¡Descarga Tema 5 Àcids nucleics y más Resúmenes en PDF de Biología solo en Docsity!
T5: Àcids nucleics
1. Composició dels àcids nucleics
1.1 La composició química dels àcids nucleics
Àcids nucleics: Biomolècules orgàniques formades per C, H, O, N i P. Són polímers formats per la unió de molts nucleòtids.
- El seu nom prové de que són substàncies de caràcter àcid i que es van trobar a l’interior del nucli de les cèl·lules eucariotes.
- Cada nucleòtid està format per:
➥ Àcid fosfòric: Intervé en la unió dels nucleòtids entre si i és el
responsable del caràcter àcid dels àcids nucleics.
➥ Pentosa: Ribosa: La que es troba en els nucleòtids de l’àcid ribonucleic (RNA).
2-desoxiribosa: Forma part de l’àcid desoxiribonucleic (DNA).
➥ Base nitrogenada: És una molècula de caràcter bàsic i que conté nitrogen. Dos tipus de
base: ➪ Bases nitrogenades púriques: Adenina i guanina. ➪ Bases nitrogenades pirimidíniques: Citosina i Timina (DNA). Uracil (RNA)
1.2 Els nucleòsids
- Si a un nucleòtid li manca el grup fosfat, s’anomena nucleòsid.
- Els nucleòsids es formen per mitjà de la unió d’una ribosa o d’una desoxiribosa amb una base nitrogenada, mitjançant un enllaç N-glicosídic entre el carboni 1 de la pentosa i el nitrogen 1 (pirimidínica) o nitrogen 9 (púrica) de la base nitrogenada.
1.3 Els nucleòtids
- Els nucleòtids es formen per la unió d’un nucleòsid i un àcid fosfòric, per mitjà d'un enllaç fosfoèster entre el grup hidroxil del cinquè carboni de la pentosa i l’àcid fosfòric. Els nucleòtids lliures Els nucleòtids es troben lliures en el citoplasma, on duen a terme funcions metabòliques fonamentals com: el transport d’energia, transmissió de senyals hormonals, transport de substàncies, oxidació i reducció de substàncies, etc. - ATP (Adenosina-trifosfat): És un nucleòtid format per adenosina i tres grups d’àcid fosfòric. Funció: Transporta energia perquè el trencament (hidròlisi) dels enllaços entre els seus grups fosfat allibera molta energia.
2. L’àcid desoxiribonucleic
2.1 Nivells estructurals i nivells d’empaquetament del DNA
Àcid desoxiribonucleic (DNA): És la molècula que emmagatzema la informació biològica que es transmet de progenitors a descendents. Està format per dues cadenes de nucleòtids enrotllades entre si formant una doble hèlix.
- Cada cadena és un polímer de desoxinucleòtids d’adenina, guanina, citosina i timina, sintetitzada des de l’extrem 5’ cap a l’extrem 3’.
- Segons si es tracta de cèl·lules eucariotes, bacteris, arqueus o virus, el DNA pot presentar diferents estructures i trobar-se en diferents llocs de la cèl·lula:
➥ DNA de cèl·lules eucariotes. Es troba principalment en el nucli, però també en els
mitocondris i en els cloroplasts.
➥ DNA nuclear. És DNA lineal i està associat a proteïnes bàsiques anomenades histones,
formant els nucleosomes, que se situen com un collaret de perles. } Fibra de cromatina. També conté associades una petita quantitat d’un grup heterogeni de proteïnes, denominades proteïnes no històniques.
➥ DNA de mitocondris i cloroplasts. Aquest tipus de DNA és similar al de les cèl·lules
bacterianes.
➥ DNA de cèl·lules bacterianes. El DNA és circular i no es troba associat a histones, i per
tant no presenta l’estructura de collaret de perles. Actualment se sap que està associat a proteïnes similars a les histones, a RNA i a proteïnes no històniques, formant una estructura anomenada nucleoide , que, a diferència del nucli eucariòtic, no està delimitat per cap embolcall.
➥ DNA de cèl·lules d’arqueus. El DNA és circular i està associat a histones formant
nucleosomes. Aquestes histones són diferents a les cèl·lules eucariotes.
➥ DNA de virus. El DNA por ser circular o lineal, bicatenari (dues cadenes) o monocatenari
(una cadena) i també s’han observat algunes proteïnes bàsiques associades al DNA.
- Al DNA es distingeixen tres nivells estructurals : ➪ Estructura primària o seqüència de nucleòtids. ➪ Estructura secundària o doble hèlix. ➪ Estructura terciària o DNA superenrotllat. Pot condensar-se més fins a arribar a una superespiralització. S’ origina a partir de la torsió de la doble hèlix sobre si mateixa.
2.2 L’estructura primària del DNA (seqüència de nucleòtids)
Estructura primària: Seqüència de nucleòtids d’una sola cadena o filament, que pot presentar-se com un simple filament. S’hi poden distingir un esquelet de fosfopolidesoxiriboses i una seqüència de bases nitrogenades.
- El nombre de filaments diferents de DNA es pot formar combinant de forma diferent els quatre tipus de nucleòtids.
- A través de la sequencia de nucleotids també és possible emmagatzemar una determinada informació, l’anomenat missatge biològic o informació genètica.
- El percentatge de guanina, citosina, adenina i timina és el mateix per a tots els individus d’una mateixa espècie.
