La respiración celular
INTRODUCCIÓN
La respiración celular constituye el proceso más importante dentro de la célula, el cual abordaremos en pequeña medida pero de manera significativa.
Hablar de respiración celular es referirnos a un proceso bioquímico del cual nos ramificaremos a dos tipos de respiración celular: aeróbica y anaeróbica.
En este proceso interfieren factores químicos capaces de ser procesados dentro de las células, y que en gran medida constituyen las bases para que la respiración celular se lleve a cabo.
RESPIRACIÓN CELULAR
La respiración celular es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren en la mayoría de las células. También es el conjunto de reacciones químicas mediante las cuales se obtiene energía a partir de la degradación de sustancias orgánicas, como los azúcares y los ácidos principalmente.
Comprende dos fases:
* PRIMERA FASE:
Se oxida la glucosa (azúcar) y no depende del oxígeno, por lo que recibe el nombre de respiración anaeróbica y glucolisis, reacción que se lleva a cabo en el citoplasma de la celula.
* SEGUNDA FASE:
Se realiza con la intervención del oxígeno y recibe el nombre de respiración aeróbica o el ciclo de krebs y se realiza en estructurasespeciales de las células llamadas mitocondrias.
Tanto que es una parte del metabolismo, concretamente del catabolismo, en el cual la energía contenida en distintas biomoléculas, como los glúcidos (azúcares, carbohidratos), es liberado de manera controlada.
IMPORTANCIA:
- Crecimiento
- Transporte activo de sustancias energéticas
- Movimiento, ciclosis
- Regeneración de células
- Síntesis de proteínas
- División de células
TIPOS DE RESPIRACIÓN CELULAR
RESPIRACIÓN ANAERÓBICA:
La respiración anaeróbica es un proceso biológico de oxidorreducción de azúcares y otros compuestos. Lo realizan exclusivamente algunos grupos de bacterias.
En la respiración anaeróbica no se usa oxígeno sino para la misma función se emplea otra sustancia oxidante distinta, como el sulfato.No hay que confundir la respiración anaeróbica con la fermentación, aunque estos dos tipos de metabolismo tienen en común el no ser dependiente del oxigeno.
Todos los posibles aceptores en la respiración anaeróbica tienen un potencial de reducción menor que el O2, por lo que se genera menor energía en el proceso.
ETAPAS:
* Glucólisis
* Fermentación
GLUCÓLISIS .- También denominado glicólisis, es la secuencia metabólica en la que se oxida en la glucólisis, cuando hay ausencia de oxígeno, la glucólisis es la única vía que produce ATP en los animales.
Está presente en todas las formas de vías actuales. Es la primera parte del metabolismo energético y en las células eucariotas en donde ocurre el citoplasma.
Por lo tanto es una secuencia compleja de reacciones que se efectuan en el citosol de una celula mediante las cuales una molécula de glucosa se desdobla en dos moléculas de acido piruvico. De manera que la glucolisis consta de dos pasos principales:
*Activacion de la glucosa.
* Producción de energía.
miércoles, 28 de abril de 2010
martes, 20 de abril de 2010
Tema para el 28 de abril
Telaraña en la leche de cabra
En el MIT se ha llevado a cabo una investigación a cargo de Gareth H. McKinley, profesor de ingeniería mecánica, acerca de la producción del hilo de seda de la araña con la esperanza de reproducir el proceso artificialmente, según revela la revista científica The Journal of Experimental Biology, de noviembre pasado. La idea subyacente para conocer cómo se produce la seda de la araña no es para armar una continuación de El Hombre Araña, sino para multitud de propósitos. Para tales efectos fue elegida la araña de seda dorada (Nephila clavipes) que es capaz de producir una telaraña tan fuerte que incluso algunos pescadores del Pacífico Sur usan para hacer redes.
El objetivo no es nuevo. Los científicos tratan desde hace varias décadas de imitar las propiedades de esta sustancia natural, un prodigio de flexibilidad y dureza.
Hammond y su equipo del MIT, sin embargo, pretenden hacerlo sin utilizar técnicas de ADN, para garantizar un suministro barato y en grandes cantidades.
