ACIDOS NUCLEICOS Y VITAMINAS
CUESTIONARIO
1. ¿A que se denomina nucleótidos y cuál es su estructura química?
Los nucleótidos son moléculas orgánicas formadas por la
unión covalente de un monosacárido de cinco carbonos (pentosa), una base
nitrogenada y un grupo fosfato. El nucleósido es la parte del nucleótido
formado únicamente por la base nitrogenada y la pentosa.
Su estructura es como sigue:
Cada nucleótido es un ensamblado de tres componentes:
Bases nitrogenadas: derivan de los compuestos heterocíclicos
aromáticos purina y pirimidina.
•Bases nitrogenadas purínicas: son la adenina (A) y la
guanina (G). Ambas forman parte del ADN y del ARN.
•Bases nitrogenadas pirimidínicas: son la timina (T), la
citosina (C) y el uracilo (U). La timina y la citosina intervienen en la
formación del ADN. En el ARN aparecen la citosina y el uracilo.
•Bases nitrogenadas isoaloxacínicas:la flavina (F). No forma
parte del ADN o del ARN, pero sí de algunos compuestos importantes como el FAD
Pentosa: el azúcar de cinco átomos de carbono; puede ser
ribosa (ARN) o desoxirribosa (ADN). La diferencia entre ambos es que el ARN si
posee un grupo OH en el segundo carbono.
•Ácido fosfórico: de fórmula H3PO4. Cada nucleótido puede
contener uno (nucleótidos-monofosfato, como el AMP), dos
(nucleótidos-difosfato, como el ADP) o tres (nucleótidos-trifosfato, como el
ATP) grupos fosfato.
2. ¿Cómo se clasifican los nucleótidos y qué criterios se usan en esa clasificación? Menciones ejemplos de cada tipo.
Todos los nucleótidos van a estar constituidos por: -Una
base nitrogenada -Un Azúcar pentosa -Un grupo fosfato Siempre en los
nucleótidos en el primer carbono esta la BN y en el 5’ el grupo fosfato. a. Las
bases nitrogenadas las podemos dividir en 2 grupos debido a los anillos que las
forman: 1. Purinas: La forman 2 anillos juntos. Son: Adenina, Guanina. 2.
Pirimidinas: La forma un único anillo. Son: Timina, Citosina y Uracilo. Cuando
se numeran los carbonos en el azúcar se lee con números X’ (prima) para
diferenciar la nomenclatura dentro del azúcar. La base nitrogenada Timina (T)
contenida en la molécula del ADN, mientras que se sustituye por Uracilo en el
ARN.
3. ¿Qué es un nucleósido? Mencione ejemplos.
Un nucleósido es una molécula monomérica orgánica que
integra las macromoléculas de ácidos nucleicos que resultan de la unión
covalente entre una base heterocíclica con una pentosa que puede ser ribosa o
desoxirribosa. Ejemplos de nucleósidos son la citidina, uridina, adenosina,
guanosina, timidina y la inosina.
Los nucleósidos pueden combinarse con un grupo fosfórico
(ácido fosfórico: H3PO4) mediante determinadas quinasas de la célula,
produciendo nucleótidos, que son los componentes moleculares básicos del ADN y
el ARN.
Los nucleósidos pueden ser de dos tipos, dependiendo de la
pentosa que contengan:
Ribonucleósidos: la pentosa es la ribosa
Desoxirribonucleósidos: la pentosa es la 2-desoxirribosa
4. Mencione brevemente las propiedades físicas de los nucleótidos.
Los nucleótidos son en mayor o menor medida solubles en agua
en una mplio intervalo de valores de ph. Son más solubles que las bases
correspondientes. A valores ph relevantes, son especies neutras. A ph bajo,
están protonadas.
Son estables en una amplio intervalo de valores de ph. La
velocidad de hidrólisis está disminuida pro la repulsión electrostática entre
los fosfatos cargados negativamente y los grupos hidroxilo.
