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Universidad Juárez Autónoma de Tabasco
División Académica de ciencias de la salud
Ácidos nucleicos
Bioquímica estructural
Lilian Juárez García
Prof. Luis Fernando Trujillo Castillo
1er semestre
Grupo: ENUT
18/01/21
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Ácidos Nucleicos: Propiedades, Estructura y Funciones, Guías, Proyectos, Investigaciones de Derechos Humanos
Este documento ofrece una introducción a los ácidos nucleicos, sus propiedades, estructura y funciones en la naturaleza. Aprenda sobre la historia de su descubrimiento, la composición de los nucleótidos, su clasificación en ADN y ARN, y sus niveles estructurales. Además, se abordan sus propiedades físicas y químicas, localización y distribución en la naturaleza.
Qué aprenderás
- ¿Qué propiedades físicas y químicas presentan los ácidos nucleicos?
- ¿Qué son los ácidos nucleicos y qué papel desempeñan en la naturaleza?
- ¿Cómo se descubrieron los ácidos nucleicos?
- ¿Qué es la diferencia entre ADN y ARN?
- ¿Cómo se estructura un nucleótido?
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
2021/2022
1 / 12
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Universidad Juárez Autónoma de Tabasco División Académica de ciencias de la salud Ácidos nucleicos Bioquímica estructural Lilian Juárez García Prof. Luis Fernando Trujillo Castillo 1er semestre Grupo: ENUT 18/01/
ÍNDICE
- Introducción …………………………………………
- Definición de los Ácidos Nucleicos………………..
- Estructura de los nucleótidos………………………
- Clasificación de los ácidos nucleicos……………..
- Enlace fosfodiéster y N-glicosídico…………….....
- Niveles estructurales del ADN…………………….
- naturaleza……………………………………………… Propiedades físicas y químicas, funciones, localización y distribución en la
- Bibliografías…………………………………………….
bases utilizadas en el ADN son la adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). En el ARN, la base uracilo (U) ocupa el lugar de la timina. Cada nucleótido está formado por tres componentes: Bases nitrogenadas: derivadas de la purina y pirimidina. Bases nitrogenadas púricas: son la adenina (A) y la guanina (G). Ambas forman parte del ADN y del ARN, y tienen una estructura formada por dos ciclos similares a la purina. Bases nitrogenadas pirimidínicas: son la timina (T), la citosina (C) y el uracilo (U). Tienen una estructura formada por un solo ciclo similar a la pirimidina. En el ADN: la timina y la citosina. En el ARN: la citosina y el uracilo. Pentosa: el monosacárido de cinco átomos de carbono puede ser ribosa (ARN) o desoxirribosa (ADN). Ácido fosfórico, H3PO4: Cada nucleótido puede contener uno (como el AMP), dos (como el ADP) o tres (como el ATP) grupos fosfato. Según el nucleótido tenga ribosa o desoxirribosa se denominan ribonucleótidos y desoxirribonucleótidos.
Clasificación de los ácidos nucleicos ADN o ácido desoxirribonucleico El ADN es una biomolécula de doble hélice, cuya estructura tridimensional fue descubierta por Watson y Crick en el año 1953. Se encuentra ubicada en el núcleo de las células eucariotas, específicamente dentro del cromosoma, con excepción de las células procariotas, cuyo ADN se encuentra disperso en el citoplasma y cuya forma es circular. Los segmentos del ADN portan los genes que poseen toda la información genética de un individuo. ARN o ácido ribonucleico El ARN es una biomolécula con una sola hélice que está presente en organismos eucarióticos y procarióticos, y es aquel que se encarga de la síntesis de proteínas. En ocasiones, el ARN es el único material genético que presentan los virus. El ARN se divide en tres tipos, determinados por la función que ejercen y el lugar en el que se ubican: ARNm (ARN mensajero). ARNt (ARN de transferencia). ARNr (ARN ribosómico).
Niveles estructurales del ADN Estructura primaria Se trata de la secuencia de desoxirribonucleótidos de una de las cadenas. La información genética está contenida en el orden exacto de los nucleótidos. Las bases nitrogenadas que se hallan formando los nucleótidos de ADN son Adenina, Guanina, Citosina y Timina. Los nucleótidos se unen entre sí mediante el grupo fosfato del segundo nucleótido, que sirve de puente de unión entre el carbono 5' del primer nucleótido y el carbono 3' de siguiente nucleótido. Como el primer nucleótido tiene libre el carbono 5' y el siguiente nucleótido tiene libre el carbono 3', se dice que la secuencia de nucleótidos se ordena desde 5' a 3' (5' → 3'). Estructura Secundaria Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la
información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Fue postulada por James Watson y Francis Crick. Es una cadena doble, dextrógira o levógira, según el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina de una se une a la timina de la otra, y la guanina de una a la citosina de la otra. Estas bases enfrentadas son las que constituyen los Puentes de Hidrógeno. Adenina forma dos puentes de hidrógeno con Timina. Guanina forma tres puentes de hidrógeno con Citosina. Ambas cadenas son antiparalelas, pues el extremo 3´ de una se enfrenta al extremo 5´ de la otra. Las dos hebras están enrolladas en torno a un eje imaginario, que gira en contra del sentido de las agujas de un reloj. Las vueltas de estas hélices se estabilizan mediante puentes de hidrógeno. Esta estructura permite que las hebras que se formen por duplicación de ADN sean copia complementaria de cada una de las hebras existentes. ADN-B: ADN en disolución, 92% de humedad relativa, se encuentra en soluciones con baja fuerza iónica se corresponde con el modelo de la Doble Hélice. Es el más abundante y es el descubierto por Watson y Crick.
