Ácidos Nucleicos

Ácidos Nucleicos

ADN y ARN

Replicación del ciclo celular y el ADN

Mitosis

Integrantes del equipo: Denisse Fernanda Pacheco Domínguez Daylin Naxely Garcia Guarneros Marlene Olvera Flores Jennifer Blancas Sosa Mariana Muñoz Garcia

Ácidos Nucleicos ¿Qué son?

Los ácidos nucleicos son un tipo importante de macromoléculas presentes en todas las células y virus.

Las funciones de los ácidos nucleicos tienen que ver con el almacenamiento y la expresión de información genética.

Fueron descubiertos por Miescher en el año 1869.

Johan

Friedrich

Existen de manera natural en dos variedades: Ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN).

El ácido desoxirribonucleico (ADN) codifica la información que la célula necesita para fabricar proteínas. Un tipo de ácido nucleico relacionado con él.

Ácido ribonucleico (ARN), presenta diversas formas moleculares y participa en la síntesis de las proteínas.

Composición de los ácidos nucleicos La unidad básica de los ácidos nucleicos es el nucleótido, una molécula orgánica compuesta por tres componentes: 1. Base nitrogenada, una purina (G y A) o pirimidina (T, C y U) poseen la información genética del individuo. Son cíclicas, aromáticas, y tienen la propiedad de ser insolubles en agua, lo que les permite generar las interacciones hidrófobas que otorgan al ADN la estructura tridimensional.

2. Pentosa, presenta dos tipos de azúcares: la ribosa, que se encuentra en el ARN, y la desoxirribosa, componente del ADN. 3. Grupo fosfato, causante de las cargas negativas de los ácidos nucleicos y que le brinda características ácidas.

Bases nitrogenadas son moléculas formadas de átomos de carbono y nitrógeno que crean anillos heterocíclicos.

Se conocen dos tipos de bases nitrogenadas: las purinas y las pirimidinas.

Estas bases se reciclan y se unen a una pentosa y un grupo fosfato para generar de nuevo el nucleótido.

Bases purinas Las purinas se componen de dos anillos condensados.

Se sintetizan de novo en el hígado como mononucleótidos unidos con una molécula de ribosa 5-fosfato.

Los átomos de carbono y nitrógeno de los anillos se identifican mediante números naturales: del 1 al 6 para las pirimidinas y del 1 al 9 para las purinas.

Adenina (A)

Pirimidinas

Tiene la propiedad de que, cuando se encuentra en la doble hélice, siempre está formando pareja con la timina de la hebra opuesta.

Las pirimidinas están formadas por un solo anillo.

Está presente en otras partes de la célula, no sólo en el ADN o el ARN. También forma parte de la molécula adenosina trifosfato, la fuente energética de la célula por excelencia. Por lo tanto, la adenina juega un doble papel en la célula: sirve para construir ADN y ARN, y también se utiliza para almacenar energía en la célula.

Se sintetizan como bases libres y después se unen a la ribosa 5fosfato.

La adenina, junto con la timina, fue descubierta en 1885 por el médico alemán Albrecht Kossel.

Guanina (G) Se aparea con la citosina en la doble hélice, por lo que verán pares GC; una en una hebra y la otra en la otra hebra. Los pares CG crean uniones más fuertes que los pares AT, por lo que tramos largos de CG dan lugar a hebras más firmes que hélices con regiones AT.

Su fórmula química es C5H5N5 y su nomenclatura 6-aminopurina.

Bases pirimidinas Citosina (C) Tiene la propiedad única de unirse en la doble hélice frente a la guanina, uno de los otros nucleótidos. No posee ninguno de los otros nucleótidos, y es que muy a menudo en la célula, la citosina puede tener un producto químico adicional ligado a ella; un grupo metilo. Esta metilación del ADN en citosinas se cree que ayuda a regular los genes, a activarse y desactivarse.