En el trabajo de McKinley, los investigadores extrajeron directamente de las glándulas abdominales de las arañas ciertas cantidades de seda, la cual es similar en consistencia al gel, para hacerle diferentes pruebas físicas y químicas. Con un microrreómetro manipularon cantidades diminutas de la seda y estudiaron el comportamiento del material bajo diferentes fuerzas para saber qué tan pegajosas y resistentes eran.
Se observó que la seda se alarga y va secando a medida que sale de las glándulas.
El hilo, al pasar por diferentes estados irreversibles, va de un origen similar a un gel acuoso, hasta convertirse en un material sólido elástico.
La ciencia tras la seda
Se cree que los polímeros de aminoácidos son la clave de la seda de las arañas. Inclusive, algunos plásticos utilizados en la Estación Espacial Internacional, y el Kevlar (Poliparafenileno tereftalamida), están compuestos de polímeros de aminoácidos que pueden ser flexibles o rígidos, solubles al agua o impermeables, y resistentes al calor y a diversos químicos. Estos materiales han sido empleados en la aeronáutica y en la fabricación de ropa tan resistente como chalecos antibalas y equipo para deportes extremos.
La seda de las arañas sería ideal para estas aplicaciones, pero, a diferencia de las ovejas y los gusanos, las arañas son animales solitarios que no pueden criarse en grupo, y su domesticación no es fácil ya que son territoriales y caníbales, de modo que los científicos preferirían encontrar una alternativa artificial a su seda, un material con propiedades similares y, si es posible, mejores.
En estudios previos, se detectó que la seda de araña es un polímero con dos regiones alternantes muy claras. Una región es suave y elástica, la otra forma pequeños y duros cristalitos. Se supone que esta estructura inusual es la responsable de sus extraordinarias propiedades.
Los investigadores del MIT buscan una serie de polímeros sintéticos diferentes y determinar cómo los cambios en sus estructuras químicas afectan a sus propiedades físicas. Este trabajo se realiza en paralelo con otro que se centra en las técnicas de procesamiento que mantendrán estas propiedades inusuales.
De hecho, una compañía llamada Nexia ha conseguido seda de araña a partir de la leche de cabras la cual ha sido alterada genéticamente. Sin embargo, esta solución no resuelve el problema del todo, ya que las técnicas genéticas son caras y además nadie ha averiguado aún cómo lo consigue la naturaleza ni porqué funciona.
En el MIT están intentando entender las relaciones estructura característica, para ello han creado un material equipado con un mecanismo que proporciona dureza, y cotejando si las unidades estructurales producen esta propiedad de la misma manera que lo hacen los aminoácidos de la seda de araña.
Una labor paralela se enfoca en otro aspecto, la suavidad de la seda. Podría poseer también dos regiones distintas, una algo más dura que la otra debido a que las fibras de polímero estarían parcialmente alineadas. Si esto es así, la seda de araña tendría realmente tres fases distintas: dura, suave e intermedia. Ya se está intentando producir materiales con tal estructura para probar la hipótesis.
La tela que todos quieren
La seda de las arañas estudiada por McKinley está compuesta por polímeros de aminoácidos en un 30 a 40%, el resto es agua. Esto significa que las glándulas de esos arácnidos pueden sintetizar proteínas dando lugar a una fibra insoluble, es decir que una solución basada en agua se transforma en un material impermeable al agua.
Un chorro de la seda en forma de gel es secretado, y luego las arañas usan sus patas traseras, junto con el peso de su cuerpo y la gravedad, para estirar la seda formando un hilo muy fino. Las largas moléculas de las proteínas son parecidas a fideos que forman una telaraña muy resistente al irse enredando. Los investigadores sostienen que la sorprendente fuerza de las telarañas se basa en la exquisita forma con la que las arañas atan las fibras de proteínas.
Ahora se intenta reproducir artificialmente, mediante la nanotecnología, lo que las arañas hacen con naturalidad. Según McKinley, con esta solución se pueden generar pequeñas estructuras similares a las que se forman al alargar, enredar y secar la seda, con lo que se podría brindar una mayor resistencia a las telarañas artificiales. De esa manera se podrían sintetizar polímeros para fabricar materiales similares a las telarañas.
Una seda artificial que imite a la natural de las arañas podría servir para diversos propósitos, dado que su manipulación permitiría fabricar ligamentos y tendones artificiales, paracaídas y chalecos antibalas.
