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Tema 6: nucleótidos y ácidos nucleicos ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],ANTECEDENTES PAU: 2003 – Septiembre : ADN y ARN, constitución, estructura y tipos; 2007 – Junio : ARN, estructura química;   ARN y ADN, diferencias químicas y estructurales; 2009 – Junio : diferencias de composición y estructura entre ADN y ARN;   tipos distintos de ARN;
Tema 6: ácidos nucleicos 1.- Composición de los ácidos nucleicos ,[object Object],[object Object],[object Object],Azúcar pentosa ,[object Object],[object Object]
Tema 6: ácidos nucleicos PIRIMIDÍNICAS (derivan de la  pirimidina      compuesto orgánico con 2 átomos de N que sustituyen al C en 1 y 3 ) PÚRICAS (derivan de la  purina      compuesto orgánico formado por 2 anillos fusionados con 4 átomos de N en los C 1, 3, 7 y 9) ,[object Object],Citosina  ( C ) Timina  ( T ) (exclusiva del ADN) Uracilo  ( U ) (exclusiva del ARN) Adenina  ( A ) Guanina  ( G )
[object Object],Tema 6: ácidos nucleicos
[object Object],Tema 6: ácidos nucleicos ,[object Object]
BASE NITROGENADA (Adenina) PENTOSA  (Ribosa) NUCLEÓSIDO  (Adenosina) ION FOSFATO NUCLEÓTIDO  (Adenosín 5’-monofosfato) ,[object Object],Tema 6: ácidos nucleicos ,[object Object],[object Object],(-OH + compuesto aminado) H 2 O Enlace  N-glucosídico Enlace éster H 2 O Enlace N-glucosídico
[object Object],Son moléculas transportadoras de energía. La energía que se necesita para las reacciones endergónicas (que absorben energía) se obtiene de la hidrólisis del ATP. Cuando las reacciones son exergónicas (liberan energía), 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. Tema 6: ácidos nucleicos 2.- Nucleótidos no nucleicos
[object Object],FLAVINA  (base nitrogenada) RIBITOL (pentosa) + RIBOFLAVINA (nucleósido) FMN ( flavín-mononucleótido) FOSFATO + FAD ( flavín-adenín-dinucleótido) AMP + NUCLEÓTIDO DE NICOTINAMIDA + NUCLEÓTIDO DE ADENINA NAD ( nicotín-adenín -dinucleótido) + FOSFATO NADP ( nicotín-adenín -dinucleótido fosfato) COENZIMA -A ADP Tema 6: ácidos nucleicos Catalizan reacciones de oxidación-reducción Intervienen en la respiración celular Interviene en reacciones enzimáticas del metabolismo celular NUCLEÓTIDOS DE FLAVINA NUCLEÓTIDOS DE PIRIDINA  -mercaptoetilamina Ácido pantoténico
3.- El ácido desoxirribonucleico (ADN) Tema 6: ácidos nucleicos ADN  : polímero lineal formado por desoxirribonucleótidos de A, G, C, T ESTRUCTURA 1 aria  :   es la secuencia de nucleótidos ESTRUCTURA 2 aria  :   es la estructura espacial que adoptan los nucleótidos
[object Object],[object Object],Adenina Citosina Timina Guanina Extremo 3’ ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Extremo 5’ ACGT Tema 6: ácidos nucleicos ,[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],J.Watson F.Crick ¡Hemos encontrado el secreto de la vida! ¡Hemos encontrado el secreto de la vida! Tema 6: ácidos nucleicos
ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: ANTECEDENTES ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Tema 6: ácidos nucleicos A T G C Sp 1  35% 35% 15% 15% Sp 2  20% 20% 30% 30%
Tema 6: ácidos nucleicos Estudios de  Erwin Chargaff ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: ANTECEDENTES La proporción de Adenina es igual a la de Timina A = T La proporción de Guanina es igual a la de Citosina G = C La proporción de bases púricas (A+G) es igual a la de bases pirimidínicas (T+C) (A+G) = (T+C) La proporción entre (A+T) y (G+C) es característica de cada organismo, tomando valores diferentes según la especie
[object Object],Tema 6: ácidos nucleicos ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: ANTECEDENTES
Tema 6: ácidos nucleicos Estudios de DIFRACCIÓN DE RAYOS X (Maurice Wilkins Rosalind Franklin) ,[object Object],[object Object],[object Object],ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: ANTECEDENTES