Su fórmula química es C4H5N3O y su nomenclatura 2-oxo, 4 amino pirimidina.

Timina (T)

Se descubrió en 1894, al aislarla del tejido del timo de carnero.

Es uno de los componentes básicos del ADN. Es uno de los cuatro nucleótidos que se unen para hacer la larga secuencia que se encuentran en el ADN, de C, A, G y T. En la doble hélice, la timina se aparea con la adenina; el nucleótido A.

La adenina, junto con la timina, fue descubierta en 1885 por el médico alemán Albrecht Kossel.

Uracilo (U) Normalmente ocupa el lugar de la timina en el ARN y difiere de esta en que carece de un grupo metilo en su anillo. El uracilo no se encuentra habitualmente en el ADN, solo aparece raramente como un producto residual de la degradación de la citosina por procesos de desaminación oxidativa.

Su fórmula química es C5H6N2O2 y su nomenclatura 2, 4-dioxo, 5metilpirimidina

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ADN ADN yy ARN ARN

¿Qué es? Ácido Desoxirribonucleico (ADN), material genético de todos los organismos celulares y casi todos los virus. Es el tipo de molécula más compleja que se conoce. Su secuencia de nucleótidos contiene la información necesaria para poder controlar el metabolismo un ser vivo.

ADN El ADN lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de proteínas y la replicación. En casi todos los organismos celulares el ADN está organizado en forma de cromosomas, situados en el núcleo de la célula.

Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos. La mayoría de las moléculas de ADN poseen dos cadenas antiparalelas (una 5´-3´ y la otra 3´-5´) unidas entre sí mediante las bases nitrogenadas, por medio de puentes de hidrógeno.

La adenina enlaza con la timina, mediante dos puentes de hidrógeno, mientras que la citosina enlaza con la guanina, mediante tres puentes de hidrógeno.

Características del ADN En el ácido desoxirribonucleico, o ADN, las cadenas se encuentran normalmente en una doble hélice, una estructura en la que dos cadenas emparejadas (complementarias) se unen entre sí. Los azúcares y los fosfatos se encuentran en el exterior de la hélice y constituyen el esqueleto del ADN; esta parte de la molécula se suele llamar esqueleto de azúcar-fosfato. Las bases nitrogenadas se extienden hacia el interior, en parejas, como los peldaños de una escalera; las bases de un par se unen entre sí mediante puentes de hidrógeno.

Las dos cadenas de la hélice corren en direcciones opuestas, lo que significa que el extremo 5′ de una cadena se une al extremo 3′ de su cadena correspondiente.

Esto se conoce como orientación antiparalela y es importante al copiar ADN.

Debido a los tamaños y los grupos funcionales de las bases, el apareamiento de las bases es sumamente específico: A solo puede unirse con T y G solo puede unirse con C, como se muestra a continuación. Esto significa que las dos cadenas de una doble hélice de ADN tienen una relación muy predecible entre ellas.

Estudio de su estructura Estructura primaria Se trata de la secuencia de desoxirribonucleótidos de una de las cadenas. La información genética está contenida en el orden exacto de los nucleótidos.

Las bases nitrogenadas que se hallan formando los nucleótidos de ADN son Adenina, Guanina, Citosina y Timina. Los nucleótidos se unen entre sí mediante el grupo fosfato del segundo nucleótido, que sirve de puente de unión entre el carbono 5' del primer nucleótido y el carbono 3' de siguiente nucleótido.

Como el primer nucleótido tiene libre el carbono 5' y el siguiente nucleótido tiene libre el carbono 3', se dice que la secuencia de nucleótidos se ordena desde 5' a 3' (5' → 3').

Estructura secundaria Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Fue postulada por James Watson y Francis Crick.

Es una cadena doble, dextrógira o levógira, según el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina de una se une a la timina de la otra, y la guanina de una a la citosina de la otra. Estas bases enfrentadas son las que constituyen los Puentes de Hidrógeno.