En el MIT se ha llevado a cabo una investigación a cargo de Gareth H. McKinley, profesor de ingeniería mecánica, acerca de la producción del hilo de seda de la araña con la esperanza de reproducir el proceso artificialmente, según revela la revista científica The Journal of Experimental Biology, de noviembre pasado. La idea subyacente para conocer cómo se produce la seda de la araña no es para armar una continuación de El Hombre Araña, sino para multitud de propósitos. Para tales efectos fue elegida la araña de seda dorada (Nephila clavipes) que es capaz de producir una telaraña tan fuerte que incluso algunos pescadores del Pacífico Sur usan para hacer redes.
El objetivo no es nuevo. Los científicos tratan desde hace varias décadas de imitar las propiedades de esta sustancia natural, un prodigio de flexibilidad y dureza.
Hammond y su equipo del MIT, sin embargo, pretenden hacerlo sin utilizar técnicas de ADN, para garantizar un suministro barato y en grandes cantidades.
En el trabajo de McKinley, los investigadores extrajeron directamente de las glándulas abdominales de las arañas ciertas cantidades de seda, la cual es similar en consistencia al gel, para hacerle diferentes pruebas físicas y químicas. Con un microrreómetro manipularon cantidades diminutas de la seda y estudiaron el comportamiento del material bajo diferentes fuerzas para saber qué tan pegajosas y resistentes eran.
Se observó que la seda se alarga y va secando a medida que sale de las glándulas.
El hilo, al pasar por diferentes estados irreversibles, va de un origen similar a un gel acuoso, hasta convertirse en un material sólido elástico.
La ciencia tras la seda
Se cree que los polímeros de aminoácidos son la clave de la seda de las arañas. Inclusive, algunos plásticos utilizados en la Estación Espacial Internacional, y el Kevlar (Poliparafenileno tereftalamida), están compuestos de polímeros de aminoácidos que pueden ser flexibles o rígidos, solubles al agua o impermeables, y resistentes al calor y a diversos químicos. Estos materiales han sido empleados en la aeronáutica y en la fabricación de ropa tan resistente como chalecos antibalas y equipo para deportes extremos.
La seda de las arañas sería ideal para estas aplicaciones, pero, a diferencia de las ovejas y los gusanos, las arañas son animales solitarios que no pueden criarse en grupo, y su domesticación no es fácil ya que son territoriales y caníbales, de modo que los científicos preferirían encontrar una alternativa artificial a su seda, un material con propiedades similares y, si es posible, mejores.
En estudios previos, se detectó que la seda de araña es un polímero con dos regiones alternantes muy claras. Una región es suave y elástica, la otra forma pequeños y duros cristalitos. Se supone que esta estructura inusual es la responsable de sus extraordinarias propiedades.
Los investigadores del MIT buscan una serie de polímeros sintéticos diferentes y determinar cómo los cambios en sus estructuras químicas afectan a sus propiedades físicas. Este trabajo se realiza en paralelo con otro que se centra en las técnicas de procesamiento que mantendrán estas propiedades inusuales.
De hecho, una compañía llamada Nexia ha conseguido seda de araña a partir de la leche de cabras la cual ha sido alterada genéticamente. Sin embargo, esta solución no resuelve el problema del todo, ya que las técnicas genéticas son caras y además nadie ha averiguado aún cómo lo consigue la naturaleza ni porqué funciona.
En el MIT están intentando entender las relaciones estructura característica, para ello han creado un material equipado con un mecanismo que proporciona dureza, y cotejando si las unidades estructurales producen esta propiedad de la misma manera que lo hacen los aminoácidos de la seda de araña.
Una labor paralela se enfoca en otro aspecto, la suavidad de la seda. Podría poseer también dos regiones distintas, una algo más dura que la otra debido a que las fibras de polímero estarían parcialmente alineadas. Si esto es así, la seda de araña tendría realmente tres fases distintas: dura, suave e intermedia. Ya se está intentando producir materiales con tal estructura para probar la hipótesis.
La tela que todos quieren
La seda de las arañas estudiada por McKinley está compuesta por polímeros de aminoácidos en un 30 a 40%, el resto es agua. Esto significa que las glándulas de esos arácnidos pueden sintetizar proteínas dando lugar a una fibra insoluble, es decir que una solución basada en agua se transforma en un material impermeable al agua.
