apunts 5 - IES Guillem Cifre de Colonya
apunts 5 - IES Guillem Cifre de Colonya
apunts 5 - IES Guillem Cifre de Colonya
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
1. Components <strong>de</strong>ls àcids nucleics.<br />
1.1 Composició química<br />
1.2 Nucleòsids<br />
1.3 Nucleòtids<br />
1.4 Ca<strong>de</strong>nes d’àcids nucleics<br />
2. L’àcid <strong>de</strong>soxirribonucleic (ADN)<br />
2.1 Estructura primària <strong>de</strong><br />
l’ADN<br />
2.2 Estructura secundària <strong>de</strong><br />
l’ADN<br />
2.3 Estructura terciària <strong>de</strong><br />
l’ADN<br />
2.4 Nivells d’empaquetament<br />
2.5 Tipus d’estructura segons<br />
l’ADN<br />
3. L’àcid ribonucleic (ARN)<br />
3.1 ARN missatger<br />
3.2 ARN <strong>de</strong> transferència<br />
3.3 ARN ribosòmic<br />
3.4 ARN nucleolar<br />
3.5 ARN petit nucleolar<br />
3.6 ARN d’interferència<br />
4. Funcions <strong>de</strong>ls àcids nucleics<br />
5<br />
ELS ÀCIDS NUCLEICS<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 1
2<br />
1 COMPONENTS DELS ÀCIDS NUCLEICS<br />
1.1 COMPOSICIÓ QUÍMICA<br />
Els àcids nucleics són polímers formats per la unió <strong>de</strong> nucleòtids. Els nucleòtids són les unitats més<br />
senzilles que es van repetint al llarg <strong>de</strong> la ca<strong>de</strong>na.<br />
Cada una d’aquestes unitats està formada per:<br />
- Àcid fosfòric (H3PO4). Es troba en els nucleòtids en forma d’ió fosfat.<br />
- Pentosa. Pot ser <strong>de</strong> dos tipus:<br />
La ribosa, que és la que es troba en els nucleòtids <strong>de</strong> l’àcid ribonuclèic (ARN). El seu<br />
no proce<strong>de</strong>ix <strong>de</strong>l laboratori Rockefeller Institute of Biochemistry on es va i<strong>de</strong>ntificar<br />
per primera vegada<br />
2-Desoxirribosa, que forma part <strong>de</strong> l’àcid <strong>de</strong>soxirribonucleic (ADN). El seu son fa<br />
referència a que falta un grup hidroxil (-OH) en el segon carboni<br />
- Base nitrogenda. Segons la seva estructura trobam:<br />
Púriques: Deriven <strong>de</strong> la purina i són: l’a<strong>de</strong>nina (A) i la guanina (G)<br />
Pirimídiques: Deriven <strong>de</strong> la pirimidina i són: la citosina (C), la timina (T), que es<br />
exclisva <strong>de</strong> l’ADN, i l’uracil (U) que és exclusiu <strong>de</strong> l’ARN<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau
1.2 NUCLEÒSIDS<br />
Els nucleòsids es formen per mitjà <strong>de</strong> la unió d'una ribosa o d'una <strong>de</strong>soxiribosa amb una base<br />
nitrogenada, mitjançant un enllaç N-glicosídic entre el carboni 1' <strong>de</strong> la pentosa i el nitrogen 1' <strong>de</strong> la base<br />
nitrogenada. si aquesta és pirimidínica, o el nitrogen 9 si és una base púrica.<br />
Els nucleòsids s'anomenen afegint la terminació -osina al nom <strong>de</strong> la base púrica, o la terminació -idina per<br />
al cas <strong>de</strong> les bases pirimidíniques. Per això, els noms <strong>de</strong>ls nucleòsids amb ribosa són a<strong>de</strong>nosina,<br />
guanosina, citidina i uridina.<br />
Si la pentosa és la <strong>de</strong>soxiribosa s'anteposa el prefix <strong>de</strong>soxi-. Així doncs, els noms d'aquests nucleòsids<br />
són els següents: <strong>de</strong>soxia<strong>de</strong>nosina, <strong>de</strong>soxiguanosina, <strong>de</strong>soxicitidina - i <strong>de</strong>soxitimidina.<br />
1.3 NUCLEÒTIDS<br />
Els nucleòtids es formen per mitjà <strong>de</strong> la unió d'una molècula d'àcid fosfòric un nucleòsid, a través <strong>de</strong>l grup<br />
hidroxil <strong>de</strong>l cinquè carboni (carboni 5 ' ) <strong>de</strong> la pentosa. Així doncs, es tracta d'un ester fosfòric <strong>de</strong>l<br />
nucleòsid. Per tant, els nucleòtids tenen un caràcter àcid gràcies a l grup fosfat, que s ' ionitza.<br />
Els nucleòtids s'anomenen afegint al nom nucleòsid el terme 5'-monofosfat.<br />