Modelos de ADN

ADN-A: ADN con 75% de humedad, requiere Na, K o Cs como contraiones, presenta 11 pares de bases por giro completo y 23 Å de diámetro.

Es interesante por presentar una estructura parecida a la de los híbridos ADN-ARN y a las regiones de autoapareamiento ARN-ARN.

ADN-Z: doble hélice sinistrorsa (enrollamiento a izquierdas), 12 pares de bases por giro completo, 18 Å de diámetro, se observa en segmentos de ADN con secuencia alternante de bases púricas y pirimidínicas (GCGCGC), debido a la conformación alternante de los residuos azúcarfosfato sigue un curso en zig-zag.

ADN-B: ADN en disolución, 92% de humedad relativa, se encuentra en soluciones con baja fuerza iónica se corresponde con el modelo de la Doble Hélice. Es el más abundante y es el descubierto por Watson y Crick.

Estructura terciaria El ADN presenta una estructura terciaria, que consiste en que la fibra de 20 Å se halla retorcida sobre sí misma, formando una especie de super-hélice. Esta disposición se denomina ADN Superen rollado, y se debe a la acción de enzimas denominadas Topoisomerasas-II. Este enrollamiento da estabilidad a la molécula y reduce su longitud.

Estructura cuaternaria La cromatina en el núcleo tiene un grosor de 300Å. La fibra de cromatina de 100Å se empaqueta formando una fibra de cromatina de 300Å. El enrollamiento que sufre el conjunto de nucleosomas recibe el nombre de Solenoide.

Los solenoides se enrollan formando la cromatina del núcleo interfásico de la célula eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando los cromosomas.

En este video se explican las características del ADN

ARN El Ácido Ribonucleico se forma por la polimerización de ribonucleótidos, los cuales se unen entre ellos mediante enlaces fosfodiéster en sentido 5´3´ (igual que en el ADN).

Estos a su vez se forman por la unión de un grupo fosfato, una ribosa (una aldopentosa cíclica) y una base nitrogenada unida al carbono 1’ de la ribosa, que puede ser citosina, guanina, adenina y uracilo.

Esta última es una base similar a la timina.

En general los ribonucleótidos se unen entre sí, formando una cadena simple, excepto en algunos virus, donde se encuentran formando cadenas dobles.

Un gen está compuesto, como hemos visto, por una secuencia lineal de nucleótidos en el ADN, dicha secuencia determina el orden de los aminoácidos en las proteínas. Sin embargo, el ADN no proporciona directamente de inmediato la información para el ordenamiento de los aminoácidos y su polimerización, sino que lo hace a través de otras moléculas, los ARN.

características del ARN A diferencia del ADN, el ácido ribonucleico (ARN) generalmente tiene una sola cadena. El nucleótido de una cadena de ARN tendrá ribosa (un azúcar de cinco carbonos), una de las cuatro bases nitrogenadas (A, U, G y C), y un grupo fosfato.

Se conocen tres tipos principales de ARN y todos ellos participan de una u otra manera en la síntesis de las proteínas. Ellos son: El ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosomal (ARNr) y el ARN de transferencia (ARNt).

Tipos principales de ARN ARN ribosomal (ARNr)

ARN mensajero (ARNm) Consiste en una molécula lineal de nucleótidos (monocatenaria), cuya secuencia de bases es complementaria a una porción de la secuencia de bases del ADN. El ARNm dicta con exactitud la secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica en particular. Las instrucciones residen en tripletes de bases a las que llamamos Codones.

ARN

de

transferencia

(ARNt)

El ARN ribosomal (ARNr) es uno de los principales componentes del ribosoma y ayuda a que el ARNm se una al sitio adecuado para que se pueda leer la información de su secuencia. Algunos ARNr también actúan como enzimas, es decir, ayudan a acelerar (catalizar) reacciones químicas; en este caso, ayudan a formar los enlaces que unen los aminoácidos para formar una proteína. Los ARN que funcionan como enzimas se conocen como ribozimas.

