Tema 5: los ácidos nucleicos
14/11/2019
¡Bienvenidos otra semana más! Hoy vengo a hablaros sobre la última biomolécula que hemos estudiado. Se trata de los ácidos nucleicos, una biomolécula orgánica de gran tamaño y complejidad, formada principalmente por C, H, O, N y P. Los ácidos nucleicos se forman por la unión de nucleótidos. Los componentes de estos son: un ácido fosfórico, una pentosa (ribosa que forma ARN o desoxirribosa que corresponde al ADN) y una base nitrogenada (estas pueden ser púricas como la adenina y guanina o pirimidínicas como la citosina, timina (solo presente en el ADN) y uracilo (solo la encontramos en el ARN). La unión de la base nitrogenada y la pentosa se forma mediante un enlace N-glucosídico mientras que la unión con el fosfórico es mediante un enlace éster, Dentro de los nucleótidos, encontramos los nucleótidos nucleico (que según la pentosa pueden ser ribonucleótidos o desoxirribonucleótidos) y nucleótidos no nucleicos (que son aquellos que se encuentran libres por la célula). Además, encontrmos varios tipos de ácidos nucleicos según su estructura y funciones. Por un parte, el ADN está formado por desoxirribos y es el que posee la información genética de cada individuo que es necesaria para la síntesis de proteínas específicas. Se encuentra de manera diferente según el tipo célula u organismo. Tiene diferentes niveles estructurales. La estructura primaria (es la más sencilla, se trata de un eje con los fosfóricos, pentosas y bases con polaridad 5'-3'), la secundaria (que corresponde a la disposición espacial y son las dos cadenas enfrentadas, unidad y enrolladas) y la terciaria (que está formada por una superhélice). Además, presenta 4 niveles de empaquetamiento en los cuales podemos ver el ADN de diversas formas unido a proteínas histónicas.Por otra parte, el ARN está formado por ribosa y podemos distinguir distintos tipos. El ARN mensajero, es un 5% del total de ARN, y es el encargado de copiar la información del ADN en el proceso de transcripción. El ARNt, forma un 15% y presenta una estructura con cuatro brazos y un anticodón en el extremo de uno de ellos que lleva información para una proteína exacta. El ARNr forma un 80%, y es aquel que encontramos en los ribosomas. El ARNi se encarga del autocontrol de la célula, el ARNp de eliminar los intrones (trozos sin información) y el ARNn forma ribosomas. El ADN y el ARN presentan grandes diferencias en lo que se refiere a su localización, composición y estructura, y a pesar de realizar también funciones distintas, se complementan. El ADN, que es el que lleva la información necesaria se ocupa de "dar órdenes", mientras que el ARN las sigue. Así, en el proceso de transcripción, el ARNm copia la secuencia de ADN y la lleva a los ribosomas donde con la ayuda del ARNt será traducido a u aa concreto que acabará formando una proteína.
Aquí os dejo el esquema general de los ácidos nucleicos en el que podéis ver todo el temario de manera más visual:
Aquí os dejo unos ejercicios que hicimos en clase. El primero, era para poner en práctica conceptos que habíamos estudiado como los tipos de enlaces que unen los nucleóditos. Aquí os dejo unos ejemplos.
La otra actividad consistía en crear el ARNm a partir de una hebra de ADN, de la cual debíamos crear primero la otra cadena para poder llegar al ARNm correcto, con extremos 5'-3'
La profesora también nos propuso otro ejercicio, buscar las diferencia entre ARN y ADN:
-La primera diferencia es que el ADN es una molécula más compleja y tiene mayor peso molecular que el ARN.
-En cuanto a su composición, el ADN tiene como pentosa la β-D-desoxirribofuranosa y el ARN la β -D-ribofuranosa. Además, el ADN cuenta con timina y el ARN carece de ella y en su lugar tiene uracilo.
-Según su localización, el ARN se localiza tanto en el núcleo como en el citoplasma y el ADN lo encontramos principalmente en el núcleo (células eucariotas) y en las mitocondrias y cloroplastos aunque en células procariotas lo encontramos en el citosol.
-El ARN es mayoritariamente monocatenario mientras que el ADN es bicatenario.
-El ARN es más sensible a la luz ultraviolesta.
-Respecto a su función, el AND lleva la información y dicta las órdenes de la síntesis de proteínas y el ARN las ejecuta.
-El ARN presenta diferentes tipos de bases nitrogenadas como el matilguanosina.
Como en los temas anteriores, hemos tenido que realizar unas actividades de PAU como repaso del tema. Siempre lo veo muy útil tanto para acostumbrarnos a ese formato de preguntas como para repasar.
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En relación a la siguiente figura:
a) Indica qué molécula representa y cuál es la composición de los monómeros que la forman.
