biología molecular: UNIDAD II DE BIOLOGIA MOLECULAR

SEP SNEST DGEST

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO

UNIDAD II

ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL MATERIAL GENÉTICO
QUE PRESENTA:

LAURA ORTEGA TORRES

08930125

CARRERA LIC . BIOLOGÍA

Ciudad Altamirano, Gro. México. Febrero 8 del 2012

INTRODUCCIÓN

En el presente curso de biología molecular se pretende estudiar y describir. Estructura química y física de los ácidos nucleicos: ADN y ARN .con la finalidad de distinguir la composición de ácidos nucleicos y funcionamiento de la célula, permitiendo controlar algunas de sus propiedades genéticas .En el cual consultaremos en las siguientes fuentes de informacion , en la antologia e internet con la finalidad de entender y comprender las propiedades del material genetico.

ESTRUCTURA DEL ADN

Los ácidos nucleicos resultan de la polimerización de monómeros complejos denominados nucleótidos.Un nucleótido está formado por la unión de un grupo fosfato al carbono 5’ de una pentosa. A su vez la pentosa lleva unida al carbono 1’ una base nitrogenada.

Estructura del nucleotido monofosfato de adenosina (AMP)

Las bases nitrogenadas son moléculas cíclicas y en la composición de dichos anillos participa, además del carbono, el nitrógeno. Estos compuestos pueden estar formados por uno o dos anillos. Aquellas bases formadas por dos anillos se denominan bases púricas (derivadas de la purina). Dentro de este grupo encontramos: Adenina (A), y Guanina (G).

Si poseen un solo ciclo, se denominan bases pirimidínicas (derivadas de la pirimidina), como por ejemplo la Timina (T), Citosina (C), Uracilo (U).

Estos derivados de la purina y la pirimidina son las bases que se encuentran con mayor frecuencia en los ácidos nucleicos.

Bases púricas y pirimídicas

Bases menos frecuentes

Existen otras bases nitrogenadas que son menos frecuentes, algunas de ellas están metiladas. En eucariontes estas bases metiladas participan del control de la expresión genética.

TIPOS DE ÁCIDO NUCLEICOS

Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), que se diferencian:
Por el glúcido (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y la ribosa en el ARN;
Por las bases nitrogenadas que contienen: adenina, guanina, citosina y timina, en el ADN; adenina, guanina, citosina y uracilo, en el ARN;
En los organismos eucariotas, la estructura del ADN es de doble cadena, mientras que la estructura del ARN es monocatenaria, aunque puede presentarse en forma extendida, como el ARNm, o en forma plegada, como el ARNt y el ARNr.
En la masa molecular: la del ADN es generalmente mayor que la del ARN

OBJETIVOS

El objetivo de la unidad es comprender las propiedades físicas y químicas de la estructura de la doble hélice del ADN, en el material genético en la célula. Con la finalidad de tener un conocimiento claro.
Comprender las estructuras químicas y físicas de los ácidos nucleicos del ADN, los tipos de ácidos nucleicos, así como también su función.

UNIDAD 2: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL MATERIAL GENÉTICO

2.1. ESTRUCTURA QUÍMICA Y FÍSICA

DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN Y ARN.

ESTRUCTURA QUÍMICA

Compuesto sólo de cuatro moléculas básicas, llamadas nucleótidos, idénticas entre si, excepto que cada uno contiene una base nitrogenada diferente. Cada nucleótido contiene:

· Un grupo fosfato,

· Un azúcar (desoxirribosa= para el ADN) y (ribosa= para el ARN),

· Una de las cuatro bases (A,G,C,T= para el ADN) y (A,G,C,U= para el ARN)

Estructura química de los nucleótidos de ADN y RNA

Estructura química de los nucleótidos de ADN .

fosfatos
Los fosfatos son las sales o los ésteres del ácido fosfórico. Tienen en común un átomo de fósforo rodeado por cuatro átomos de oxígeno en forma tetraédrica.
Los fosfatos secundarios y terciarios son insolubles en agua, a excepción de los de sodio, potasio y amonio.
Proporciona el carácter eminentemente ácido del DNA y del RNA. Los 5 enlaces del ortofosfato están en resonancia, de manera que la distribución espacial es equivalente a una molécula tetraédrica con orbitales moleculares sp^3.

pentosas

Es el componente neutro, y sólo hay dos en los ácidos nucleicos: la ribosa (PARA EL ARN) y la 2-desoxirribosa (PARA EL ADN). Su nombre deriva del Rockefeller Institute of Biochemistry donde Lavene las aisló por primera vez.

Tipos de hélices de DNA más frecuentes

Las estructuras más frecuentes y fisiológicas en las que se puede encontrar el DNA es en forma de DNA-B (la propuesta de Watson y Crick), en forma de DNA-A (cuando está deshidratado o hibridado con RNA) y DNA-Z (cuando es levógiro).