Este es el más pequeño de todos, tiene aproximadamente 75 nucleótidos en su cadena, además se pliega adquiriendo lo que se conoce con forma de hoja de trébol plegada. El ARNt se encarga de transportar los aminoácidos libres del citoplasma al lugar de síntesis proteica. En su estructura presenta un triplete de bases complementario de un codón determinado, lo que permitirá al ARNt reconocerlo con exactitud y dejar el aminoácido en el sitio correcto. A este triplete lo llamamos Anticodón.

En este video se explican las características del ARN

Replicación del del ciclo celular y el ADN ADN Replicación Se denomina ciclo celular a: "El proceso de sucesiones y crecimiento y decisiones celulares". "Periodo que va desde el principio de una división hasta el inicio de la siguiente".

El ciclo celular de la célula eucariota abarca las siguientes etapas: interface, mitosis, síntesis y G0.

La Interface, etapa que sucede entre dos periodos de división celular que comprende las subfases G1 o primera fase de intervalo, la fase S o fase de síntesis y la fase G2 o segunda fase de intervalo y, corresponde a un periodo de gran actividad, durante el que se llevan a cabo en una secuencia ordenada de complicados y elaborados preparativos para la división celular. Es la etapa del ciclo celular en que permanece la mayor parte de vida una célula, aproximadamente un 90%.

En la Fase G1, la célula aumenta su volumen celular debido a la síntesis de proteínas y duplicación de organelos celulares como mitocondrias, cloroplastos, lisosomas, ribosomas y otros al igual que toma la decisión de atravesar el punto de Inicio (Start) que compromete irreversiblemente el comienzo del ciclo celular.

En la fase G2 la célula analiza si ha completado correctamente la fase S y decide entre permitir el paso a mitosis, o en su caso, esperar para que se realicen las reparaciones necesarias.

En la fase S o de síntesis, tiene lugar la duplicación del ADN grantizando la repartición equitativa entre las dos células hijas. Al terminar esta fase la célula tiene el doble de proteínas nucleares y ADN.

En la fase G0 es la fase estacionaria. Ejemplo nuestras neuronas pues estas no se dividen.

Sopa de letras

Curiosidades sobre la división celular: Si el ciclo celular eucariota tardara 24 horas, la INTERFASE ocuparía 23 de estas, dejando solo una hora para su división. Es normal que tarde tanto, ya que durante esta etapa la célula dobla su tamaño, duplica su contenido genético y prepara las herramientas necesarias para que todo salga bien en la formación de nuevas células.

Una vez que la célula en la INTERFASE replica su ADN, ya no hay vuelta atrás en el proceso de la división, salvo que se detectase que su ADN está dañado. Las células poseen sistemas de señalización que permite el reconocimiento de su ADN y si algo saliera mal, poder detener el proceso para no ocasionar mayores problemas. Si todo está bien, la célula ya está preparada para su inminente proliferación.

Mitosis ¿Qué es?

Es un proceso de división de la célula madre en el que se obtienen, como resultado, dos células hijas con igual información genética que la célula madre.

Es el tipo básico de reproducción asexual de los eucariotas unicelulares y de las células somáticas de los organismos pluricelulares.

Previamente a la mitosis se produce la duplicación del ADN y el crecimiento celular en la fase final de la Interfase (periodo entre dos mitosis).

Comencemos examinando una célula justo antes de que comience la mitosis. Esta célula está en la interfase (fase G_2 2start subscript, 2, end subscript tardía) y ya ha copiado su ADN, así que los cromosomas en el núcleo constan de dos copias conectadas, llamadas cromátidas hermanas. No puedes ver los cromosomas muy claramente en este punto porque todavía están en su forma larga, fibrosa y des condensada.