5. Mencione la importancia y funciones de los nucleótidos.
Importancia
Los nucleótidos son moléculas que poseen un gran interés
biológico ya que además de constituir los ácidos nucleicos llevan a cabo
algunas funciones básicas para los seres vivos:
Ciertas reacciones químicas propias de los seres vivos
tienen como finalidad la producción de energía, si esta energía se desprendiera
libremente apenas sería útil para el organismo, resulta más eficaz disponer de
un sistema capaz de acumular la energía liberada, de manera que pueda ser
utilizada con posterioridad en la cantidad y en el momento preciso, algunos
nucleótidos, fundamentalmente de adenosina con más de un grupo fosfato
desempeñan esta función, cuando existe energía disponible una molécula de
adenosin 5' monofosfato (AMP) la emplean en unir un segundo grupo fosfato al
otro para obtener adenosin 5' difosfato (ADP), y el ADP la emplea en unir un tercer
grupo fosfato a los otros dos para obtener adenosin 5' trifosfato (ATP). Los
enlaces así constituidos son altamente energéticos lo que quiere decir que para
su formación se requiere una cantidad considerable de energía, el sistema
ADP/ATP, constituyen una forma eficaz de guardad la energía liberada en
reacciones exotérmicas, si existe energía disponible en abundancia se formaran
muchas moléculas de ATP a partir de ADP, por el contrario el consumo de energía
en gran cantidad por parte de la célula disminuirá los niveles de ATP y
aumentará los de ADP.
Funciones
a. Papel en el
metabolismo energético: El ATP se genera en las células mediante la
fosforilación oxidativa y la fosforilación a nivel de sustrato. El ATP se
utiliza para impulsar las reacciones metabólicas, como un agente fosforilante,
y está implicado en procesos como la contracción muscular, transporte activo y
mantenimiento de la integridad de la membrana celular.
b. Unidades
monoméricas de los ácidos nucleicos: los ácidos nucleicos, DNA y RNA, están
compuestos por unidades monoméricas de los nucleótidos. En las reacciones en
las que se sintetizan los ácidos nucleicos, los nucleósidos 5´-trifosfatos son
los sustratos que se unen al polímero a través de enlaces fosfodiéster 3´-5´con
liberación de pirofosfato.
c. Componentes de
coenzimas: Coenzimas tales como el NAD, FAD y coenzima A son constituyentes
metabólicos importantes de las células que están implicados en muchas rutas
metabólicas.
d. Efectores
alostéricos: Muchos de los pasos regulados en las vías metabólicas están
controlados por las concentraciones intracelulares de nucleótidos.
6. ¿A que se denomina ácidos nucleicos?
Los ácidos nucleicos son macromoléculas, polímeros formados
por la repetición de monómeros llamados nucleótidos, unidos mediante enlaces
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).
7. ¿Qué es un polinucleótido y qué tipo de enlace se forma entre las unidades de nucleótidos polimerizados?
Un polinucleótido es una molécula orgánica del polímero
abarcada de los monómeros del nucleótido covalente enlazados en una cadena. El
ADN y el ARN son ejemplos de polinucleótidos con la función biológica distinta.
8. ¿Cuáles son las funciones de las endonucleasas y exonucleasas?
•Los polinucleótidos se presentan en forma natural en todos
los organismos vivos. El genoma de un organismo consiste de pares
complementarios de polinucleótidos enormemente largos, enrollados entre sí en
forma de hélice doble. Los polinucleotidos tienen una diversidad de otros
papeles en los organismos.
•Los polinucleótidos en experimentos científicos
•Los polinucleótidos se utilizan en experimentos bioquímicos
tales como reacción en cadena de la polimerasa u ordenar el ADN. Los
polinucleotidos son artificiales de los oligonucleotidos, cadenas más pequeñas
del nucleotido con generalmente menos de 30 subunidades. Una enzima de
polimerasa es utilizada para extender la cadena agregando los nucleotidos según
un patrón especificado por el científico.
9. ¿A que se denomina mutación?
La mutación en genética y biología, es una alteración o
cambio en la información genética (genotipo) de un ser vivo y que, por lo
tanto, va a producir un cambio de características, que se presenta súbita y
espontáneamente, y que se puede transmitir o heredar a la descendencia. La
unidad genética capaz de mutar es el gen que es la unidad de información
hereditaria que forma parte del ADN.
10. ¿Qué es el ADN?
El ADN es la sustancia química donde se almacenan las
instrucciones que dirigen el desarrollo de un huevo hasta formar un organismo
adulto, que mantienen su funcionamiento y que permite la herencia. Es una
molécula de longitud gigantesca, que está formada por agregación de tres tipos
de sustancias: azúcares, llamados desoxirribosas, el ácido fosfórico, y bases
nitrogenadas de cuatro tipos, la adenina, la guanina, la timina y la citosina.
11. ¿Qué es el ARN y cuantos tipos existen?