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La molécula de la imagen es un tipo de ARN, en concreto el ARN transferente. Está compuesta por nucleótidos, que están formados por un ácido fosfórico y un nucleósido unidos mediante enlace éster (esterificación de un OH del grupo fosfato con otro OH libre del carbono 5 de la pentosa). Los nucleósidos están formados por una base nitrogenada (presenta uracilo, pero no timina) y una pentosa (que en este caso es la ribosa al tratarse de ARN) unidos mediante enlaces N-glucosídicos (entre el C-1 de la pentosa y el N-9 si se trata de una base púrica o el N-1 si la base es pirimidínica). La unión de los nucleótidos se lleva a cabo mediante enlaces fosfodiéster 5’-3’, produciéndose uno de los enlaces éster entre un OH del grupo fosfato y el OH libre del C-5 de la pentosa de un nucleótido y el otro enlace éster entre el OH libre del C-3 de la pentosa de otro nucleótido y el OH del mismo grupo fosfato.
b) Explica qué tipo de interacciones se producen para formar la estructura secundaria de la molécula.
La estructura secundaria se presenta en 4 zonas denominadas brazos, pues en esos tramos hay bases enfrentadas y para mantener estable la estructura se forman entre ellas enlaces tipo puentes de hidrógeno. A su vez, también encontramos 3 zonas llamadas bucles con estructura monocatenaria situadas a los extremos de los brazos y en este caso no hay enfrentamiento de bases nitrogenadas.
c) Explica en qué proceso biológico está implicada y cuál es su función, explicando el papel de las zonas marcadas como A y B.
Esta molécula está implicada en la traducción del ARN mensajero que previamente ha copiado la información del ADN necesaria para la síntesis de proteínas. El ARN transferente posee en uno de sus bucles (el que se nos muestra en la imagen como el B), el anticodón que está formado por tres bases nitrogenadas (o triplete) que codifican otras tres bases nitrogenadas en el ARNt que son complementarias (codón). La zona A de la imagen corresponde al brazo superior o final cadena y es donde el aa que es complemantario al anticodón se juntará a la molécula y más adelante se unirá con otros aa en el ribosoma con el objetivo de formar una proteína.
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2. Explica, basándote en su estructura, por qué el DNA es una molécula que contiene información.
El ADN es una macromolécula formada por la unión de nucleótidos mediante enlaces fosfodiéster 3’-5’. La pentosa (desoxirribosa) y el constituyen el eje del ADN del que salen las bases nitrogenadas que se disponen hacia el interior. La información del ADN depende de la secuencia de bases nitrogenadas que es específica para cada individuo. Esto se debe a que las bases nitrogenadas son las que determinan la secuencia de nucleótidos que formarán una proteína. El ARN mensajero se encarga de copiar esta secuencia y formar una nueva cadena complementaria al ADN copiado. Este proceso se conoce como transcripción. La nueva cadena será llevada hasta los ribosomas que precisarán de la ayuda del ARN transferente para determinar los aminoácidos necesarios para formar la proteína correspondiente a ese fragmento copiado. Este proceso es el denominado traducción, y así se ira formando la nueva proteína requerida.
3. En la siguiente figura se muestran las fórmulas químicas de algunas biomoléculas. Indica:
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a) Cuál corresponde a un ácido graso insaturado. 3 (posee doble enlace)
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b) Cuál es una piranosa. 5 (glucosa).
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c) Cuáles forman parte del DNA. 2 y 6 (una bse nitrogenada y β-D-desoxirribofuranosa respectivamente).
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d) Cuál corresponde a un ácido graso saturado. 4 (no tiene doble enlace)
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e) Cuál forma parte de proteínas. 1 (es un aminoácido)
4. Explica las diferencias químicas y estructurales del ADN y el ARN.
Las moléculas de ADN son de mayor peso molecular y complejidad que las correspondientes al ARN. Además, el ADN tiene una longitud de 5cm en los seres humanos mientras que el ARN presenta mayor variabilidad de longitud pues depende del tipo de ARN. En cuanto a su composición, el ARN tiene como pentosa la ribosa mientras que el ADN, la desoxirribosa. Además, el ADN presenta una base nitrogenada característica de él que es la timina y sustituyendo a esta en el ARN encontramos uracilo. Respecto a las bases, el ADN posee igual número de bases púricas que pirimidínicas (proporción de bases de Chargaff) pero esto no posee con el ARN el cual tiene también otro tipo de bases derivadas de las originales. Por otra parte, el ADN es mayoritariamente bicatenario y sin embargo al ARN le ocurre, al contrario, pues en es mayoritarimanete monocatenerio. El ADN se encuentra presente en el núcleo (células eucariotas), mitocondiras y cloroplastos y el ARN lo podemos encontrar en el núcleo o citoplasma indistintamente. Por último, la función del ADN es ser portador del mensaje genético y dictar órdenes para la correcta síntesis de proteínas. Estas órdenes son llevadas a cabo por el ARN.
Como novedad en este tema hemos tenido que hacer un test online sobre la importancia del ADN y el ARN que está relacionado con lo que hemos estudiado.
Este tema a pesar de ser el más largo se me ha hecho ameno y me ha gustado repasar y aprender más cosas sobre los ácidos nucleicos y la importancia que tienen el ADN y el ARN en todos los seres vivos, pues son cruciales para la síntesis de proteínas que tienen una importante función en el organismo. Nos vemos pronto con el último proyecto de esta evaluación, ¡hasta la próxima!