Tema 5. Àcids nucleics

Tema 5. Àcids nucleics

• Els àcids nucleics inclouen nucleòsid i nucleòtids
• Les bases púriques i pirimidíniques formen part d'aquests àcids nucleics
• Es descriu l'estructura i funció del DNA i de l'RNA
• Els nucleòtids són subunitats dels àcids nucleics
• Els àcids nucleics són polímers lineals
• El DNA i l'RNA són dos tipus d'àcids nucleics
• El DNA té la funció d'autoreplicació
• Les molècules portadores de la informació genètica són el DNA i RNA
• Les funcions bioquímiques dels nucleòtids inclouen formar part del DNA i RNA, com a portadors d'energia química (ATP), coenzims (NAD, FAD, CoA) i missatgers intracel·lulars (cAMP)

Estructura Química dels Nucleòtids

• Els nucleòtids estan formats per tres unitats covalents
• Una aldopentosa (estructura cíclica de 5 carbonis)
• Un grup fosfat (un enllaç ester fosfòric al C5 de la pentosa)
• Una base nitrogenada (un enllaç β-N-glicosídic al C1 de la pentosa)
• Nucleòsid = pentosa + base nitrogenada

Bases Nitrogenades

• Les bases nitrogenades són compostos cíclics
• Els tipus són: purines (guanina i adenina) i pirimidines (citosina, timina i uracil)
• La timina és exclusiva del DNA i l'uracil de l'RNA

Tipus de pentose

• Ribosa (ribonucleòtids)
• Desoxiribosa (desoxiribonucleòtids)

Desoxiribonucleics DNA

• Estructura dels nucleòtids de DNA, incluent nom i símbols dels nucleòtids A, G, T, C
• Fórmula química dels nucleòtids

Ribonucleics RNA

• Fórmula química dels nucleòtids de RNA
• Nucleòtids d'RNA: Adenina, Guanina, Citosina, Uracil.
• Els símbols de cada nucleòtid.

Modificacions de les bases

• Les metilacions són alteracions comunes de les bases, implicades en la regulació de l'expressió gènica
• Exemples de bases modificades: 5-metilcitosina, N6-metiladenosina
• Bases secundàries que es troben sovint al t-RNA inclouen 7-metilguanosina i 4-tiouridina

Bases amb grups fosfats units a altres C no 5'

• Existeixen nucleòtids amb grups fosfat units a d'altres carbonis de la ribosa
• Exemples: AMPc i GMPc
• Importància en la transmissió de senyals cel·lulars

Generalitats dels AANN

• Polímers, oligonucleòtids o polinucleòtids
• Nucleòtids Units per enllaç fosfodièster
• Les bases nitrogenades aporten la informació genètica
• Direccionalitat de les cadenes, 5' -> 3', cadenes antiparal·leles

Polinucleòtid

• Polinucleòtid = Nucleòtid+nucleòtid+nucleòtid
• La DNA i RNA polimerasa uneix els nucleòtids
• Seqüència de DNA o RNA es representa esquemàticament amb les lletres de les bases nitrogenades

Les bases nitrogenades formen ponts d'hidrogen

• Aquest aparellament permet la replicació del DNA i RNA

Dimensions de la doble hèlix

• Diàmetre aproximat 2nm
• Gir de 36º per nucleòtid
• Distancia entre nucleòtids 0.34nm
• Una volta de la hèlix 3.4nm i 10.5 parells de bases

Cadenes antiparal·leles

• Interaccions hidrofòbiques entre parells de bases adjacents
• Ponts d'hidrogen entre bases complementàries

Diferents formes tridimensionals del DNA

• Forma A, B i Z.
• Les diferències estan en la seva estructura tridimensional
• Es troben en diferents condicions

DNA en la cèl·lula

• El DNA és la portador de la informació genètica
• El DNA s'associa a proteïnes per formar cromosomes
• Es troba dins del nucli i en altres estructures com els mitocondris

Dogma de la Biologia molecular

• El DNA conté la informació per a sintetitzar proteïnes
• El DNA està codifiact i no codificant
• El RNA actua com a missatger entre el DNA i la maquinària generadora de proteïnes.

RNA

• Funció: intermediari de l'expressió de la informació genètica del DNA.
• Format per nucleòtids (A, C, G i Uracil)
• Cadena senzilla, més curta però més abundant
• Tipus: mRNA, snRNA, tRNA, rRNA

Diferències DNA - RNA

• Estructurals: El DNA és de doble cadena, el RNA de cadena senzilla
• Composició: El DNA conté timina, el RNA Uracil; El DNA conté desoxiribosa, el RNA Ribosa
• Funció: El DNA emmagatzema i transmet la informació genètica, el RNA participa en els processos d'expressió gènica

mRNA (RNA missatger)

• Format per nucleòtids complementaris al DNA
• Sintetitzat per la RNA polimerasa en el procés de transcripció
• Conté un fragment de informació genètica
• Consta d'àrees codificants i no codificants

Petits RNAs

• snRNA
• Es combinen amb proteïnes per formar Ribonucleoproteïnes snRNP
• Formen l'Spliceosoma

tRNA

• tRNA Formats per 75 nt.
• Transporta aminoàcids.
• Hi ha un tipus tRNA per cada aminoàcid.
• Cadena lineal que adopta una estructura en forma de trèvol
• AA s'uneix a l'Adenina de l'extrem 3'
• L'anticodó permet la unió específica al mRNA

rRNA

• rRNA forma part dels ribosomes.
• Els ribosomes dels eucariotes contenen 4 tipus d'rRNA
• Molècula d'rRNA s'uneix a les proteïnes per formar ribosomes.
• Ribosomes participen en la síntesi de proteïnes

Interacció entre mRNA, tRNA i rRNA

• El mRNA conté la informació genètica
• El tRNA porta els aminoàcids al ribosoma
• El rRNA forma part del ribosoma, l'estructura per on es llegeix el mRNA i on els aminoàcids es construeixen en proteïnes

Nucleòtids amb altres funcions

• Aquests nucleòtids tenen altres funcions bioquímiques
• Incluent la funció d'energia per a la cèl·lula

ATP: Adenosina Trifosfat

• Molècula d'energia de la cèl·lula
• Format per adenina, ribosa i tres grups fosfats

Coenzims (NAD+, NADP+, FMN, FAD, CoA)

• Molècules que ajuden als enzims a catalitzar reaccions d'oxidació i reducció, transport d'electrons en el catabolisme cel·lular