Un chorro de la seda en forma de gel es secretado, y luego las arañas usan sus patas traseras, junto con el peso de su cuerpo y la gravedad, para estirar la seda formando un hilo muy fino. Las largas moléculas de las proteínas son parecidas a fideos que forman una telaraña muy resistente al irse enredando. Los investigadores sostienen que la sorprendente fuerza de las telarañas se basa en la exquisita forma con la que las arañas atan las fibras de proteínas.
Ahora se intenta reproducir artificialmente, mediante la nanotecnología, lo que las arañas hacen con naturalidad. Según McKinley, con esta solución se pueden generar pequeñas estructuras similares a las que se forman al alargar, enredar y secar la seda, con lo que se podría brindar una mayor resistencia a las telarañas artificiales. De esa manera se podrían sintetizar polímeros para fabricar materiales similares a las telarañas.
Una seda artificial que imite a la natural de las arañas podría servir para diversos propósitos, dado que su manipulación permitiría fabricar ligamentos y tendones artificiales, paracaídas y chalecos antibalas.
miércoles, 7 de abril de 2010
Los Acidos Nucleicos, tema para el 14 de abril
En la década de 1860 Miescher aisló de los núcleos una sustancia ácida a la que denomino nucleína, a la cual hoy en día se le conoce como ácido nucleico”. En este trabajo se exponen las generalidades tanto en características, función y propósitos u objetivos de los ácidos nucleicos como componentes de suma importancia en los seres vivos.
Estructura Generalizada de los ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos se encuentran en todas la células vivas y están combinados en casi todos los casos con ciertas proteínas. Químicamente, los ácidos nucleicos (así llamados porque dan una reacción ácida al suspenderse en agua), son enormes compuestos en forma de cintas de gran longitud, con peso molecular de millones; en estas cintas se repite (a intervalos regulares) la misma estructura aunque no idéntica, representando los enlaces o unidades de la cadena.
Cada uno de los cientos de cientos de unidades que componen un ácido nucleico se llama nucleótido y esta constituido de un grupo fosfato y una pentosa (azúcar simple con 5 carbonos) a la cual se fija una estructura orgánica cíclica llamada base, perteneciente a los compuestos conocidos como purina y pirimidinas ( bases púricas y primídicas). Un ácido nucleico simple puede llevar varios o muchos nucleótidos y entonces recibe el nombre de polinucleótidos. Esto podría compararse a las unidades de aminoácidos que constituyen al cadena péptida de una proteína.
La hidrólisis de ácidos nucleicos por ácidos o por cierta enzima origina una mezcla de varios nucleótidos; tal como la hidrólisis de las proteínas produce una mezcla de aminoácidos. El azúcar y grupo fosfato pueden considerarse como la columna vertebral de los ácidos nucleicos; mientras las bases pueden ser importantes ramificaciones laterales.
Función biológica de los ácidos nucleicos
La función biológica de los ácidos nucleicos, específicamente el DNA es la de contener la información hereditaria. En 1953 Watson y Crick resolvieron su estructura molecular, dando comienzo a una nueva era en la bioquímica y la biología.
Existen dos clases de ácidos nucleicos en todo organismo viviente:
Ácido ribonucleico o RNA
Ácido desoxirribonucleico o DNA
Por otra parte los virus contienen uno solo ya sea RNA o DNA.
Otras de las funciones biológicas de los ácidos nucleicos son las de almacenamiento, replicación, recombinación, y transmisión de la información genética ( son las moléculas que determinan lo que es y hace cada una de las células vivas)
Clases y origen de los ácidos nucleicos
DNA nuclear Núcleo de los eucariontes
DNA celular Procariotes
DNA plasmidal Procariotes
DNA mitocondrial Mitocondria de los eucariontes
DNA de los cloroplastos Cloroplastos
DNA viral Virus animales, vegetales y bacterianos
RNA mensajero Procariotes y eucariontes
RNA ribosomal Procariotes y eucariontes
RNA de transferencia Procariotes y eucariontes
RNA nuclear pequeño Eucariontes
RNA viral Virus animales, vegetales y bacterianos
RNA subviral Moléculas de RNA libres
Componentes monoméricos (nucleótidos)
El RNA y DNA son polímeros integrados por unidades monoméricas llamadas nucleótidos. De ahí su nombre de poli nucleótidos. Cada nucleótido tiene fosfato, azúcar, y una purina o pirimidina, a las cuales se les conoce como bases nitrogenadas. En los nucleótidos las tres partes están unidas en el orden, P – S – B.