¿Un mundo de hombres? Antes de trabajar con el ADN, Rosalind estudió la porosidad del carbón y tras obtener su doctorado  se especializó en la técnica de difracción de rayos X, la que luego sirvió para obtener una fotografía ya célebre, que Maurice Wilkins mostró indiscretamente a un joven americano, James Watson que en colaboración con el británico Francis Crick, estaba obsesionado por vencer a su compatriota Linus Pauling en la carrera por descifrar la estructura del ADN.  Pese a ser la científica que obtuvo los datos que permitieron definir que el ADN tiene estructura de doble hélice, no fue premiada con el Nobel. Había fallecido en 1958, cuatro años antes de que la Academia Sueca reconociese la importancia del descubrimiento.. “ La ciencia y la vida ni pueden ni deben estar separadas. Para mí la ciencia da una explicación parcial de la vida. Tal como es se basa en los hechos, la experiencia y los experimentos… Estoy de acuerdo en que la fe es fundamental para tener éxito en la vida, pero no acepto tu definición de fe, la creencia de que hay vida tras la muerte. En mi opinión, lo único que necesita la fe es el convencimiento de que esforzándonos en hacer lo mejor que podemos nos acercaremos al éxito, y que el éxito de nuestros propósitos, la mejora de la humanidad de hoy y del futuro, merece la pena de conseguirse”. Así se expresaba Rosalind Franklin hacia 1940, cuando tenía veinte años, en una carta a su padre con quien, como buena e inteligente hija, discrepaba en varias cuestiones.  Rosalind Franklin con su hermana Jenifer  (1930).  Tema 6: ácidos nucleicos ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: ANTECEDENTES
ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN:  FORMA  B (modelo de Watson y Crick)  ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Tema 6: ácidos nucleicos 2 nm Par de bases nitrogenadas Armazón fosfoglucídico 3,4 nm 0,34 nm
ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN Tema 6: ácidos nucleicos
SON ANTIPARALELAS ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN Extremo 3’ Extremo 5’ Extremo 3’ Extremo 5’ Tema 6: ácidos nucleicos
COMPLEMENTARIEDAD DE 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 Tema 6: ácidos nucleicos ,[object Object],A = T G  ≡  C
4.- Estructuras alternativas a la doble hélice ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Tema 6: ácidos nucleicos
¿Reconoces estas estructuras? ADN-A ADN-B ADN-Z Tema 6: ácidos nucleicos
Tema 6: ácidos nucleicos
ADN-A ADN-B ADN-Z Sentido de giro de la hélice Dextrógiro Dextrógiro Levógiro Forma y tamaño Más ancha y corta Intermedia Más estrecha y larga Surco mayor Estrecho Profundo Amplio Profundidad media Sin profundidad Surco menor Amplio No profundo Estrecho Profundidad media Estrecho Profundo Diámetro de la hélice 2,55 nm 2,37 nm 1,84 nm Pares de bases/vuelta 11 10,4 12 Distancia entre pares de bases 0,23 nm 0,34 nm 0,53 nm (G·C)  0,41 nm (C·G) Paso de hélice o vuelta completa 2,53 nm 3,54 nm 4,56 nm Rotación por residuo 32,7º 34,6º – 30º Inclinación de los pares de bases 19º 1,2º 9º
Las 3 funciones básicas del ADN pueden resumirse en: ALMACENAR TRANSMITIR EXPRESAR REPLICACIÓN DEL ADN 5.- Función biológica del ADN ADN   es el  almacén de la información genética  y la molécula encargada de transmitir a la descendencia las instrucciones necesarias para  construir todas las proteínas presentes en un ser vivo Tema 6: ácidos nucleicos
DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA Las 3 funciones básicas del ADN pueden resumirse en: Tema 6: ácidos nucleicos
RELACIÓN ENTRE DIVERSOS ORGANISMOS Y LA CANTIDAD DE ADN QUE CONTIENEN 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. ORGANIZACIÓN DEL ADN EN LA CÉLULA En VIRUS:  Tienen una molécula que puede ser de ADN o de ARN. ADN bicatenario lineal (virus) ADN monocatenario circular (virus) ADN monocatenario lineal (virus) Tema 6: ácidos nucleicos 1 0 5 1 0 6 1 0 7 1 0 8 1 0 9 1 0 1 0 1 0 1 1 Bacterias Insectos Anfibios Peces óseos Reptiles Aves Mamíferos Moluscos Escherichia coli Hongos Levaduras Judías Plantas Drosophila melanogaster Peces cartilaginosos Tiburones Ranas Tritones Humanos