La mitosis para su estudio se divide en cuatro partes En la profase temprana: la célula comienza a deshacer algunas estructuras y construir otras, y así prepara el escenario para la división de los cromosomas.

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Los cromosomas comienzan a condensarse (lo que hace que sea más fácil separarlos después).

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El huso mitótico comienza a formarse. El huso es una estructura hecha de microtúbulos, fibras fuertes que son parte del “esqueleto” de la célula. Su función es organizar los cromosomas y moverlos durante la mitosis. El huso crece entre los centrosomas a medida que se separan.

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El nucléolo, que es una parte del núcleo donde se hacen los ribosomas, desaparece. Esto es una señal de que el núcleo se está alistando para descomponerse.

Profase tardía (prometafase): La envoltura nuclear se descompone y los cromosomas se condensan completamente.

En la profase tardía (a veces también llamada prometafase), el huso mitótico comienza a capturar y a organizar los cromosomas.

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Los cromosomas se condensan aún más, por lo que están muy compactos.

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La envoltura nuclear se descompone y los cromosomas se liberan.

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El huso mitótico crece más y algunos de los microtúbulos empiezan a “capturar” cromosomas.

Metafase: Los cromosomas se alinean en la placa metafásica, bajo tensión del huso mitótico. Las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma son capturadas por los microtúbulos de polos opuestos del huso.

En la metafase, el huso ha capturado todos los cromosomas y los ha alineado en el centro de la célula, listos para dividirse.

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Todos los cromosomas se alinean en la placa metafásica (no una estructura física, solo un término para el plano donde se alinean los cromosomas).

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En esta etapa, los dos cinetocoros de cada cromosoma deben unirse a los microtúbulos de los polos opuestos del huso.

Antes de proceder al anafase, la célula comprobará que todos los cromosomas estén en la placa metafásica con sus cinetocoros unidos correctamente a los microtúbulos. Esto se llama punto de control del huso y ayuda a asegurar que las cromátidas hermanas se dividan uniformemente entre las dos células hijas cuando se separan en el paso siguiente. Si un cromosoma no está correctamente alineado o unido, la célula detendrá la división hasta que se resuelva el problema.

Anafase: Las cromátidas hermanas se separan una de la otra y son jaladas hacia los polos opuestos de la célula. Los microtúbulos que no están unidos a los cromosomas empujan los polos del huso en direcciones contrarias, mientras que los microtúbulos del cinetocoro jalan a los cromosomas hacia los polos.

En el anafase, las cromátidas hermanas se separan una de la otra y son jaladas hacia los polos opuestos de la célula.

El “pegamento” proteico que mantiene juntas a las cromátidas hermanas se degrada, lo que permite que se separen. Cada una ahora es su propio cromosoma. Los cromosomas de cada par son jalados hacia extremos opuestos de la célula.

Los microtúbulos no unidos a los cromosomas se elongan y empujan para separar los polos y hacer más larga a la célula.

Todos estos procesos son impulsados por proteínas motoras, máquinas moleculares que pueden “caminar” a lo largo de circuitos de microtúbulos y llevar una carga. En la mitosis, las proteínas motoras llevan cromosomas u otros microtúbulos mientras caminan.

Telofase: El huso desaparece, una membrana nuclear se vuelve a formar alrededor de cada grupo de cromosomas y un nucléolo reaparece en cada nuevo núcleo.

Los cromosomas también comienzan a des condensarse.

En la telofase, la célula casi ha terminado de dividirse y comienza a restablecer sus estructuras normales mientras ocurre la citocinesis (división del contenido de la célula).

El huso mitótico se descompone en sus componentes básicos.

Se forman dos nuevos núcleos, uno para cada conjunto de cromosomas. Las membranas nucleares y los nucléolos reaparecen.

Los cromosomas comienzan a des condensarse y vuelven a su forma "fibrosa".

Citocinesis en células animales y vegetales Citocinesis en una célula animal: un anillo de actina alrededor del centro de la célula se cierra hacia adentro y forma una hendidura llamada surco de división.