Per tant, els nucleòtids <strong>de</strong> ARN són: L'a<strong>de</strong>nosina-5'-monofosfat (AMP), el guanosina-5'-monofosfat<br />
(GMP), el citidina-5'-monofosfat (CMP) i l'uridina-5'-monofosfat (UMP),<br />
Els nucleòtids d'ADN són el <strong>de</strong>soxia<strong>de</strong>nosina-5'-monofosfat (dAMP), el <strong>de</strong>soxiguanosina-5'-monofosfat<br />
(dGMP), el <strong>de</strong>soxicitidina 5`-monofosfat (dCMP) i el <strong>de</strong>soxitimidina-5' monofosfat (dTMP).<br />
A la pràctica es ten<strong>de</strong>ix a utilitzar simplement la inicial <strong>de</strong> cada base nitrogenada (A, G, C, T i U) per<br />
referir-se a cada tipus <strong>de</strong> nucleòtid.<br />
1.4 CADENES D’ÀCIDS NUCLEICS<br />
Els àcids nucleics són polinucleòtids. Els nucleòtids s'uneixen entre si per mitjà <strong>de</strong>l radical fosfat situat al<br />
carboni 5' d'un nucleòtid, i <strong>de</strong>l radical hidroxil (-OH) <strong>de</strong>l carboni 3’ <strong>de</strong> l’altre nucleòtid. Per tant la unió és fa<br />
mitjançant enllaços fosfodiester.<br />
Segons el tipus <strong>de</strong> pentosa que tenen, es distingeixen dos tipus d’àcids nucleics: L’àcid <strong>de</strong>soxirribonucleic i<br />
l’àcid ribonucleic.<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 3
4<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau
2 L’ÀCID DESOXIRIBONUCLEIC (ADN)<br />
L'àcid <strong>de</strong>soxiribonucleic o ADN està format per una ca<strong>de</strong>na <strong>de</strong> nucleòtids d'a<strong>de</strong>nina, guanina,<br />
citosina i timina, units entre si per mitjà d ' enllaços fosfodiester formats en sentit 5 ' —> 3', és a dir,<br />
formats entre el carboni 3 ' <strong>de</strong>l darrer nucleòtid <strong>de</strong> la ca<strong>de</strong>na i el carboni 5 ' <strong>de</strong>l nou nucleòtid que s'hi<br />
afegeix.<br />
El pes molecular d' aquests polímers és molt elevat: en el cas <strong>de</strong> l'home és <strong>de</strong> 3,6 X 10 12 , que<br />
equival a 5,6 X 10 9 parells <strong>de</strong> nucleòtids.<br />
Segons el mo<strong>de</strong>l cel.lular el DNA es pot trobar en diversos llocs <strong>de</strong> la cèl.lula<br />
En cèl.lules eucariotes:<br />
ADN nuclear està associat a proteïnes, les anomena<strong>de</strong>s histones. També hi ha una<br />
petita quantitat d ' un grup heterogeni <strong>de</strong> proteïnes, anomena<strong>de</strong>s proteïnes no històniques.<br />
Aquesta associació forma la fibra <strong>de</strong> cromatina.<br />
ADN <strong>de</strong>ls mitocondris i <strong>de</strong>ls cloroplasts és similar al <strong>de</strong> les cèl . lules procariotes.<br />
En cèl.lules procariotes:<br />
Està associat a proteïnes semblants a les histones, a RNA i a proteïnes no històniques,<br />
formant una con<strong>de</strong>nsació anomenada nucleoi<strong>de</strong>, que a diferència <strong>de</strong>l nucli, no està<br />
<strong>de</strong>limitat per cap membrana envoltant.<br />
En virus:<br />
També en virus s’han observat proteïnes bàsiques associa<strong>de</strong>s a ADN<br />
En L'ADN es distingeixen tres nivells estructurals:<br />
- l'estructura primària o seqüència <strong>de</strong> nucleòtids<br />
- l'estructura secundària o doble hèlix.<br />
- l'estructura terciària o ADN superenrotllat: torsió <strong>de</strong> la doble hèlix sobre si mateixa.<br />
A més, com ja hem vist, per aconseguir que L'ADN càpiga dins<br />
<strong>de</strong>l nucli, es troba molt empaquetat, i encara més quan es<br />
con<strong>de</strong>nsa per formar un cromosoma.<br />
2.1 ESTRUCTURA PRIMÀRIA DE L'ADN<br />
L ' estructura primària <strong>de</strong> l'ADN és la seqüència <strong>de</strong> nucleòtids<br />
d'una sola ca<strong>de</strong>na o filaments que es pot presentar com un<br />
simple filament estès o bé una mica doblegada en si mateixa.<br />