El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico
formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células
procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos
virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el
genoma de algunos virus es de doble hebra.
Tipos:
• El ARN mensajero
(ARNm) es el tipo de ARN que lleva la información del ADN a los ribosomas, el
lugar de la síntesis de proteínas. La secuencia de nucleótidos del ARNm
determina la secuencia de aminoácidos de la proteína. Por ello, el ARNm es
denominado ARN codificante.
• No obstante, muchos ARN no codifican proteínas, y reciben
el nombre de ARN no codificantes; se originan a partir de genes propios (genes
ARN), o son los intrones rechazados durante el proceso de splicing. Son ARN no
codificantes el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr), que son
elementos fundamentales en el proceso de traducción, y diversos tipos de ARN
reguladores.
• Ciertos ARN no codificantes, denominados ribozimas, son
capaces de catalizar reacciones químicas como cortar y unir otras moléculas de
ARN, o formar enlaces peptídicos entre aminoácidos en el ribosoma durante la
síntesis de proteínas.
12. Describa brevemente el proceso de la replicación del ADN
El proceso de replicación de ADN es el mecanismo que permite
al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica). De esta manera de
una molécula de ADN única, se obtienen dos o más "clones" de la
primera. Esta duplicación del material genético se produce de acuerdo con un
mecanismo semiconservador, lo que indica que las dos cadenas complementarias
del ADN original, al separarse, sirven de molde cada una para la síntesis de
una nueva cadena complementaria de la cadena molde, de forma que cada nueva
doble hélice contiene una de las cadenas del ADN original.
13. ¿Cómo se produce la traducción y transcripción del ADN?
Transcripción del ADN
Cuando una parte de la información contenida en la molécula
de ADN debe ser utilizada en el citoplasma de la célula para la construcción de
las proteínas, ella es transcrita bajo la forma de una pequeña cadena de ácido
ribonucléico: el ARN mensajero (ARNm) utilizando las mismas correspondencias de
base que el ADN visto anteriormente, pero con la diferencia ya señalada de que
la timina es reemplazada por el uracilo. Uno a uno se van añadiendo los
ribonucleótidos trifosfato en la dirección 5´a 3´, usando de molde sólo una de
las ramas de la cadena de ADN y a la ARN polimerasa como catalizador.
Traducción del ARN
La información genética llevada por el ARNm deberá ser
traducida en el citoplasma por una fábrica de proteínas: el ribosoma (éste está
compuesto por varios tipos de proteínas más una forma de ARN, denominado ARN
ribosómico). En el ribosoma no se podrá comenzar la lectura de un mensajero mas
que por una secuencia particular, distinta en las eucariotes y en las
procariotas. Asido el ARNm en el ribosoma, el tercer tipo de ARN -ARN de transferencia
(ARNt)- entra en acción.
14. ¿A que se denomina vitaminas?
Las vitaminas son compuestos heterogéneos imprescindibles
para la vida, que al ingerirlas de forma equilibrada y en dosis esenciales
puede ser trascendental para promover el correcto funcionamiento fisiológico.
La mayoría de las vitaminas esenciales no pueden ser sintetizadas (elaboradas)
por el organismo, por lo que éste no puede obtenerlos más que a través de la
ingesta equilibrada de vitaminas contenidas en los alimentos naturales. Las
vitaminas son nutrientes que junto a otros elementos nutricionales actúan como
catalizadoras de todos los procesos fisiológicos (directa e indirectamente).
15. Describa brevemente como se clasifican las vitaminas
•Las vitaminas hidrosolubles: son aquellas que se disuelven
en agua. Se absorben con facilidad en el tubo digestivo pero no se almacenan en
el organismo, y las cantidades sobrantes se eliminan en la orina. Por esta
razón, su consumo debe ser muy frecuente, casi diario. Las vitaminas
hidrosolubles son la vitamina C y el grupo de vitaminas B.
•Las vitaminas liposolubles: son aquellas que se disuelven
en los lípidos. Necesitan de ellos para poder ser absorbidas en el intestino
delgado y, a diferencia de las vitaminas hidrosolubles, pueden almacenarse en
algunas células de tu organismo. Son vitaminas liposolubles las vitaminas A, D,
E y K.
16. Describa brevemente las funciones de todos los tipos de vitaminas estudiados.
•Vitamina A – Retinol
Es un alcohol primario que deriva del caroteno. Afecta la
formación y mantenimiento de membranas, de la piel, dientes, huesos, visión, y
de funciones reproductivas.
