ÀCIDS
NUCLEICS
Els àcids
nucleics emmagatzemen tota la informació per sintetitzar proteïnes o altres
àcids nucleics. El gen és un fragment d´àcid nucleic on s´emmagatzema la
informació i que codifica per una proteïna.
Hi ha dos tipus
d´àcids nucleics:
· ADN: Àcid
desoxiribonucleic.
· RNA: Àcid
ribonucleic.
à rARN: àcid
ribonucleic ribosòmic: forma fart dels ribosomes (orgànul on es sintetitzen les
proteïnes). Té un paper estructural.
à mRNA: àcid
ribonucleic missatger: porta informació del DNA fins al nucli. És un
intermediari entre el DNA i les proteïnes.
à tRNA: àcid
rbonucleic de transferència: és dona a la síntesi de proteïnes. Són RNA que
transporten aminoàcids.
Tots els àcids
nucleics són polímers. La unitat bàsica dels àcids nucleics és un
nucleòtid. El nucleòtid té 3 components: pentosa (sucre), base nitrogenada i
fosfat.
A les molècules
que els hi falta el fosfat se´ls anomena nucleòsid.
Les bases
nitrogenades són molt semblants a la pirimidina i la purina.
L´adenina i la
guanina són bases pirimidíniques (es troben a dins del DNA i RNA).
La citosina,
timina i uracil són bases puríniques.
El DNA té:
Adenina, Guanina, Timina i Citosina.
El RNA té:
Adenina, Guanina, Uracil i Citosina.
Els carbonis de
la pentosa van nombrats amb prima (‘). A les bases pirimidíniques el C1’
està enlazado con el N1 de la base. A les bases puríniques està
relacionat amb el N9 de la
base. Formen un enllaç N-glucosídic.
La pentosa, al
DNA, és la desoribosa (enlloc de tenir OH al C2’ té un Hidrògen).
La pentosa, al
RNA, és la ribosa.
Algunes bases
del DNA es metilen mitjançant Enzims de dins la cèl·lula. És un mecanisme de
defensa dels organismes.
Els nucleòtids estan units entre ells formant enllaços fosfats (enllaç
fosfodiéster). L´enllaç fosfodiéster uneix el C5’ d´una desoxiribosa amb el
C3’ de l´altra.
La cadena té
una polaritat. La seqüència d`àcids
nucleics sempre va de 5´a 3´.
A PH fisiològics, l´àcid nucleic està carregat negativament.
Els oligonucleòtids són àcids nucleics curts. Tenen menys de 50
nucleòtids.
Els polinucleòtids són àcids nucleics llargs. Tenen més de 50 nucleòtids.
Les bases són
molècules planes. Tenen molts dobles enllaços que són resonants i fan que els
enllaços senzills tinguin propietats de doble enllaç.
Existeixen
formes tautomèriques: hi ha 2 formes:
-Forma ceto:
-Forma enol.
La forma
majoritària és la forma ceto.
Les bases
absorbeixen llum a 260 nm.Serveix per calcular la concentració de DNA
mitjançant l´espectrofotometria. Les proteïnes absorbeixen a 280 nm.
El DNA es va
descobrir cap als ‘20, però se´ls atribuia funcions estructurals perquè
pensaven que la informació genètica la duien les proteïnes. El primer que va
demostrar que no era així va ser Griffith, treballant amb el pneumococ. Hi
havia 2 soques: 1 virulenta (R: rugosa) i una no virulenta (S: llisa). A les
rugoses hi havia una càpsula que les cobria. Va agafar bacteris rugoses i van
matar l´animal. Va injectar bacteris llisos i el ratolí no es moria. Si
injectava Rugoses bullides amb Llises vives, el ratolí moria. Va deduir que hi
havia alguna cosa que no era la proteïna que les feia virulentes. Aquest
principi era el DNA. Van purificar el DNA de les rugoses i les va injectar amb
llises i va demostrar que era així. Els DNA purificat els va tractar amb
proteases i va veure que seguien funcionant. Si es tractava amb DNAses, no
passava res.
