UNIDAD 2: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL MATERIAL GENETICO

ERNES 17 DE FEBRERO DE 2012

UNIDAD 2

QUE ES EL MATERIAL GENÉTICO:

El material genético se emplea para guardar la información genética de una forma de vida orgánica. Para todos los organismos conocidos actualmente, el material genético es casi exclusivamente ácido desoxirribonucleico (ADN o DNA). Algunos virus usan ácido ribonucleico (ARN o RNA) como su material genético.

Se cree generalmente que el primer material genético fue el ARN, inicialmente manifestado por moléculas de ARN que autoreplicaban flotando en masas de agua. Este período hipotético en la evolución de la vida celular se llama la hipótesis del mundo de ARN. Esta hipótesis está basada en la capacidad del ARN de actuar como un material genético y como un catalizador, conocido como una ribozima. Sin embargo, cuando las proteínas (que pueden formar enzimas) llegaron a la existencia, la molécula más estable,el ADN, se convirtió en el material genético dominante, una situación que continúa hoy. La naturaleza de la doble cadena del ADN permite que las mutaciones se corrijan, y también el ARN es intrínsecamente inestable.

2.1.  ESTRUCTURA QUÍMICA Y FÍSICA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS: ADN Y ARN.

ESTRUCTURA QUÍMICA:

Compuesto sólo de cuatro moléculas básicas, llamadas nucleótidos, idénticas entre si, excepto que cada uno contiene una base nitrogenada diferente. Cada nucleótido contiene:

Un grupo fosfato: es un ion poliatómico de fórmula empírica PO_4. Proporciona el carácter eminentemente ácido del DNA y del RNA. Los 5 enlaces del orto fosfato están en resonancia, de manera que la distribución espacial es equivalente a una molécula tetraédrica con orbitales moleculares sp3.

Un azúcar.

(Desoxirribosa= para el ADN):  La desoxirribosa, o más precisamente 2-desoxirribosa es unMonosacarido de cinco átomos de carbono (pentosa, de fórmula empírica C₅H₁₀O₄, derivado de la ribosapor pérdida de un átomo de oxígeno en el hidroxilo de 2'.

 (Ribosa= para el ARN): La ribosa es una pentosa o Monosacarido de cinco átomos de carbono que es muy importante en los seres vivos porque es el componente del ácido ribonucleico y otras sustancias como nucleótidos y ATP.

Una de las cuatro bases.

    

         ( adenina, guanina, citosina y timina)

(Para el ADN): Las cuatro bases nitrogenadas mayoritarias que se encuentran en elADN son la adenina (A), la citosina (C), la guanina (G) y la timina (T). Cada una de estas cuatro bases está unida al armazón de azúcar-fosfato a través del azúcar para formar el nucleótido completo (base-azúcar-fosfato). Las bases son compuestos heterocíclicos yaromáticos con dos o más átomos de nitrógeno, y, dentro de las bases mayoritarias, se clasifican en dos grupos: las purinas (adenina y guanina), derivadas de la purina y formadas por dos anillos unidos entre sí, y las bases pirimidínicas o bases pirimídicas opirimidinas (citosina y timina), derivadas de la pirimidina y con un solo anillo.

                                            

(Para el ARN): La base pirimidínica, denominada uracilo (U), que normalmente ocupa el lugar de la timina en el ARN y difiere de ésta en que carece de un grupo metilo en su anillo. El uracilo no se encuentra habitualmente en el ADN, sólo aparece raramente como un producto residual de la degradación de la citosina por procesos de desaminación oxidativa. Las bases Se encargan de darle la especificidad y el carácter básico a los ácidos nucleicos.

ESTRUCTURA FISICA

CARACTERISTICAS:

*  Anti paralela

 * Cadena de doble hélice

   ^* Hay aproximadamente 10 nucleótidos por vuelta

 * Helicoidal

                                                                

La doble hélice del ADN. Las dos hélices se mantienen juntas mediante puentes de hidrogeno. Los puentes de hidrogeno se dan entre átomos de hidrogeno con una pequeña carga positiva y átomos con pequeña carga negativa. Las dos hélices del DNA “corren” en direcciones opuestas; se dice que son antiparalelas una se   denomina 5´   3´   y la otra 3´, 5´. El par G-C forma 3 puentes de hidrogeno, mientras que el par A-T solo dos.

PROPIEDADES FÍSICAS  DEL RNA

El RNA está constituido por una sola cadena de nucleotidos, no es una helice doble. Los ácidos ribonucleicos no sólo pueden tener información propia, sino que constituyen la herramienta para la conversión de la información contenida en el DNA en proteínas específicas.

El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra. En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de ARN regulan la expresión génica, mientras que otros tienen actividad catalítica. El ARN es, pues, mucho más versátil que el ADN.

2.2 FUNCIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.

Los ácidos nucleicos son macromoléculas, polímeros formados por la repetición de monómeros llamados nucleótidos, unidos medianteenlaces fosfodiéster. Se forman, así, largas cadenas o polinucleótidos, lo que hace que algunas de estas moléculas lleguen a alcanzar tamaños gigantes (de millones de nucleótidos de largo).

El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher, quien en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó nucleína, nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico. Posteriormente, en 1953, James Watson yFrancis Crick se encargaron de descrubrir el diseño del ADN,empleando la técnica de difracción de los rayos x.

Las funciones biológicas del ADN incluyen el almacenamiento de información (genes y genoma), la codificación de proteínas (transcripción y traducción) y su autoduplicación (replicación del ADN) para asegurar la transmisión de la información a las células hijas durante la división celular.

Funciones del RNA-. El RNA mensajero, y se encarga de llevar la información de los genes a formar proteinas. Las moleculas de RNA trasferente (RNAt) funcionan como trasportadores que llevan los aminoácidos hasta el RNAm durante el proceso de traducción (síntesis de proteinas) y Los RNA ribosomicos (RNAr) son componentes de los ribosomas, complejos moleculares que actuan coordinando el ensamblaje de las proteinas.  Los RNA pequeños nucleares (RNAsn) implicados en el corte y empalme de exones. Los RNA citoplasmáticos pequeños (RNAsc) implicados en el trasporte de proteinas dentro de las celulas eucarioticas.

Funciones del ARN

*ARNm: informativo: lleva la información del ADN a los ribosomas para producir proteínas.

*ARNr: funcional: se encarga de unir los aminoácidos en proteínas del ARNm.

*ARNt: funcional: transporta los aminoácidos al ribosoma.

*ARNsn: corta los intrones y exones en ARNm inmaduro en el núcleo.

*ARNsc: transporta proteínas citoplasmáticas.

Funciones del ADN

·        * Guarda ( CONTIENE) la información genética

·         *Replica la información ( se copia así mismo)

·         *Controla el metabolismo de la célula  (DOGMA)