INDICE 1. Definición 2. Composición química de los ácidos nucleicos ► Nucleotidos ► Nucleósido 3. Nucleótidos no nucleicos ▪ Adenosín trifosfato (ATP) ▪ Adenosín monofosfato cíclico (AMP-c) ▪ NAD y FAD ▪ NADH 4. Ácido desoxirribonucleico (ADN) ► Estructura primaria ► Estructura secundaria ► Estructura terciaria 5. Funciones del ADN 6. Desnaturalización del ADN 7. Ácido ribonucleico (ARN) ► Estructura ► Tipos y función ▪ ARN mensajeros (ARNm) ▪ ARN de transferencia (ARNt) ▪ ARN ribosómicos (ARNr) ▪ ARN heterogéneo nuclear (ARNhn) 8. Actividades

1. DEFINICIÓN. Los ácidos nucleicos son macromoléculas constituidas por nucleótidos. Están presentes en el núcleo de las células (también en determinados orgánulos como mitocondrias y cloroplastos). Son las moléculas encargadas de almacenar, transmitir y expresar la información genética. Existen dos tipos ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), presentes ambos en toda clase de células animales, vegetales o bacterianas.

2. COMPOSICIÓN QUÍMICA ► Nucleotidos: ▪ Bases nitrogenadas. ▪ Bases pirimidínicas, derivadas de la pirimidina. ·Citosina (C), en el ADN y en el ARN. · Timina (T), sólo en el ADN. ·Uracilo (U), en el ARN. ▪ Bases púricas, derivadas de la purina. · Adenina (A), ADN y ARN ·Guanina (G). ADN y ARN ▪ Pentosa, ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN. ▪ Ácido ortofosfórico (H3PO4) se encuentran en forma de ion fosfato.

Bases nitrogenadas PIRIMIDÍNICAS PÚRICAS

Formación de un nucleótido BASE NITROGENADA (Adenina) PENTOSA (Ribosa) NUCLEÓSIDO (Adenosina) ION FOSFATO NUCLEÓTIDO (Adenosín 5’-monofosfato)

Es la unión de una pentosa con una base nitrogenada. El enlace se forma entre el carbono anomérico del azúcar y uno de los nitrógenos de la base nitrogenada. En la unión se forma una molécula de agua. Enlace N-glucosídico. Si la pentosa es una ribosa, tenemos un ribonucleósido. Estos tienen como bases nitrogenadas A, G, C y U. Si la pentosa es un desoxirribosa, desoxirribonucleósido. Sus bases nitrogenadas son A, C, G y T. Se nombra añadiendo la terminación osina, si derivan de una base púrica. idina, se ésta es pirimidínica: adenosina, guanosina, citidina, timidina, etc. Si la pentosa es la desoxirribosa se antepone el prefijo desoxi-; por ejemplo, desoxiaguanosina, desoxicitidina, etc. ► Nucleósido

La unión de dos nucleótidos mediante enlaces fosfodiester (entre el OH del ácido fosforito de un nucleótido y el OH del carbono 3' del siguiente formándose una molécula de agua) da lugar a un dinucleótido, si se une varios forman un polinucleótido. Los ácidos nucleicos son precisamente largas cadenas polinucleótidicas.

3. NUCLEÓTIDOS NO NUCLEICOS

ADP y ATP Son moléculas transportadoras de energía. La energía que se necesita para las reacciones endergónicas se obtiene de la hidrólisis del ATP. Cuando las reacciones son exergónicas, la energía se emplea en la formación de ATP. ATP ADP Desfosforilación Fosforilación Además del ATP y el ADP también existen los nucleótidos de guanina GTP y GDP con función similar.

AMP cíclico (AMPc) Es un nucleótido de adenina cuyo ácido fosfórico está esterificado con los carbonos 3’ y 5’ de la ribosa. Activa Hormona + Proteína receptora Proteína G Adenilato ciclasa Proteína G FORMACIÓN DEL AMPc

Nucleótidos coenzimáticos FLAVINA (base nitrogenada) + FAD ( flavín-adenín-dinucleótido) NUCLEÓTIDO DE NICOTINAMIDA + NUCLEÓTIDO DE ADENINA NAD ( nicotín-adenín -dinucleótido) + FOSFATO NADP ( nicotín-adenín -dinucleótido fosfato) COENZIMA A ADP NUCLEÓTIDO DE ADENINA

▪ El NAD (nicotín-adenín-dinucleótido) y el FAD (flavín-adenín-dinucleótido), son dinucleótidos formados por la unión de un nucleótido de adenina a un nucleótido de nicotinamida y flavina, respectivamente, y el NADP (nicotín-adenín-dinucleótido fosfato) posee además un fosfato; actúan como coenzimas en procesos metabólicos de transferencia de electrones (reacción de óxido-reducción). Estas coenzimas actúan aceptando o cediendo electrones (reduciéndose u oxidándose) al tiempo que el sustrato se oxida o reduce, ejemplo. E (deshidrogenasa) A-H2 A (sustrato reducido) (sustrato oxidado) NAD NADH + H+ (coenzima oxidada) (coenzima reducida) ▪ El NADH se une a enzimas que catalizan reacciones catabólicas, mientras que el NADPH lo hace con las que catalizan reacciones de biosíntesis.

4. ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN). Se encuentra en el núcleo de las células eucariotas asociado a proteínas (histonas y otras) formando la cromatina, sustancia que constituye los cromosomas y a partir de la cual se transcribe la información genética. También hay ADN en ciertos orgánulos celulares (por ejemplo: plastos y mitocondrias).