Harsey &
Chase van descobrir que el DNA contenia la informació genètica perquè
treballaven amb el bacteriòfag T” i van fer 2 poblacions de virus (un amb Sofre35
(radiactiu per marcar la proteïna que fabrica el DNA) i altres amb P35.
El grup que estava marcat radiactivament era el grup fosfat. Van infectar
bactèries i van veure com quedava la radiactivitat. El Sofre radiactiu quedava
al virus. El fòsfor radiactiu estava dins de la bactèria. Al trencar la unió i
separar les bactèries, quedava dins de la bactèria.
ESTRUCTURA DEL DNA
L´estructura
del DNA es va obtenir mitjançant tècniques de difracció de raigs X. El patró de
difracció va donar 2 hèlixs dextrògires
enfrontades i enrotllades al voltant d´un eix central. Les bases es trobaven al
centre de l´hèlix. Va ser descobert per Chargaff, que va fer varies
observacions: cada espècies tenia unes característiques específiques i dins
d´una espècie no variaba en teixits ni bases. Va comprovar que la quantita de
timina era igual a la d´adenina i la de citosina era igual a la de guanina.
A=T
C=G
Es van proposar
dos hèlixs aparellades unes amb les altres. Al principi no funcionava perquè
utilitzaven la forma enol quan s´havia de fer servir la forma ceto. Es produien
uns aparellaments Adenina-Timina mitjançant 2 ponts d´hidrògen. La
citosina-Guanina estava unit mitjançant tres ponts d´hidrògen.
Es va proposar
el model de la doble hèlix on l´esquelet ribosa-fosfat aniria per fora de la cadena
i les bases nitrogenades al mig, unes aparellades amb les altres de forma
plana. L´hèlix seria dextrògira i les cadenes antiparal·leles i
complementàries.
El diàmetre
d´hèlix és de 20 Armstrong. Les bases que estan col·locades unes sobre altres
estan girades 36º. En una volta hi ha 10 parells de bases. Cada base està
separada 0’34 nm i cada volta la dóna cada 3’4 nm.
La doble hèlix
està estabilitzada a través dels ponts d´hidrògen entre les bases
complementàries i per interaccions hidrofòbiques entre les bases.
La replicació
semiconservativa era un meodel que, tenint una molècula amb dues cadenes, cada
cadena actúa de motlles durant la replicació per a l´altre cadena.
També es va
proposar el model conservatiu que deia que les molècules paternes donaven 2
molècules noves.
El model
dispersiu diu que el DNA es trenca en nucleòtids i no hi ha cap motlle. Després
es junten els nucleòtids aleatòriament.
Aquest model
explicat és la forma B del DNA. Hi ha solcs de DNA i interaccionen les
proteïnes amb el DNA. Hi ha un gran i un petit, de forma molt marcada. És el
model de Watson i Crick. Es dóna dins la cèl·lula majoritàriament. Es va
obtenir mitjançant la difracció de raigs X amb fibres de DNA hidratades.
Normalment es
fa mitjançant cristalls. Els oligonucleòtids sí que es van poder cristalitzar.
EL DNA en absència d´aire dóna la forma A (més curta i ample). Per cada volta
d´hèlix hi ha 11 parells de bases amb
una separació de 0’23 nm. Es troba al RNA in vivo, però no al DNA.
Si s´aparellen
dues cadenes de RNA, apareix una estructura semblant a la forma A, perquè la
ribosa te un grup OH i formen un impediment esteri que fa que es plegui
d´aquesta manera. Així, el grup OH no té interaccions i és més estable.
També hi ha la
forma A als híbrids RNA/DNA.
La forma A és
una hèlix dextrògira. Dins de la cèl·lula, al DNA no hi ha forma A. Però sí al
RNA, a l´hèlix de RNA i als híbrids de DNA+RNA.