2.4 L’estructura terciària del DNA (DNA superenrotllat)
Estructura terciària: Consisteix en que la fibra de 20 Å es troba retorçada sobre si mateixa formant una espècie de super hèlix. Aquesta disposició s'anomena DNA superenrotllat.
- Les molècules de DNA circular, com el DNA bacterià o el DNA mitocondrial, presenten una estructura terciària.
- Els superenrotllaments del DNA proporcionen dos avantanges: 1. Aconsegueixen reduir la longitud del DNA 2. Faciliten el procés de la duplicació del DNA
- Durant un procés de desespiralització es van anul·lant voltes en excés cap a la dreta, amb la qual cosa es provoca la relaxació de la molècula.
2.5 Els nivells d’empaquetament
❖ La fibra de cromatina de 100Å o collaret de perles.
- Està constituïda per una successió de partícules de 100Å de diàmetre anomenades nucleosomes. - Cada nucleosoma està format per un octàmer d’histones i per una fibra de DNA de 20Å.
- El DNA que hi ha entre un octàmer i un altre rep el nom de DNA espaiador. El collaret de perles es troba al nucli en repòs de totes les cèl·lules eucariotes, menys en els espermatozoides.
- La fibra de cromatina de 100Å formada així rep el nom de forma laxa.
- Quan cada nucleosoma s’associa a una molècula d’un cinquè tipus d’histona, la fibra s’escurça i rep el nom de forma condensada.
- La fibra de cromatina de 100Å també rep el nom de filament nucleosòmic o nucleofilament. ❖ Fibra de cromatina de 300Å o solenoide
- Segon nivell d’empaquetament.
- Es forma per l’enrotllament sobre si mateixa dela fibra condensada de cromatina de 10 0 Å (la que conté la histona H1).
- Les histones s’agrupen entre si i formen l’eix central de la fibra de 300Å.
- Sis nucleosomes per volta.
- La major part de la cromatina (eucromatina) es troba en forma de fibres de 100Å, en canvi, em els cromosomes el nivell més baix d'empaquetament és la fibra de 300Å. Dominis en forma de bucle En els cromosomes la fibra de 300Å forma una sèrie de bucles, anomenats dominis estructurals en forma de bucle, que queden ancorats sobre un eix proteic intern anomenat bastida proteica del cromosoma. Aquesta bastida està constituïda per proteïnes no històniques. ❖ Nivells superiors d’empaquetament
Encara no es coneix bé quins són els nivells d’empaquetament superiors. Són necessaris perquè amb la fibra de 300Å tants sols s’aconsegueix reduir entre 35 i 40 vegades la longitud de la fibra de 20Å, en canvi, el grau d’empaquetament en el nucli és d’unes 100 a 1000 vegades, i en els cromosomes és gairebé de 10.000.
Àcid ribonucleic (RNA): Està constituït per nucleòtids de ribosa, amb les bases adenina, guanina, citosina i uracil. S’uneixen mitjançant enllaços fosfodièster en sentit 5’→3’.
- L’RNA és gairebé sempre monocatenari, excepte en els reovirus (bicatenari).
- L’RNA es troba en les cèl·lules eucariotes i procariotes. També es troba en alguns vitus per contenir la informació genètica.
- Funció biocatalitzadora → van ser les primeres molècules capaces d’autoduplicar- se. RNA bicatenari monocatenari
RNA de
transferència
RNA missatger RNA ribosòmic RNA nuclear
- Es troba en el citoplasma en forma de molècula dispersa
- Funció: Transportar aminoàcids específics fins als ribosomes, on se sintetitzen les proteïnes.
- Es monocatenari
- Forma de fulla de trèvol
- S’hi distingeix braç D, un braç T, braç anticodó, braç acceptor d’aminoàcids.
- Estructura terciària en forma de L.
- Funció: Copiar la informació continguda en el DNA i dur-la fins als ribosomes, on se sintetitzen les proteïnes.
- Es monocatenari -Lineal TIPUS: ➥ RNAm eucariòtic. Es forma a partir del transcrit primari. Es monocistrònic: només conté informació per a una cadena polipeptídica. Maduració: procés d’alternació en el nucli entre una sèrie de segments amb informació (exons) amb uns altres sense informació (introns). Caputxa: molècula que bloqueja l’acció dels enzims exonucleases que poden destruir l’RNAm, i constitueix el senyal d’inici en la síntesi de proteïnes. ➥ RNAm procariòtic. No presenta ni exons ni introns. Mancat de caputxa És policistrònic: Conté informacions separades per a diferents proteïnes.
- Funció: Originen en els ribosomes llocs adequats per donar allotjament a l’RNAm i als RNAt.
- Presenta segments lineals i en doble hèlix.
- Constitueix els ribosomes.
- Es troba constituint el nuclèol. -S’origina a partir de diferents segments de DNA , un dels quals s’anomena regió organitzadora nucleolar.
5. Les funcions dels àcids ribonucleics ➤ Transmissió de la informació genètica des del DNA fins als ribosomes. Transcripció: Els enzims RNA-polimerases sintetitzen un RNA missatger. Després, aquest RNAm arribarà fins als ribosomes. El DNA s’utilitza únicament com a magatzem d’informació genètica. ➤ Conversió de la seqüència de ribonucleòtids d’RNAm en una seqüència d’aminoàcids. }Traducció ⇢ Es duu a terme en els ribosomes. També intervenen l’RNAr dels ribosomes i l’RNAt que transporten els aminoàcids. ➤ Emmagatzemament de la informació genètica. A alguns virus els manca DNA i, per això, tenen la informació biològica en forma d'RNA.