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Dímero concatenado ADN bicatenario circular Tema 6: ácidos nucleicos ORGANIZACIÓN DEL ADN EN LA CÉLULA
Cromatina (eucariotas) ADN asociado a histonas Cromosomas EUCARIOTAS: NIVELES DE COMPLEJIDAD DEL ADN ,[object Object],[object Object],[object Object],Tema 6: ácidos nucleicos
DESNATURALIZACIÓN E HIBRIDACIÓN DEL ADN ,[object Object],pH>13 o Tª    100 °C A la  temperatura de fusión (Tm)  el 50% de la doble hélice está separada. ,[object Object],[object Object],Tema 6: ácidos nucleicos Desnaturalización Desnaturalización Renaturalización Renaturalización Desenrollamiento de las hélices Dobles hélices de ADN Cadenas sencillas de ADN
Tema 6: ácidos nucleicos DESNATURALIZACIÓN E HIBRIDACIÓN DEL ADN
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Excepto en algunos virus, el ARN es  monocatenario . 6.- El ácido ribonucleico (ARN) Tema 6: ácidos nucleicos Bases complementarias. Zona de doble hélice  (horquilla). Bucle
ARN MENSAJERO ( ARNm ) ADN ARN mensajero ,[object Object],En  eucariotas  porta información para que se sintetice una proteína: MONOCISTRÓNICO En  procariotas  contiene información separada para la síntesis de varias proteínas distintas:  POLICISTRÓNICO Tiene una vida muy corta (algunos minutos) ya que es destruido rápidamente por las  ribonucleasas ,[object Object],Tema 6: ácidos nucleicos
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],ARN  TRANSFERENTE ( ARNt ) Tema 6: ácidos nucleicos
3’ 5’ Todos los tipos de ARNt comparten algunas características: ,[object Object],[object Object],[object Object],Zona de unión al ribosoma. Zona de unión al ARNm ARN  TRANSFERENTE ( ARNt ) Tema 6: ácidos nucleicos Brazo T Brazo A Brazo D Anticodón
ARN  RIBOSÓMICO ( ARNr ) ARN NUCLEOLAR ( ARNn ) Y OTROS TIPOS Ribozima ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Tema 6: ácidos nucleicos
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 Tema 6: ácidos nucleicos ,[object Object],[object Object],ADN
Tema 6: ácidos nucleicos ,[object Object],[object Object]
CON ESTO ACABAMOS CON EL BLOQUE DE BIOMOLÉCULAS Tema 6: ácidos nucleicos Páginas 98-99 ACTIVIDADES: 8, 14, 15, 19-b)

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T6 - Ácidos nucleicos

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  • 9. 3.- El ácido desoxirribonucleico (ADN) Tema 6: ácidos nucleicos ADN : polímero lineal formado por desoxirribonucleótidos de A, G, C, T ESTRUCTURA 1 aria : es la secuencia de nucleótidos ESTRUCTURA 2 aria : es la estructura espacial que adoptan los nucleótidos
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  • 13. Tema 6: ácidos nucleicos Estudios de Erwin Chargaff ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: ANTECEDENTES La proporción de Adenina es igual a la de Timina A = T La proporción de Guanina es igual a la de Citosina G = C La proporción de bases púricas (A+G) es igual a la de bases pirimidínicas (T+C) (A+G) = (T+C) La proporción entre (A+T) y (G+C) es característica de cada organismo, tomando valores diferentes según la especie
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  • 16. ¿Un mundo de hombres? Antes de trabajar con el ADN, Rosalind estudió la porosidad del carbón y tras obtener su doctorado  se especializó en la técnica de difracción de rayos X, la que luego sirvió para obtener una fotografía ya célebre, que Maurice Wilkins mostró indiscretamente a un joven americano, James Watson que en colaboración con el británico Francis Crick, estaba obsesionado por vencer a su compatriota Linus Pauling en la carrera por descifrar la estructura del ADN. Pese a ser la científica que obtuvo los datos que permitieron definir que el