S'hi pot distingir un esquelet <strong>de</strong> fosfopoli<strong>de</strong>soxiriboses i una<br />
seqüència <strong>de</strong> bases nitrogena<strong>de</strong>s.<br />
EI nombre <strong>de</strong> filaments diferents d'ADN que pot formar<br />
combinant les quatre bases nitrogena<strong>de</strong>s –a<strong>de</strong>nina, guanina,<br />
citosina i timina–, és molt elevat.<br />
Si es consi<strong>de</strong>ren aquestes innombrables combinacions<br />
possibles, es pot comprendre que a través <strong>de</strong> la seqüència <strong>de</strong><br />
bases nitrogena<strong>de</strong>s és possible estructurar una informació<br />
<strong>de</strong>terminada, l' anomenat missatge biològic o informació<br />
genètica. De la mateixa manera que amb 26 lletres, unes<br />
vega<strong>de</strong>s agafa<strong>de</strong>s individualment i d'altres en grups <strong>de</strong> dos, tres,<br />
quatre, etc. (les paraules), i combinant-les convenientment,<br />
s'estructura la informació intel . lectual o llenguatge,<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 5
2.2 ESTRUCTURA SECUNDÀRIA DE L'ADN<br />
L'estructura secundària <strong>de</strong> l'ADN és la disposició en l’espai <strong>de</strong> dos filaments o ca<strong>de</strong>nes <strong>de</strong><br />
polinucleòtids en doble hèlix, amb les bases nitrogena<strong>de</strong>s enfronta<strong>de</strong>s i uni<strong>de</strong>s amb ponts<br />
d'hidrogen.<br />
Aquesta estructura es va <strong>de</strong>duir a partir <strong>de</strong> les da<strong>de</strong>s experimentals següents:<br />
6<br />
- La <strong>de</strong>nsitat i viscositat <strong>de</strong> les dispersions aquoses <strong>de</strong> l ' ADN eren superiors a les<br />
espera<strong>de</strong>s, Es va suposar que es <strong>de</strong>vien agrupar entre si per mitjà <strong>de</strong> ponts d’hidrogen.<br />
- Tots els ADN tenien tantes molècules d ' a<strong>de</strong>nina (A) com <strong>de</strong> timinà (T), i tantes <strong>de</strong> citosina<br />
(C) com <strong>de</strong> guanina (G). Per tant hi havia complementarietat <strong>de</strong> bases. Això ho va<br />
observar Chargaff el 1950 i explicava que els ponts d’hidrogen s’establien entre A i T i,<br />
d’altr banda entre C i G.<br />
Ateses les característiques s’aquestes molècules, entre A i T s’han d’establir dos ponts<br />
d’hidrogen, i entre C i G, tres ponts d’hidrogen.<br />
- L ' àcid <strong>de</strong>soxiribonucleic tenia una estructura fibril•lar <strong>de</strong> 20 A <strong>de</strong> diàmetre. Cada parell <strong>de</strong><br />
nucleòtids està separat <strong>de</strong>l parell següent per una distancia <strong>de</strong> 3,4 A, i cada volta <strong>de</strong> la doble<br />
hèlix està formada per 10 parell <strong>de</strong> nucleòtids, això suposa una longitud <strong>de</strong> 34 A per volta<br />
d’hèlix.<br />
Aquestes conclusions es van elaborar a partir <strong>de</strong>ls estudis <strong>de</strong> difracció <strong>de</strong> rajos X fets per<br />
Franklin i Wilkins entre el 1950 i el 1953<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau
El mo<strong>de</strong>l <strong>de</strong> la doble hèlix <strong>de</strong> l’ADN, <strong>de</strong> Watson i Crick.<br />
El 1953, a partir <strong>de</strong> les da<strong>de</strong>s anteriors, J. Watson i F. Crick van elaborar el mo<strong>de</strong>l <strong>de</strong> la doble<br />
hèlix:<br />
- L'ADN, és una doble hèlix <strong>de</strong> 20 A <strong>de</strong> diàmetre, formada per dues ca<strong>de</strong>nes <strong>de</strong> polinucleótids<br />
enrotllats<br />
- .Els grups hidròfobs (-CH3 i –CH=) <strong>de</strong> les bases es disposes cap a l’interior <strong>de</strong> la molécula, <strong>de</strong><br />
manera que s’estableixen intereccions hidrofòbiques que proporcionen, juntament amb els<br />
ponts d’hidrogen, estabilitat a la macromolécula.<br />