El DNA-B: Características del DNA-B:Giro de la hélice: dextrógiro

Diámetro de la hélice: 2,37 nm
Del diámetro, 1,1 nm corresponde al par de bases
Vuelta completa (paso de rosca, pitch): 3,54 nm
Nucleótidos por vuelta: 10,4 pb (Watson y Crick propusieron 10)
Separación entre las bases (elevación o rise): 0,34 nm (3,54 / 10,4 = 0,34), que además coincide con el tamaño de van der Waals para un anillo plano.
Rotación (twist) de una base respecto a la siguiente: 34,6º (34,6 x 10,4 = 360º). Si pudiéramos andar por el centro de las hélices, las bases serían claramente los escalones de una escalera de caracol.
Ángulo entre las bases y el eje de la hélice: 88,8º (Watson y Crick propusieron 90º)
Giro propulsor (propeller twist): 16º.
Configuración del nucleótido: C2’ endo anti.
Separación entre los fosfatos consecutivos: 0,7 nm.

Las características del DNA-A (también llamado RNA-11) son:

Giro de la hélice: dextrógiro

Diámetro de la hélice: 2,55 nm

Del diámetro, 1,1 nm corresponden al par de bases, pero no se sitúan sobre el eje como en el DNA-B, dejando un hueco central en el que puede entrar el agua.

Vuelta completa (paso de rosca, pitch) 2,53 nm

Nucleótidos por vuelta: 11 pb (de aquí el nombre de DNA-11)

PROPIEDADES DEL RNA

el RNA esta constituido por una sola cadena de nucleotidos, no es una helice doble.
el RNA tiene un azucar ribosa en sus nucleotiodos,, en vez de desoxirribosa.
los nucleotidos del RNA pueden tener las bases adenina, guanina, citosina y uracilo (nunca timina).
Los ácidos ribonucleicos no sólo pueden tener información propia, sino que constituyen la herramienta para la conversión de la información contenida en el DNA en proteínas específicas.

Clases de RNA

Pueden agruparse en dos clases principales: los informativos y los funcionales.

RNA informativos. El RNA informativo de la inmensa mayoría de genes es siempre RNA mensajero, y se encarga de llevar la información de los genes a formar proteinas.

RNA funcionales. Estos RNA desempeñan muchas funciones diversas pero nunca se traducen a proteinas. Estos RNA están cifrados en pocos genes.

Las principales clases de RNA funcionales, actuan en varios pasos del proceso de conversión de la información presente en el DNA. En todos los organismos se han encontrado dos clases: RNA de trasferencia y RNA ribosomico

Las moleculas de RNA trasferente (RNAt) funcionan como trasportadores que llevan los aminoácidos hasta el RNAm durante el proceso de traducción (síntesis de proteinas)

Los RNA ribosomicos (RNAr) son componentes de los ribosomas, complejos moleculares que actuan coordinando el ensamblaje de las proteinas. Los ribosomas estan constituidos por varios tipos de RNAr y alrededor de 100 proteinas diferentes.

Existen otras dos clases de RNA funcionales especificos de eucariotas. Los RNA pequeños nucleares (RNAsn) implicados en el corte y empalme de exones. Los RNA citoplasmáticos pequeños (RNAsc) implicados en el trasporte de proteinas dentro de las celulas eucarioticas.

Implicaciones biológicas de la estructura del DNA

Esta estructura del DNA causó gran excitación entre los genetistas y en todas las áreas de la biología, por 2 razones fundamentales:

la estructura sugería una forma obvia por la que la molécula puede ser duplicada o replicada, ya que cada base determina su complementaria mediante puentes de hidrogeno. la estructura hace pensar que quizá la secuencia de pares de bases en el DNA es la que determina la secuencia de aminoácidos de la proteína dictada por un gen. En otras palabras, algún tipo de código genético podría escribir información en el DNA con una secuencia de pares de nucleótidos.por iguales razones la estructura guarda y trasmite la información genetica.

Funciones del RNA

El RNA mensajero, y se encarga de llevar la información de los genes a formar proteinas.

Las moleculas de RNA trasferente (RNAt) funcionan como trasportadores que llevan los aminoácidos hasta el RNAm durante el proceso de traducción (síntesis de proteinas) y Los RNA ribosomicos (RNAr) son componentes de los ribosomas, complejos moleculares que actuan coordinando el ensamblaje de las proteinas.

Los RNA pequeños nucleares (RNAsn) implicados en el corte y empalme de exones. Los RNA citoplasmáticos pequeños (RNAsc) implicados en el trasporte de proteinas dentro de las celulas eucarioticas.En algunos virus su función es contener y transmitir información.

2.2 FUNCIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.

El dogma central de la Biología Molecular

Fue Francis Crick quien introdujo el dogma central de la Biología Molecular parar describir el flujo de información biológica y cómo la célula utiliza esa información.