En los poli nucleótidos podemos encontrar enlaces éster, en el cual se unen el fosfato y el azúcar , y a estos a lo largo del esqueleto se les denomina enlaces fosfodiéster. La secuencia de estas bases nitrogenadas azúcar – fosfato a lo largo del esqueleto es el que determina la estructura única de DNA y RNA.
Ribosa y desoxirribosa
Los nucleótidos RNA B – D – ribosa, y el DNA B – D – 2 – desoxirribosa. Los dos son pentosas ( 5 carbonos). Solo se diferencian en el nivel estructural, en el carbono 2. Ya que el RNA tiene OH como radical y el DNA radical H. Entonces la ribosa es la forma reducida de la desoxirribosa.
Purinas y Pirimidinas
Las bases observadas comúnmente son las purinas adenina y guanina y las dirimidas citosina, timina y uracilo. Su presencia es:
DNA: A,G,C,T
RNA: A, G, C, U
Purimidinas y Purinas
Las bases de ácidos nucleicos se llaman así por dar reacción alcalina en solución acuosa; son moléculas orgánicas cíclicas de complejidad diversa, las cuales tienen átomos de nitrógeno formando parte de su estructura anular. Dos clases particulares de estos compuestos, conocidos como pirimidinas y purinas, son componentes esenciales de los ácidos nucleicos. Varios de estos mismos compuestos forman parte de un número de coenzimas.
Las purinas y pirimidinas se presentan en la naturaleza en diferentes formas químicas. Las principales estructuras pirimidínicas en los sistemas biológicos son citosina, uracilo y timina.
Bases modificadas de origen natural
El drihidrouracilo y el 4- tiouracilo son componentes menores del RNA de transferencia. Otro ejemplo podría ser en el DNA de los procariotes las bases metiladas que se encargan de una función especifica, dar protección al DNA celular contra la acción de enzimas restrictivas de la célula. En las bacterias, estas enzimas se encargan de degradar el DNA de algún virus bacteriano.
Absorción de radiación ultravioleta
La purina y pirimidina absorben radiación ultravioleta es por ello que los nucleótidos y ácidos nucleicos la absorben también. Esto tiene varias aplicaciones:
1) En los métodos de laboratorio para detección y cuantificación de ácidos nucleicos y sus componentes
2) Observación de muestras biológicas por microscopia
3) El efecto mutágeno de la radiación ultra violeta
4) La esterilización con rayos UV
Extracción y aislamiento de los ácidos nucleicos
Es posible extraer RNA y DNA de las células, y las fracciones subcelulares de los virus, utilizando algunas de las propiedades mencionadas a continuación. También por las propiedades de solubilidad del RNA y DNA en soluciones salinas.
Propiedades del DNA
Insolubles en soluciones diluidas de NaCl
Soluble en soluciones concentradas de NaCl
Insoluble en alcohol
Puede ser disociado de la proteína por tratamiento con un detergente o un fenol
Propiedades del RNA
Soluble en soluciones diluidas de NaCl
Insoluble en alcohol
Puede ser disociado de las proteínas por tratamiento con un detergente o un fenol
Composición Bases y Secuencias de bases de los ácidos nucleicos
Composición de bases del RNA
El porcentaje de A,G,C y U de un RNA se determina por dos pasos .
1) Degradación hidrolítica completa del RNA para formar una mezcla de sus nucleótidos constituyentes
2) Un análisis cromatográfico de la mezcla (por lo regular con un método de intercambio iónico en columna)
La hidrólisis completa del RNA se puede lograr calentándolo con NaOH o mediante el uso de enzimas llamadas ribonucleasas.
A diferencia de la composición de bases del DNA, la del RNA, excepto ciertos RNA virales, no exhiben patrones comunes, excepto en que las 4 bases nitrogenadas siempre están presentes. Casa RNA tiene diferente composición se bases, tanto en purinas y pirimidinas como en cada base especifica.
Composición de bases de DNA
Existen algunas generalizaciones importantes, en los patrones de composición de bases nitrogenadas en el DNA independientemente de su origen (excepto DNA virales). Estas generalidades son:
1) El número de bases purínicas (A +G) está en equilibrio con el numero de bases pirimidínicas (T + C)
2) El número de residuos de adenina esta equilibrado con el número de residuos de timina
3) El número de residuos de guanina esta en equilibrio con el número de residuos de citosina.