La forma Z és
levògira i l´hèlix gira a l´esquerra, per cada volta hi ha 12 parells de bases
i la separació és de 0’38 nm. Es troben seqüències de tipus CGCGCG. L´esquelet
Carboni-Fosfat força una ziga-zaga en forma de Z.
El DNA no és
una hèlix molt rígida perquè ha de ser molt flexible (la informació de la
síntesi de totes les proteïnes de l´organisme s´han de contenir al nucli de la
cèl·lula). Quan el DNA està dins del nucli, es troba molt empaquetat mitjançant
proteïnes. Hi ha molts enllaços a la cadena de DNA que poden rotar.
El DNA també
presenta estructura de tipus fusiforme. Es formen unions i aparellaments dins
d´una mateixa fibra.
Al RNA també es
formen estructures d´aquest tipus.
Altre propietat
del DNA és la desnaturalització. Les dues cadenes es separen i es pot mesurar
de varies maneres. La solució del DNA és mucosa i es pot desnaturalitzar i
quedar-se més líquida. També es pot seguir la desnaturalització del DNA amb una
absorbància de 260 nm.
L´absorció de
la llum de les bases és major quan estan lliures i amb fibres soltes. S´obtenen
corbes del tipus: (primer poc perquè estan unides i, quan es comencen a
despenjar, augmenta molt fins que es separen del tot)
És l´efecte
hipercrònic.
La temperatura
de fusió ens pot donar informació sobre la composició del DNA, perquè hi ha
bases (adenina-Timina) unides per un pont d´hidrògen i altres
(Citosina-Guanina) unides per 3 ponts d´hidrògen. Com més estable (més ponts) més calor hem de donar per desnaturalizar la
proteïna.
El DNA per
separat es torna a naturalitzar.
El RNA
requereix més temperatura que el DNA per la desnturalització. El RNA és molt
més estable.
La desnaturalització
del DNA es fa servir per establir la proximitat de les espècies. Consisteix en
agafar DNA de 2 espècies diferents, desnaturalitzar-lo i després barrejar-ho.
Depén dels DNA híbrids. Com més híbrids,
més pròximes es troben les famílies.
Modificació
d´àcids nucleics
La modificació
mes típica és la desaminació: una base perd un grup amino i la base queda unida
mitjançant un grup cetona a l´anell. Fa que quan el DNA es replica, l´Oxígen no
pot formar part dels dobles enllaços i es perdi una base i es canvii per una altra base. Això produeix una
mutació al DNA.
La cèl·lula té
mecanismes per reparar el DNA de forma que, quan a la base li succeeix un
problema així, el detecta i el repara.
La
despolimerització consisteix en que es trenca l´enllac glicosídic i es queden
sense la base i, al replicar-se, no pot formar els ponts d´hidrògen i es pot
introduir una base equivocada. Aquesta reacció també pot ser corregida pel
metabolisme de la cèl·lula.
Les oxidacions
també poden ser induïdes per grups químics. Si hi ha 2 timines formant un doble
enllaç i s´irradien amb llum U.V. es trenca el doble enllaç i es forma un dímer
de timina, que, al dividir-se el DNA, pot entrar qualsevol altra base i provoca
una mutació. Dóna lloc al càncer de pell.
Hi ha unes pros
que tradueixen les hormones, que fa que les cèl·lules es reprodueixin i, si es
dóna una mutació que les converteixi en actives, li estarà dient al nucli de la
cèl·lula que es produeixin tumors. Aquestes proteïnes són els oncogens. Quan són
mutades s´activen i donen ordres al nucli celular de dividir les cèl·lules. La
proteïna normal dins la cèl·lula és el protoncogen (quan arriba l´hormona a la
cèl·lula s´activa el receptor i fa que s´activin. Són proteïnes que sempre
estan entre les cèl·lules).
Inicio.
 |