- Les pentoses i els grups fosfat que<strong>de</strong>n a l’exterior i la ionització d’aquest últims proporciona el<br />
caràcter àcid d’aquesta molécula.<br />
Les ca<strong>de</strong>nes d’ADN que formen la doble hèlix són:<br />
- Antiparal.les. Tenen enllaços 5’ – 3’ orientats en sentits contraris.<br />
- Complementàries. Les dues ca<strong>de</strong>nes no són iguals sinó que, si a una ca<strong>de</strong>na hi ha timina,<br />
en l’altra, al mateix nivell, hi ha a<strong>de</strong>nina. Aixi mateix si en una hi ha citosina en l’altra hi ha<br />
guanina. Per tat la seqünciació <strong>de</strong> cada ca<strong>de</strong>na és diferent<br />
L’enrotllament <strong>de</strong> la doble hèlix és <strong>de</strong>strogir i plectonòmic, es a dir, que perque se separin les dues<br />
ca<strong>de</strong>nes l’una ha <strong>de</strong> girar respecte a l’altra<br />
La doble hèlix d’ADN en estat natural és<br />
molt estable; però si s'escalfa una<br />
dispersió <strong>de</strong> fibres d'ADN, quan la<br />
temperatura arriba aproximadament a 100<br />
°C, els dos filaments <strong>de</strong> la doble hèlix se<br />
separen, és a dir, es produeix la<br />
<strong>de</strong>snaturalització <strong>de</strong> I'ADN. Si<br />
posteriorment es manté l'ADN <strong>de</strong>snaturalitzat<br />
a 65 °C, els dos filaments es tomen<br />
a unir.<br />
Aquesta restauració <strong>de</strong> la doble hèlix és el<br />
que s'anomena renaturalització, i és el<br />
que permet la hibridació si es parteix <strong>de</strong><br />
filaments <strong>de</strong> diferents ADN.<br />
Formes <strong>de</strong> La doble hèlix<br />
La forma B va ser la que van <strong>de</strong>scriure Watson i<br />
Crick. És una hèlix <strong>de</strong>xtrogira amb les bases<br />
complementàries situa<strong>de</strong>s en plans horitzontals.<br />
La forma B és la forma més normal.<br />
La forma A també és una hèlix <strong>de</strong>xtrogira,<br />
però les bases complementàries es troben<br />
en plans inclinats. No se n'ha trobat en<br />
condicions fisiológiques.<br />
La forma Z és una hèlix levogira, i té un<br />
enrotllament irregular que provoca una<br />
configuració en zig-zag, Es pensa que la forma<br />
Z constitueix senyals per a les proteïnes<br />
reguladores <strong>de</strong> l'expressió <strong>de</strong>l missatge genètic.<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 7
2.3 ESTRUCTURA TERCIÀRIA<br />
Les molècules d ' ADN circular, com l'ADN bacterià o l'ADN mitocondrial, presenten una estructura<br />
terciària, que consisteix en el fet que la fibra <strong>de</strong> 20 A està retorçada sobre si mateixa i forma una<br />
espècie <strong>de</strong> superhèlix. Aquesta disposició s'anomena ADN superenrotllat. En gran part, és <strong>de</strong>gut a<br />
l'acció d'uns enzims anomenats ADN-topoisomerases II.<br />
Els superenrotllaments d'ADN proporcionen dos avantatges:<br />
8<br />
- Aconsegueixen reduir la longitud <strong>de</strong> l'ADN i, per tant, donen estabilitat a la molècula.<br />
- Faciliten el procés <strong>de</strong> la duplicació <strong>de</strong> l'ADN. Això és <strong>de</strong>gut al fet que el sentit <strong>de</strong> les voltes a<br />
la superhèlix <strong>de</strong> l'ADN superenrotllat natural és cap a la dreta, just el sentit contrari al que<br />
provoquen els enzims que <strong>de</strong>sespiralitzen l ' ADN per iniciar la seva duplicació. Per això,<br />
durant aquest procés, en lloc d'anar augmentant el nombre <strong>de</strong> voltes cap a l ' esquerra, cosa<br />
que crearia tensions capaces d'aturar la duplicació, el que passa és que es van anul . lant<br />
voltes cap a la dreta, i així la molècula es relaxa.<br />
2.4 NIVELLS D’EMPAQUETAMENT<br />
L’ADN aconsegueix una con<strong>de</strong>nsació elevada gràcies als diferents nivells d’empaquetament que<br />