Estructura de doble hélice de DNA
La molécula de DNA tiene una estructura de doble hélice integrada por dos cadenas alineadas con polaridad opuesta y retorcidas con giro hacia la derecha. Las bases purinicas y purimídicas están dentro de esta estructura, en la que las bases opuestas que se encuentran sobre las dos cadenas forman puentes de hidrógeno a todo lo largo de la doble cadena.
Apareamiento de bases
Siempre hay una purina unida por puentes de hidrógeno a una pirimida (purinas /
pirimidas), la adenina siempre esta unida por puentes de hidrógeno a la timina A = T y la guanina por puentes de hidrógeno a la Citosina G = C.
Secuencias Repetitivas
En las descripciones del DNA suele hacerse hincapié en la existencia de una sola copia de cada gen, cada uno con una sola secuencia de bases que codifica la síntesis de una RNA mensajero, un RNA de transferencia o un RNA ribosomal. Una excepción notable de mucho cromosomas es la existencia se copias múltiples de los genes de RNA ribosomal.
Sin embargo, en el DNA nuclear de los eucariontes, según la especie las secuencias genéticas únicas equivalen a solo del 10 a 50% de la información del DNA. Hasta hoy en día no se conoce ni el número de secuencias repetitivas ni su importancia biológica.
Virus (con relación a ácidos nucleicos)
La mayoría de los virus son partículas núcleo proteínicas que consisten en una molécula de ácido nucleico- el cromosoma viral (genoma) empacada en una vaina de proteínas. Los virus no se consideran una verdadera forma de vida puesto que solo se replican desde la infección a la célula.
También podemos encontrar caso de viroides o priones. Los viroides son un RNA viral “desnudo” y los priones son sustancias proteínicas libres o “desnudas” o partícula proteínica infecciosa.
Una característica única de los viroides es que la estructura original parece ser la de un RNA circular de cadena sencilla. Los estudios de la secuencia de bases del tiroides indican que hay una gran homología secuencial y también apoyan la posibilidad de apareamiento intramolecular de bases para generar cierto carácter de doble cadena en la estructura celular. Cuatro de los viroides cuyas secuencias se conocen hasta ahora tienen homología secuencial idéntica en uno de estos segmentos de doble cadena.
Conclusión
Como conclusión podemos decir que con este trabajo tenemos una vista mas amplia de lo que son los ácidos nucleicos, al igual que una información mas profunda de lo que son como por ejemplo en su forma molecular y sus componentes mas pequeños lo cual podemos definirlo como la bioquímica de los ácidos nucleicos, puesto que los estamos estudiando en su nivel molecular, o en su manera mas sencilla de cómo están compuestos o se encuentran organizados.
Estructura Generalizada de los ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos se encuentran en todas la células vivas y están combinados en casi todos los casos con ciertas proteínas. Químicamente, los ácidos nucleicos (así llamados porque dan una reacción ácida al suspenderse en agua), son enormes compuestos en forma de cintas de gran longitud, con peso molecular de millones; en estas cintas se repite (a intervalos regulares) la misma estructura aunque no idéntica, representando los enlaces o unidades de la cadena.
Cada uno de los cientos de cientos de unidades que componen un ácido nucleico se llama nucleótido y esta constituido de un grupo fosfato y una pentosa (azúcar simple con 5 carbonos) a la cual se fija una estructura orgánica cíclica llamada base, perteneciente a los compuestos conocidos como purina y pirimidinas ( bases púricas y primídicas). Un ácido nucleico simple puede llevar varios o muchos nucleótidos y entonces recibe el nombre de polinucleótidos. Esto podría compararse a las unidades de aminoácidos que constituyen al cadena péptida de una proteína.
La hidrólisis de ácidos nucleicos por ácidos o por cierta enzima origina una mezcla de varios nucleótidos; tal como la hidrólisis de las proteínas produce una mezcla de aminoácidos. El azúcar y grupo fosfato pueden considerarse como la columna vertebral de los ácidos nucleicos; mientras las bases pueden ser importantes ramificaciones laterales.