Estructura primaria del ADN Es la secuencia de nucleótidos, unidos por enlaces fosfodiéster. Adenina Citosina Timina Guanina Extremo 3’ La cadena presenta dos extremos libres: el 5’ unido al grupo fosfato y el 3’ unido a un hidroxilo. Cada cadena se diferencia de otra por: Su tamaño Su composición. Su secuencia de bases. La secuencia se nombra con la inicial de la base que contiene cada nucleótido: Extremo 5’ ACGT

Estructura secundaria del ADN Es una doble hélice de 2 nm de diámetro. Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior. Las parejas de bases se encuentran unidas a un armazón formado por las pentosas y los grupos fosfato. El enrollamiento es dextrógiro. Cada pareja de nucleótidos está situada a 0,34 nm de la siguiente y cada vuelta de doble hélice contiene 10 pares de nucleótidos. Las dos cadenas son antiparalelas y complementarias.

Complementariedad entre las bases Las bases de ambas cadenas se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno. Adenina Timina Guanina Citosina 3 Enlaces de hidrógeno 2 Enlaces de hidrógeno El número de enlaces de hidrógeno depende de la complementariedad de las bases.

Gracias a la complementaridad de las bases el ADN posee el mensaje genético, capaz de duplicarse o replicarse para transmitir este mensaje a las dos células hijas y transcribir para formar moléculas de ARN responsables de la síntesis de proteínas.

El ADN contiene la información celular heredable, es decir, información genética que se transmite en la reproducción: 1º capacidad de replicación. Se debe a la complementariedad de las bases, si las dos cadenas se separan, cada una puede servir de molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. 2º capacidad de contener información. La información está contenida en la secuencia de bases. Una determinada secuencia de nucleótidos del ADN puede traducirse en una secuencia determinada de aminoácidos de acuerdo con la hipótesis “un gen-una enzima”. Mediante el proceso de transcripción se transfiere la información (secuencia de bases) a otra molécula, el ARNm (mensajero), que traslada sus órdenes al citoplasma. Los ribosomas traducen esta información fabricando una determinada cadena polipeptídica 3º posibilidad de mutación. Cambio en la información genética se explica como un cambio en la secuencia de las bases, esto implica la sustitución de un aminoácido por otro en la proteína que, a su vez, puede significar un cambio en la función de ésta. La mayoría de las mutaciones son inviables, es decir, el resultado es incompatible para la vida. FUNCIONES DEL ADN

Función biológica del ADN RELACIÓN ENTRE DIVERSOS ORGANISMOS Y LA CANTIDAD DE ADN QUE CONTIENEN El ADN almacena y transmite la información genética ya que puede realizar copias de sí mismo. REPLICACIÓN DEL ADN Existe gran diferencia entre el contenido de ADN de seres unicelulares primitivos y el de organismos pluricelulares Dentro de un mismo grupo puede haber, a su vez, grandes diferencias que no parecen guardar relación con su complejidad. Humano del Futuro - ADN Predictor Vídeo Humano del Futuro - ADN

Niveles de complejidad del ADN ADN monocatenario lineal (virus) ADN bicatenario lineal (virus) ADN monocatenario circular (virus) ADN bicatenario circular (bacterias) Cromatina (eucariotas) ADN asociado a histonas Dímero concatenado (mitocondrias) Cromosomas

Desnaturalización e hibridación del ADN La desnaturalización se produce al separarse las dos hebras por la rotura de los enlaces de hidrógeno. pH>13 o Tª  100 °C A la temperatura de fusión (Tm) el 50% de la doble hélice está separada. Manteniendo una temperatura de 65 °C durante un tiempo prolongado se puede producir la renaturalización o hibridación del ADN.

El ácido ribonucleico (ARN) Es un polirribonucleótido (contiene la ribosa como pentosa). Las bases nitrogenadas que lo forman son ADENINA, URACILO, CITOSINA y GUANINA (carece de timina). Excepto en algunos virus, el ARN es monocatenario.

ARN mensajero ARNm ADN ARN mensajero Su función es copiar la información genética del ADN y llevarla hasta los ribosomas. Cadenas lineales y cortas (5.000 nucleótidos) Lleva la información desde el núcleo al hialoplasma para la síntesis de proteínas. Tiene una vida muy corta (algunos minutos) ya que es destruído rápidamente por las ribonucleasas.

ARN de transferencia ARNt 3’ 5’ Están formados por moléculas que contienen entre 70 y 90 nucleótidos Transportan los aminoácidos hasta los ribosomas. Presenta zonas con doble hélice, que dan lugar a la estructura secundaria en “hoja de trébol” En el extremo 3’ tres bases (C-C-A) sin aparear. Por este extremo se une al aminoácido. En el brazo A un triplete de bases llamado anticodón diferente para cada ARNt en función del aminoácido que transportan. Zona de unión a la enzima que lo une al aminoácido. Zona de unión al ribosoma. Zona de unión al ARNm.

ARN ribosómico ARNr Son los más abundantes (90 - 95 % de los ARN). Al igual que el ARNt presenta zonas con estructura de doble hélice. Se encuentra en los ribosomas asociado a proteínas, formando parte de subunidades que los integran. Los ribosomas son los orgánulos encargados de la biosíntesis de proteínas; concretamente, “traducen” la secuencia de bases del ARNm en la secuencia correspondiente de aminoácidos

Funciones del ARN ARN mensajero Ribosoma El ribosoma es el encargado de la traducción del ARNm y está formado por ARN ribosómico y proteínas. Proteína ARN de transferencia con aminoácido Código genético