ÁCIDOS NUCLEICOS ¡Aguanten Gregor Mendel y los guisantes!

© 2012 Lic. Cristián Petracchi.

ÁCIDOS NUCLEICOS – caracts. grales. • ADN y ARN son los mensajeros químicos de la información genética de los seres vivos. • Son polímeros de nucleótidos, formando largas cadenas. • Cada nucleótido está compuesto por un nucleósido unido a un grupo fosfato. • Cada nucleósido está compuesto por un azúcar (aldopentosa) unida a una base amina heterocíclica (purina o pirimidina).

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ÁCIDOS NUCLEICOS – nucleosidos/otidos AZÚCAR

BASE N

NUCLEÓSIDO FOSFATO AZÚCAR

BASE N

NUCLEÓTIDO

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ÁCIDOS NUCLEICOS - azúcar El AZÚCAR es: • RIBOSA en el ARN. • 2´-DESOXIRRIBOSA en el ADN. (1´, 2´... en azúcar, 1, 2... en base amina).

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ÁCIDOS NUCLEICOS - bases Las BASES NITROGENADAS son: • purinas sustituidas: ADENINA y GUANINA. • pirimidinas sustituidas: CITOSINA, TIMINA y URACILO.

PURINAS

PIRIMIDINAS

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ÁCIDOS NUCLEICOS – ADN vs ARN Químicamente, ADN y ARN son muy similares, pero… • difieren en tamaño: – ARN tiene peso molecular de 35.000 Daltons, – ADN de hasta 150 mil millones Daltons.

• difieren en ubicación: – ARN se encuentra principalmente en el citoplasma, – ADN en el núcleo (pero también en mitocondrias).

• difieren en función: – ARN encargado de transmitir la información genética para que se traduzca a proteínas, – ADN encargado de conservar y replicar la información genética.

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ÁCIDOS NUCLEICOS - estructura Tanto en el ADN como en el ARN… • la base nitrogenada está unida al carbono 1´ (C1´) del azúcar, y • el ácido fosfórico se encuentra unido -por una unión éster fosfato- al carbono C5´ del azúcar.

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ÁCIDOS NUCLEICOS - estructura • Los nucleótidos se unen mediante la formación de un enlace éster fosfato entre el grupo 5´-fosfato de un nucleótido y el grupo 3´-hidroxilo del azúcar del nucleótido siguiente. • Así, un extremo del polímero de ácido nucleico tiene: – un hidroxilo libre en C3´ (extremo 3´) y – un fosfato libre en C5´ (extremo 5´).

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ÁCIDOS NUCLEICOS - estructura Extremo 5´

FOSFATO AZÚCAR

BASE N

FOSFATO AZÚCAR Extremo 3´

BASE N

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ÁCIDOS NUCLEICOS - estructura • Para escribir una secuencia de nucleótidos en una cadena se comienza por el extremo 5´ y se identifican las bases en el orden de ocurrencia, utilizando las letras iniciales de cada una como abreviatura: – – – – –

A para Adenosina, G para Guanosina, C para Citosina, T para Timina y U para Uracilo.

• Una secuencia de ADN podría ser: 5´ TAGGCT 3´

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ÁCIDOS NUCLEICOS - estructura Las muestras de ADN aisladas de diferentes tejidos de la misma especie tienen la misma proporción de bases, pero especies diferentes presentan distintas proporciones... ADN

A

T

G

C

Homo sapiens

30%

30%

20%

20%

Clostridium perfringens

37%

37%

13%

13%

Estos resultados… ¿qué sugieren?

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ÁCIDOS NUCLEICOS - estructura COMPLEMENTARIEDAD DE BASES: • Según el modelo propuesto por James Watson y Francis Crick en 1953, el ADN consiste de dos cadenas de polinucleótidos que corren en direcciones opuestas y están enrolladas en una doble hélice. • Las dos cadenas se mantienen unidas por puentes de hidrógeno entre pares específicos de bases: A-T y G-C. • Por lo tanto, las dos cadenas no son iguales entre sí, sino complementarias…

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ÁCIDOS NUCLEICOS - estructura COMPLEMENTARIEDAD DE BASES: • hebra 5´-3´ A T T G C A C T A • hebra 3´-5´ T A A C G T G A T

A-T

G-C

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ÁCIDOS NUCLEICOS – estructura del ADN • La doble hélice tiene 2,0 nm (20 A) de ancho. • Hay 10 pares de bases en cada vuelta completa • Cada vuelta tiene 3,4 nm (34 A) de largo.

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ÁCIDOS NUCLEICOS – estructura del ADN Superenrollamiento del ADN: De la doble hélice…

Al cromosoma…

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ÁCIDOS NUCLEICOS – código genético El código genético… • Se escribe con 4 “letras”: G, C, A y T/U. • Se lee por “tripletes”: codones de 3 “letras”... • Es universal: es el mismo para todos los seres vivos. • Es degenerado: existe más de un codón para un mismo aminoácido.

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ÁCIDOS NUCLEICOS – traducción del ARNm 1ª Base (5`) U

C

A

G

2ª Base U C A G U C A G U C A G U C A G

3ª Base (3`) U C Phe Phe Ser Ser Tyr Tyr Cys Cys Leu Leu Pro Pro His His Arg Arg Ile Ile Thr Thr Asn Asn Ser Ser Val Val Ala Ala Asp Asp Gly Gly

A Leu Ser STOP STOP Leu Pro Gln Arg Ile Thr Lys Arg Val Ala Glu Gly

G Leu Ser STOP Trp Leu Pro Gln Arg Met Thr Lys Arg Val Ala Glu Gly

UAA, UAG y UGA = STOP

GUU, GUC, GUA y GUG = Valina

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ÁCIDOS NUCLEICOS – traducción del ARNm Cadena ADN …3` T A T C T G C C T A T G A T C 5`… (CODIFICANTE) Cadena ARNm …5` A U A G A C G G A U A C U A G 3`… (CODÓN) Cadena ARNt …3` U A U C U G C C U A U G A U C 5`… (ANTICODÓN) Proteína Ile---Asp---Gly ---Tyr STOP (Secuencia aa)

ÁCIDOS NUCLEICOS – estudios genéticos

Drosophila melanogaster

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ÁCIDOS NUCLEICOS – estudios genéticos Drosophila melanogaster

Es una especie utilizada frecuentemente en experimentación genética, dado que posee:  número reducido de cromosomas (4 pares),  ciclo de vida breve (15-21 días),  61% de los genes de enfermedades humanas que se conocen tienen una contrapartida identificable en el genoma de Drosophila,  50% de las secuencias proteínicas de la mosca tiene análogos en los mamíferos. Genoma: 165 Mb (1 Mb = 1 millón de pares de bases), conformando alrededor de 13.600 genes

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ÁCIDOS NUCLEICOS – estudios genéticos

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ÁCIDOS NUCLEICOS – estudios genéticos

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ÁCIDOS NUCLEICOS – estudios genéticos

Alas vestigiales Doble par de alas ANTENAPEDIA (patas en lugar de antenas)