Función biológica de los ácidos nucleicos
La función biológica de los ácidos nucleicos, específicamente el DNA es la de contener la información hereditaria. En 1953 Watson y Crick resolvieron su estructura molecular, dando comienzo a una nueva era en la bioquímica y la biología.
Existen dos clases de ácidos nucleicos en todo organismo viviente:
Ácido ribonucleico o RNA
Ácido desoxirribonucleico o DNA
Por otra parte los virus contienen uno solo ya sea RNA o DNA.
Otras de las funciones biológicas de los ácidos nucleicos son las de almacenamiento, replicación, recombinación, y transmisión de la información genética ( son las moléculas que determinan lo que es y hace cada una de las células vivas)
Clases y origen de los ácidos nucleicos
DNA nuclear Núcleo de los eucariontes
DNA celular Procariotes
DNA plasmidal Procariotes
DNA mitocondrial Mitocondria de los eucariontes
DNA de los cloroplastos Cloroplastos
DNA viral Virus animales, vegetales y bacterianos
RNA mensajero Procariotes y eucariontes
RNA ribosomal Procariotes y eucariontes
RNA de transferencia Procariotes y eucariontes
RNA nuclear pequeño Eucariontes
RNA viral Virus animales, vegetales y bacterianos
RNA subviral Moléculas de RNA libres
Componentes monoméricos (nucleótidos)
El RNA y DNA son polímeros integrados por unidades monoméricas llamadas nucleótidos. De ahí su nombre de poli nucleótidos. Cada nucleótido tiene fosfato, azúcar, y una purina o pirimidina, a las cuales se les conoce como bases nitrogenadas. En los nucleótidos las tres partes están unidas en el orden, P – S – B.
En los poli nucleótidos podemos encontrar enlaces éster, en el cual se unen el fosfato y el azúcar , y a estos a lo largo del esqueleto se les denomina enlaces fosfodiéster. La secuencia de estas bases nitrogenadas azúcar – fosfato a lo largo del esqueleto es el que determina la estructura única de DNA y RNA.
Ribosa y desoxirribosa
Los nucleótidos RNA B – D – ribosa, y el DNA B – D – 2 – desoxirribosa. Los dos son pentosas ( 5 carbonos). Solo se diferencian en el nivel estructural, en el carbono 2. Ya que el RNA tiene OH como radical y el DNA radical H. Entonces la ribosa es la forma reducida de la desoxirribosa.
Purinas y Pirimidinas
Las bases observadas comúnmente son las purinas adenina y guanina y las dirimidas citosina, timina y uracilo. Su presencia es:
DNA: A,G,C,T
RNA: A, G, C, U
Purimidinas y Purinas
Las bases de ácidos nucleicos se llaman así por dar reacción alcalina en solución acuosa; son moléculas orgánicas cíclicas de complejidad diversa, las cuales tienen átomos de nitrógeno formando parte de su estructura anular. Dos clases particulares de estos compuestos, conocidos como pirimidinas y purinas, son componentes esenciales de los ácidos nucleicos. Varios de estos mismos compuestos forman parte de un número de coenzimas.
Las purinas y pirimidinas se presentan en la naturaleza en diferentes formas químicas. Las principales estructuras pirimidínicas en los sistemas biológicos son citosina, uracilo y timina.
Bases modificadas de origen natural
El drihidrouracilo y el 4- tiouracilo son componentes menores del RNA de transferencia. Otro ejemplo podría ser en el DNA de los procariotes las bases metiladas que se encargan de una función especifica, dar protección al DNA celular contra la acción de enzimas restrictivas de la célula. En las bacterias, estas enzimas se encargan de degradar el DNA de algún virus bacteriano.
Absorción de radiación ultravioleta
La purina y pirimidina absorben radiación ultravioleta es por ello que los nucleótidos y ácidos nucleicos la absorben también. Esto tiene varias aplicaciones:
1) En los métodos de laboratorio para detección y cuantificación de ácidos nucleicos y sus componentes
2) Observación de muestras biológicas por microscopia
3) El efecto mutágeno de la radiación ultra violeta
4) La esterilización con rayos UV
Extracción y aislamiento de los ácidos nucleicos
Es posible extraer RNA y DNA de las células, y las fracciones subcelulares de los virus, utilizando algunas de las propiedades mencionadas a continuación. También por las propiedades de solubilidad del RNA y DNA en soluciones salinas.
