Nucleòtids i Àcids nuclèics

Base nitrogenada + pentosa + àc. fosfòric

nucleòsid

nucleòtid

• Base nitrogenada caràcter bàsic i amb àtoms de N a l’anell

• Pentosesmonosacàrids de 5 C

Enllaç N-glicosídic entre el C1 de la pentosa i:El N9 de les bases púriquesEl N1 de les pirimidíniques

NomenclaturaSufixe: -osina (pùrica) –idina(pirimidinica)Prefixe: desoxi- (desoxirribosa)

H2O

Enllaç éster entre el grup fosfat i la pentosa (normalment C 5’)

Enllaç N-glicosídic

H2O

Nucleòtids interés biològic: intermediaris en reaccions químiques

1. Adenosín fosfats en reaccions on es desprèn o es consumeix energia

De la mateixa forma actuen els nucleòtids amb guanina= GTP

ATP (adenosín TRIfosfat)ADP (adenosín DIfosfat)

AMP (adenosín MONOfosfat)

E E

2. AMP cíclic Tipus d’AMP en què el grup fosfat està esterificat amb el C3’ i C5’ de la ribosa

• Actua com a 2n missatger en la recepció de senyals a la cel, quan el 1r missatger (hormona) no pot travessar la memb cel

http://www.mhhe.com/sem/Spanish_Animations/sp_second_messengers.swf

3. CoEZ derivats de nucleòtids

– subst NO protèiques q s’uneixen a l’EZ per a q aquest puga realitzar la seua funció (apoEZ + CoEZ = holoEZ)

– NO són específics de substrat, sino del tipus de reacció

A. Flavín-nucleòtids contenen una base nitrogenada = flavina participen en reaccions redox

– FMN (flavin mononucleòtid) = 1 nucleòtid la base nitrogdel qual és flavina

– FAD (flavin adenin dinucleòtid) = 2 nucleòtids, un té flavinai l’altre adenina

• Piridin nucleòtids formats per 2 nucleòtids:

Un amb adenina + un amb nicotinamida

NAD NADP

Nicotinamida

Adenina

Piridina

Reaccions redox

• Coenzima A (CoA) derivat del ADP

S’enllaça amb àcids orgànics mitjançant enllaços tio-ester i els activa

Grup tiol

Àcids nuclèics

Els nucleòtids s’uneixen en llargues cadenes per a formar àcids nuclèics

• El sucre d’un nucleòtid s’uneix al grup fosfat del nucleòtid següent

Enllaç fosfodiester

el grup fosfat (q estava unit al C 5’ de la pentosa, s’uneix al C 3’ de la pentosa del nucleòtid següent:

• Estructura primària de l’ADN

El descobriment de l’estructura secundària de l’ADN

• Phoebus Levene

• Descobreix l’estructura d’un nucleòtid i com estan units els components que el formen

• Comet un error: els nucleòtids

estan units de 4 en 4 (estructura

del tetranucleòtid) formant una

estructura repetitiva

https://www.youtube.com/watch?v=95s81jw70Lg

• 1940 Chargaff realitza uns experiments:

Regles de Chargaff:

% A = % T i % G = % C

A + G = C + T (quantitat de bases púriques = bases pirimidíniques)

• Linus Pauling ja havia descobert l’estructura de l’hèlix α de les proteïnes i continuà per aquest camí (hèlix) amb el ADN

• Watson i Crick (1953) • Rosalind Franklin i Wilkins

ADN • 2 cadenes de nucleòtids formen l’ADN:– Doble hèlix dextrogira

– Les cadenes són antiparal·leles

– Les bases són complementaries: L’adenina i la timina s'uneixen per 2 enllaços de pont d’hidrògen mentre que la guanina i la citosina es mantenen unides per 3 enllaços de pont d’H

– A més l’estabilitat de l’hèlix es manté per: interaccions hidrofòbiques entre bases adjacents i interaccions entre els grup P (-) i l’aigua del medi

5’

5’