La citocinesis, la división del citoplasma para formar dos nuevas células, se superpone con las etapas finales de la mitosis. Puede comenzar en la anafase o telofase, según la célula, y finaliza poco después de la telofase.

En las células animales, la citocinesis es contráctil, pellizca la célula en dos como un monedero con un cordón ajustable. El “cordón” es una banda de filamentos hechos de una proteína llamada actina y el pliegue del cordón se conoce como surco de división. Las células vegetales no pueden dividirse de esta forma porque tienen una pared celular y son demasiado rígidas. En vez de eso, se forma una estructura llamada placa celular en el centro de la célula que la divide en dos células hijas separadas por una nueva pared.

Cuando la división termina, produce dos células hijas. Cada célula hija tiene un grupo completo de cromosomas, idéntico al de su hermana (y al de la célula madre).

Las células hijas se incorporan al ciclo celular en G1.

Cuando la citocinesis acaba, terminamos con dos nuevas células, cada una con un juego completo de cromosomas idénticos a los de la célula madre. Las células hijas pueden ahora comenzar sus propias “vidas” celulares y pueden experimentar mitosis ellas mismas y repetir el ciclo.

Referencias bibliográficas Ácidos nucleicos:

ADN Y ARN:

L.C.B.P.D. (s. f.). Ácido Nucleico. National Human Genome. Recuperado 14 de octubre de 2020, de https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/acidonucleico

Ácidos nucleicos. (s. f.-a). Khan Academy. Recuperado 15 de octubre de 2020, de https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/geneexpression-and-regulation/dna-and-rnastructure/a/nucleic-acids

Universidad Nacional de Colombia. (2018). Ácidos Nucleicos. StuDocu.com. Recuperado desde: https://www.studocu.com/esmx/document/universidad-nacional-decolombia/colombia-contemporanea/trabajo-detutoria/acidos-nucleicos/3966046/view Ácidos Nucleicos. (s. f.). NIH. Recuperado 14 de octubre de 2020, de https://www.genome.gov/es/geneticsglossary Burriel, V. (2019). Estructura y Propiedades de los ácidos Nucleicos. Universidad de Valencia. Recuperado desde: https://www.uv.es/tunon/pdf_doc/AcidosNucleicos_ver onica.pdf

Tortora, G., & Derrickson, B. (2013). EL NIVEL DE ORGANIZACIÓN: Ácidos nucleicos: ácido desoxirribonucleico (DNA) y ácido ribonucleico (RNA) (13.a ed., Vol. 1). Panamericana.

Burriel, V. (s. f.). ADN Y ARN [Libro electrónico]. En ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS ÁCIDOS NUCLÉICOS: ADN Y ARN (pp. 11-16). https://www.uv.es/tunon/pdf_doc/AcidosNucleicos_ver onica.pdf

Replicación del ciclo celular y ADN:

Mitosis:

Ciclo celular | NHGRI. (2018). Genome.gov. https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Ciclocelular#:%7E:text=El%20ciclo%20celular%20comprend e%20toda,prepara%20para%20una%20divisi%C3%B3n %20celular.

Fases de la mitosis (artículo). (2015). Khan Academy. https://es.khanacademy.org/science/apbiology/cell-communication-and-cell-cycle/cellcycle/a/phases-of-mitosis.

https://sites.google.com/site/reproducionherenciayev olucion/ciclo-de-vida-de-la-celula

Mitosis. (2018). Sofia Q. http://www.etitudela.com/profesores/rma/celula /04f7af9d590edee08/04f7af9d5f0dc0808/04f7af9 d5f0dc3a0a/index.html Mitosis. (2020). Ana María Gonzales. http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema9/92mitosis.htm Ciclo celular (Artículo).(2020), Magdalena Vargas. https://mmegias.webs.uvigo.es/5-celulas/8m.php