- ADN-A: ADN con 75% de humedad, requiere Na, K o Cs como contraiones, presenta 11 pares de bases por giro completo y 23 Å de diámetro. Es interesante por presentar una estructura parecida a la de los híbridos ADN-ARN y a las regiones de auto apareamiento ARN-ARN.
- ADN-Z: doble hélice sinistrorsa (enrollamiento a izquierdas), 12 pares de bases por giro completo, 18 Å de diámetro, se observa en segmentos de ADN con secuencia alternante de bases púricas y pirimidínicas (GCGCGC), debido a la conformación alternante de los residuos azúcar-fosfato sigue un curso en zig-zag.
100Å se empaqueta formando una fibra de cromatina de 300Å. El enrollamiento que sufre el conjunto de nucleosomas recibe el nombre de Solenoide. Los solenoides se enrollan formando la cromatina del núcleo interfásico de la célula eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando los cromosomas. Propiedades físicas y químicas, funciones, localización y distribución en la naturaleza. Solubilidad Entre las propiedades de los ácidos nucleicos destacan la solubilidad. Esta propiedad biológica y química hace referencia a la capacidad que tiene el ácido en disolverse en alguna sustancia. En el caso de los ácidos nucleicos, estos son solubles en el agua. Sin embargo, cuando se trata de disolventes orgánicos, tienden a ser poco solubles. Viscosidad La viscosidad de los ácidos nucleicos se refiere a la capacidad que tienen de resistir a un cambio en la forma; es decir, oposición al flujo. Normalmente esta suele ser superior en bicatenarios, que en monocatenarios; y suele ser una de las propiedades más representativas que tienen los ácidos nucleicos. Densidad La densidad tiende a ser una de las propiedades características de los ácidos nucleicos; la cual determina la relación que existe entre la masa que posee el ácido con el volumen que tiene el mismo. En los ácidos nucleicos, esto se ordena en dos partes, puesto que es necesario determinar la densidad del ARN y del ADN por igual. Normalmente la densidad siempre suele ser superior en el ARN que en el ADN. Absorción de luz Otra de las propiedades de los ácidos nucleicos, es su propiedad de absorción de luz. Esta se da gracias a la acción de las bases nitrogenadas las cuales tiene la capacidad de absorción a 260 nm.
Esta suele ser superior en los monocatenarios, que en los bicatenarios. Desnaturalización La desnaturalización es una de las propiedades de los ácidos nucleicos más representativas que poseen. Básicamente se trata del proceso mediante el cual se lleva a cabo un cambio a nivel de estructura, en donde pierden su composición natural; y se producen algunos cambios en sus propiedades físicas y químicas. El aspecto más importante de este proceso viene dado por la capacidad que mantiene la molécula para dividir sus dos cadenas. Reabsorción Los ácidos nucleicos poseen propiedades de reabsorción. Estas, tienen que ver con lo que sucede después de que se sometan al calor, para que se lleve a cabo el proceso de desnaturalización. La propiedad de reabsorción se basa en la capacidad que tienen los ácidos nucleicos de emparejar sus cadenas, después del proceso de desnaturalización. Hibridación Otra de las propiedades de los ácidos nucleicos, es la hibridación. Esta propiedad le otorga al ácido nucleico la posibilidad de construir artificialmente ácidos bicatenarios, mediante la unión de dos monocatenarios. Es decir, mediante este proceso se unen dos cadenas de ADN, de ARN, o de ambos, con la finalidad de crear una molécula de ácido nucleico que tenga doble cadena. Las funciones de los ácidos nucleicos tienen que ver con el almacenamiento y la expresión de información genética. El ácido desoxirribonucleico (ADN) codifica la información que la célula necesita para fabricar proteínas. Un tipo de ácido nucleico relacionado con él, llamado ácido ribonucleico (ARN), presenta diversas formas moleculares y participa en la síntesis de las proteínas. La función primordial de los ácidos nucleicos es almacenar y transmitir la información genética, proceso que es la base para poder mantener la identidad de los organismos, sus características como especie, y las variaciones entre los individuos de la misma especie. Existen dos tipos de ácidos nucleicos, los ácidos ribonucleicos (ARN) y los desoxirribonucleicos (ADN) que se encuentran en todos los tipos celulares tanto