ADN tiene estructura de doble hélice, no fue premiada con el Nobel. Había fallecido en 1958, cuatro años antes de que la Academia Sueca reconociese la importancia del descubrimiento.. “ La ciencia y la vida ni pueden ni deben estar separadas. Para mí la ciencia da una explicación parcial de la vida. Tal como es se basa en los hechos, la experiencia y los experimentos… Estoy de acuerdo en que la fe es fundamental para tener éxito en la vida, pero no acepto tu definición de fe, la creencia de que hay vida tras la muerte. En mi opinión, lo único que necesita la fe es el convencimiento de que esforzándonos en hacer lo mejor que podemos nos acercaremos al éxito, y que el éxito de nuestros propósitos, la mejora de la humanidad de hoy y del futuro, merece la pena de conseguirse”. Así se expresaba Rosalind Franklin hacia 1940, cuando tenía veinte años, en una carta a su padre con quien, como buena e inteligente hija, discrepaba en varias cuestiones. Rosalind Franklin con su hermana Jenifer (1930). Tema 6: ácidos nucleicos ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: ANTECEDENTES
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  • 18. ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN Tema 6: ácidos nucleicos
  • 19. SON ANTIPARALELAS ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN Extremo 3’ Extremo 5’ Extremo 3’ Extremo 5’ Tema 6: ácidos nucleicos
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  • 22. ¿Reconoces estas estructuras? ADN-A ADN-B ADN-Z Tema 6: ácidos nucleicos
  • 23. Tema 6: ácidos nucleicos
  • 24. ADN-A ADN-B ADN-Z Sentido de giro de la hélice Dextrógiro Dextrógiro Levógiro Forma y tamaño Más ancha y corta Intermedia Más estrecha y larga Surco mayor Estrecho Profundo Amplio Profundidad media Sin profundidad Surco menor Amplio No profundo Estrecho Profundidad media Estrecho Profundo Diámetro de la hélice 2,55 nm 2,37 nm 1,84 nm Pares de bases/vuelta 11 10,4 12 Distancia entre pares de bases 0,23 nm 0,34 nm 0,53 nm (G·C) 0,41 nm (C·G) Paso de hélice o vuelta completa 2,53 nm 3,54 nm 4,56 nm Rotación por residuo 32,7º 34,6º – 30º Inclinación de los pares de bases 19º 1,2º 9º
  • 25. Las 3 funciones básicas del ADN pueden resumirse en: ALMACENAR TRANSMITIR EXPRESAR REPLICACIÓN DEL ADN 5.- Función biológica del ADN ADN es el almacén de la información genética y la molécula encargada de transmitir a la descendencia las instrucciones necesarias para construir todas las proteínas presentes en un ser vivo Tema 6: ácidos nucleicos
  • 26. DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA Las 3 funciones básicas del ADN pueden resumirse en: Tema 6: ácidos nucleicos
  • 27. RELACIÓN ENTRE DIVERSOS ORGANISMOS Y LA CANTIDAD DE ADN QUE CONTIENEN 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. ORGANIZACIÓN DEL ADN EN LA CÉLULA En VIRUS: Tienen una molécula que puede ser de ADN o de ARN. ADN bicatenario lineal (virus) ADN monocatenario circular (virus) ADN monocatenario lineal (virus) Tema 6: ácidos nucleicos 1 0 5 1 0 6 1 0 7 1 0 8 1 0 9 1 0 1 0 1 0 1 1 Bacterias Insectos Anfibios Peces óseos Reptiles Aves Mamíferos Moluscos Escherichia coli Hongos Levaduras Judías Plantas Drosophila melanogaster Peces cartilaginosos Tiburones Ranas Tritones Humanos
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  • 31. Tema 6: ácidos nucleicos DESNATURALIZACIÓN E HIBRIDACIÓN DEL ADN
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  • 39. CON ESTO ACABAMOS CON EL BLOQUE DE BIOMOLÉCULAS Tema 6: ácidos nucleicos Páginas 98-99 ACTIVIDADES: 8, 14, 15, 19-b)

Editor's Notes

  1. Rosalind Elsie Franklin nació en Londres el 25 de julio de 1920, hija de un banquero judío obtuvo un título universitario, en física, química y matemáticas. En esos años a las mujeres Cambridge no les otorgaba el grado de Licenciado, no las consideraba parte del claustro y limitaba el número de doctorandas a un 10% como mucho.