3’

3’

– Per a una mateixa espècie el contingut de bases púriques és igual al de pirimidíniques, és a dir: A+T = G+C (regla de Chargaff)

– Els anells de les bases són perpendiculars a l’eix de l’hèlix

– 1 pas de (una volta completa) conté 10 parells de bases i mesura 34 Å la separació entre bases és de 3,4 Å

– 20 Å (2 nm) de gruix

• La asimetria de l’anell de desoxiribosa fa que aparegaun solc major i un solc menor

• La longitud de la molec varia entre sp ha anat augmentant al llarg de l’evolució

Humans = 3 milions de parells de nucleòtids

Variacions de l’estruct ADN descrita per Watson i Crick

• La conformació que s’ha estudiat es coneix com a conformació B, però existeixen altres: A i Z

• A – També dextrogira però més ampla i aplastada

– Les bases es troben situades ca p l’exterior de l’hèlix

– El pas de rosca mesura 28A i conté 11 pb per volta

– No apareix de forma natural, s’obté deshidratant el model B, s’utilitza al laboratori

• Z – levogira amb una forma de zig-zag

– Més estreta i allargada

– El pas de rosca mesura 45 A i té 12 pb per volta

– Gran quantitat de G i C alternants

– Es pensa que pot estar implicada en la regulació de l’espressió gènica

• DNA monocatenari alguns virus

• DNA doble circular bacteris

Empaquetament del DNA (estruct 3aria)

• Degut a:

– Tamany del DNA humans = 2m de longitud en un nucli de 5 µm de Ø

– Elevada càrrega – dels grups P

• L’ADN es troba associat a proteïnes: històniques i NO històniques

HISTONES-proteïnes de baix pes molecular - gran quantitat de Lys i Arg (aa bàsics):

- molt bàsiques neutralitzen el caràcter àcid del DNA- Lys i Arg situades majoritàriament a l’extrem aminoterminal i projectats cap a l’exterior li confereixen càrrega + a pH fisiològic estes càrregues + fan que puguen interaccionar amb el filament de DNA

S’agrupen en paquets de 8 = octàmer

+

+

+

+

+

+

+

• 8 histones + quasi 2 voltes de DNA (al voltant de 146 parells de bases) + H1 (fixa el complex) = NUCLEOSOMA

• Un a altre s’uneixen per

un “linker” de DNA

(DNA espaciador)

Estructura de collar de perles

cromatinahttp://www.bionova.org.es/animbio/anim/cromatina.swf

FILAMENT DE 10 nm(collaret de perles)

La cromatina d’un nucli en interfase NO es troba així, sinó que es troba enrotllada sobre ella mateixa amb uns 6 nucleosomes per volta formant una fibra de 30 nm de grossor o solenoide que es torna a enrotllar formant uns llaços de 0,5 µm units que formen la fibra de llaços radials de quasi 1 µm de diàmetre

FIBRA DE CROMATINA DE 30 nm(solenoide)

Estruct 4aria

• Com que per a poder transcriure el DNA l’estruct de la cromatina s’ha de desmuntar (desacoblar de les histones) l’acoblament i desacoblament de l’ADNper canvis a les histones produiran una regulació de l’expressió gènica

FUNCIÓ DE L’ADN portar i transmetre la informació genètica

• Desnaturalització de l’ADN per Tª o pH

• ARN

– Solament està format per una cadena

– El sucre és una ribosa

– Les bases nitrogenades són: adenina, guanina, citosina i uracil

• És la còpia complementària d’un fragment de DNA amb sentit biològic

• Gral lineal, però poden aparèixer forquetes on acaba el missatge

• Molt inestable

• S’uneix a prot per a formar els ribosomes

• Existeixen 3 o 4 tipus

• Molec llargues amb complexos plegaments

• Apareixen bases rares

• Té 4 braços

• Estruct 3aria característica

https://www.rcsb.org/pdb/explore/jmol.do?structureId=3a3a&opt=3&bionumber=1