Propiedades del DNA
Insolubles en soluciones diluidas de NaCl
Soluble en soluciones concentradas de NaCl
Insoluble en alcohol
Puede ser disociado de la proteína por tratamiento con un detergente o un fenol
Propiedades del RNA
Soluble en soluciones diluidas de NaCl
Insoluble en alcohol
Puede ser disociado de las proteínas por tratamiento con un detergente o un fenol
Composición Bases y Secuencias de bases de los ácidos nucleicos
Composición de bases del RNA
El porcentaje de A,G,C y U de un RNA se determina por dos pasos .
1) Degradación hidrolítica completa del RNA para formar una mezcla de sus nucleótidos constituyentes
2) Un análisis cromatográfico de la mezcla (por lo regular con un método de intercambio iónico en columna)
La hidrólisis completa del RNA se puede lograr calentándolo con NaOH o mediante el uso de enzimas llamadas ribonucleasas.
A diferencia de la composición de bases del DNA, la del RNA, excepto ciertos RNA virales, no exhiben patrones comunes, excepto en que las 4 bases nitrogenadas siempre están presentes. Casa RNA tiene diferente composición se bases, tanto en purinas y pirimidinas como en cada base especifica.
Composición de bases de DNA
Existen algunas generalizaciones importantes, en los patrones de composición de bases nitrogenadas en el DNA independientemente de su origen (excepto DNA virales). Estas generalidades son:
1) El número de bases purínicas (A +G) está en equilibrio con el numero de bases pirimidínicas (T + C)
2) El número de residuos de adenina esta equilibrado con el número de residuos de timina
3) El número de residuos de guanina esta en equilibrio con el número de residuos de citosina.
Estructura de doble hélice de DNA
La molécula de DNA tiene una estructura de doble hélice integrada por dos cadenas alineadas con polaridad opuesta y retorcidas con giro hacia la derecha. Las bases purinicas y purimídicas están dentro de esta estructura, en la que las bases opuestas que se encuentran sobre las dos cadenas forman puentes de hidrógeno a todo lo largo de la doble cadena.
Apareamiento de bases
Siempre hay una purina unida por puentes de hidrógeno a una pirimida (purinas /
pirimidas), la adenina siempre esta unida por puentes de hidrógeno a la timina A = T y la guanina por puentes de hidrógeno a la Citosina G = C.
Secuencias Repetitivas
En las descripciones del DNA suele hacerse hincapié en la existencia de una sola copia de cada gen, cada uno con una sola secuencia de bases que codifica la síntesis de una RNA mensajero, un RNA de transferencia o un RNA ribosomal. Una excepción notable de mucho cromosomas es la existencia se copias múltiples de los genes de RNA ribosomal.
Sin embargo, en el DNA nuclear de los eucariontes, según la especie las secuencias genéticas únicas equivalen a solo del 10 a 50% de la información del DNA. Hasta hoy en día no se conoce ni el número de secuencias repetitivas ni su importancia biológica.
Virus (con relación a ácidos nucleicos)
La mayoría de los virus son partículas núcleo proteínicas que consisten en una molécula de ácido nucleico- el cromosoma viral (genoma) empacada en una vaina de proteínas. Los virus no se consideran una verdadera forma de vida puesto que solo se replican desde la infección a la célula.
También podemos encontrar caso de viroides o priones. Los viroides son un RNA viral “desnudo” y los priones son sustancias proteínicas libres o “desnudas” o partícula proteínica infecciosa.
Una característica única de los viroides es que la estructura original parece ser la de un RNA circular de cadena sencilla. Los estudios de la secuencia de bases del tiroides indican que hay una gran homología secuencial y también apoyan la posibilidad de apareamiento intramolecular de bases para generar cierto carácter de doble cadena en la estructura celular. Cuatro de los viroides cuyas secuencias se conocen hasta ahora tienen homología secuencial idéntica en uno de estos segmentos de doble cadena.
Conclusión
Como conclusión podemos decir que con este trabajo tenemos una vista mas amplia de lo que son los ácidos nucleicos, al igual que una información mas profunda de lo que son como por ejemplo en su forma molecular y sus componentes mas pequeños lo cual podemos definirlo como la bioquímica de los ácidos nucleicos, puesto que los estamos estudiando en su nivel molecular, o en su manera mas sencilla de cómo están compuestos o se encuentran organizados.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)