•Vitamina B – Betacaroteno
Este grupo de vitaminas se reconoce porque son sustancias
frágiles solubles al agua. La mayoría de las vitaminas del grupo B son
importantes para metabolizar hidratos de carbono.
•Vitamina B1 – Tiamina
Sustancia incolora. Actúa como catalizador de los hidratos
de carbono. Lo que hace en este proceso es metabolizar el ácido pirúvico,
haciendo que el hidrato de carbono libere su energía. LA tiamina regula también
algunas funciones en el sistema nervioso. La tiamina se encuentra, pero en
cantidades bajas, en los riñones, hígado y corazón.
•Vitamina B2 – Riboflavina
La riboflavina actúa como enzima. Se combina con proteínas
para formar enzimas que participan en el metabolismo de hidratos de carbono, grasas
y especialmente en el metabolismo de las proteínas que participan en el
transporte de oxígeno. También mantiene las membranas mucosas.
•Vitamina B3 – Niacina
Se conoce también con el nombre de vitamina PP. Funciona
como co-enzima que permite liberar energía de los nutrientes. Esta vitamina
afecta directamente el sistema nervioso y el estado de ánimo, por lo que se han
utilizado sobredosis experimentales en esquizofrénicos(aunque no se ha
demostrado eficacia). Una sobredosis es capaz también de reducir los niveles de
colesterol. Pero prolongada sobredosis son perjudiciales para el hígado.
• Vitamina B5 – Acido pantoténico
Constituye una enzima clave en el metabolismo basal.
Favorece el crecimiento del cabello. Es fabricado por bacterias intestinales, y
se encuentra en muchos alimentos.
•Vitamina B6 – Piridoxina
La Peridoxina es necesaria en la absorción y en el
metabolismo de aminoácidos. Actúa también en el consumo de grasas del cuerpo y
en la producción de glóbulos rojos. La Piridoxina es proporcional a las
proteínas consumidas en el cuerpo.
•Vitamina B8 – Biotina
Participa en la formación de ácidos grasos y en la
liberación de los hidratos de carbono. Es co-enzima del metabolismo de glúcidos
y lípidos. Es sintetizada por bacterias intestinales y se encuentra en muchos
alimentos.
•Vitamina B9 – Acido fólico
Co-enzima necesaria para la formación de proteína
estructurales y hemoglobina. Se usa para el tratamiento de la anemia y la
psilosis. A diferencia de otras vitaminas también hidrosolubles, la folacina se
almacena en el hígado.
•Vitamina B12 – Cianocobalamina
Es necesaria (pero en pequeñas cantidades) para la formación
de nucleoproteínas, proteína, y glóbulos rojos. La falta de esta vitamina se
debe a la incapacidad del estómago para procesar glicoproteínas(factor
necesario para absorber la vitamina B12). Esta vitamina se obtiene sólo del
hígado, riñones, carne, etc. por lo que a los vegetarianos se les aconseja
tomar suplementos vitamínicos B12.
•Vitamina C – Acido ascórbico
Esta vitamina es importante en la formación de colágeno.
Colágeno es una proteína que sostiene muchas estructuras corporales y tiene un
papel muy importante en la formación de huesos y dientes; además de favorecer
la absorción de hierro. La ausencia de Ácido ascórbico puede derivar en
escorbuto. Esta enfermedad consiste en la caída de dientes, debilitamiento de
huesos, y aparición de hemorragias; síntomas que se deben a la ausencia de
colágeno.
•Vitamina D – Calciferol
Tiene una importante función en la formación y mantención de
huesos y diente. Se puede obtener de alimentos como huevo, hígado, atún, leche;
o puede ser fabricado por el cuerpo cuando los esteroides se desplazan a la
piel y reciben luz solar. Su excesivo consumo puede ocasionar daños al riñón, y
pérdida del apetito.
•Vitamina E – Alfatocoferol
La vitamina E posee la función de ayudar a la formación de
glóbulos rojos, músculos, y otros tejidos. Previene de la oxidación de la
vitamina A y las grasas.
•Vitamina K – Fitomenadiona
Es necesaria para la coagulación de la sangre. Es necesaria
porque produce una enzima llamada protrobina; la que interfiere en la
producción de fibrina; que es la que finalmente interfiere en la coagulación.
Normalmente se obtiene de la alimentación y de la cantidad segregada por las
bacterias intestinales.