presenta i gràcies a les histones o protamines.<br />
Es diferencien diferents nivells d’empaquetament:<br />
- La fibra <strong>de</strong> cromatina <strong>de</strong> 100 A<br />
- La fibra <strong>de</strong> cromatina <strong>de</strong> 300 A.<br />
- Els dominis en forma <strong>de</strong> bucle.<br />
- Nivells superiors d’empaquetament.<br />
-<br />
Aquests nivells es <strong>de</strong>senvoluparan al tema <strong>de</strong>l nucli cel.lular<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau
2.5 TIPUS D'ADN SEGONS L'ESTRUCTURA,<br />
Les molècules d ' ADN es po<strong>de</strong>n classificar<br />
Segons l’estructura:<br />
- ADN monocatenari, d’un sol filament. És molt estrany, se n ' ha trobat <strong>de</strong> forma lineal en els<br />
parvovirus i <strong>de</strong> forma circular en el virus X174<br />
- ADN bicatenari, <strong>de</strong> dos filaments.<br />
Segons la forma:<br />
- ADN circular, com passa als bacteris, en els mitocondris, en els cloroplasts i en algun virus<br />
- ADN lineal, com el <strong>de</strong>l nucli <strong>de</strong> les cèl.lules eucariotes i el d’alguns virus<br />
Segons el tipus <strong>de</strong> molècules que serveixen per a empaquetar:<br />
- L’ADN <strong>de</strong>l nucli eucariota, va associat a histones. En el cas <strong>de</strong>ls espermatozoi<strong>de</strong>s l’ADN<br />
va associat a protamines.<br />
- L’ADN <strong>de</strong>ls procariotes es troba associat a proteïnes semblants a les histones, a ARN i a<br />
proteïnes no històniques.<br />
- També s'han observat en els virus associacions amb proteïnes bàsiques pròpies o amb<br />
histones <strong>de</strong> la cèl . lula parasitada.<br />
Segons la longitud:<br />
Varia molt, per exemple l'ADN <strong>de</strong>l virus <strong>de</strong>l polioma mesura 1,7 µ mentre a l’ésser humà<br />
mesura 2,36 m.<br />
Curiosament, la longitud <strong>de</strong> l'ADN no sempre té relació amb la complexitat <strong>de</strong> l'organisme.<br />
Pel que sembla, moltes espècies tenen molt més ADN que el necessari per codificar la seva<br />
estructura i fisiologia. Això ha donat lloc a nombroses hipòtesis sobre les funcions d'aquest<br />
ADN supernumerari.<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 9
10<br />
3 L’ÀCID RIBONUCLEIC (ARN)<br />
L ' àcid ribonucleic o ARN està constituït per nucleòtids <strong>de</strong> ribosa, amb les bases a<strong>de</strong>nina, guanina,<br />
citosina i uracil. Per tant, no té timina com l'ADN. Aquests ribonucleòtids s ' uneixen entre si amb<br />
enllaços fosfodiester en sentit igual que en l'ADN. A diferència d'aquest, l'ARN és gairebé sempre<br />
monocatenari, excepte en els reovirus, que és bicatenari.<br />
S'ha observat l ' existència d'ARN amb funció biocatalitzadora, per això s'ha suggerit que, en l'origen <strong>de</strong><br />
la vida, els ARN van po<strong>de</strong>r ser les primeres molècules capaces d ' autoduplicar-se. Després, seria<br />
l'ADN l ' encarregat <strong>de</strong> guardar la informació genètica, ja que té la ca<strong>de</strong>na més estable.<br />
L'ARN es troba en molts tipus <strong>de</strong> virus i a les cèl · lules procariotes i eucariotes.<br />
Els ARN es classifiquen en:<br />
- ARN bicatenari (en els reovirus)<br />
- ARN monocatenari, com l'ARN soluble o <strong>de</strong> transferència (ARNs o ARNt), el missatger<br />
(ARNm), el ribosòmic (ARNr) i el nucleolar (ARNn).<br />
El fet que les cèl · lules que fabriquen grans quantitats <strong>de</strong> proteïnes siguin riques en ARN va ser una <strong>de</strong><br />
les pistes per <strong>de</strong>svetllar la transmissió <strong>de</strong> la informació genètica.<br />
3.1 ARN MISSATGER (ARNm)<br />
Característiques::<br />
És monocatenari, bàsicament lineal<br />
Té un pes molecular que oscil . la entre 200.000 i 1.000.000.<br />
Té la funció <strong>de</strong> transmetre la informació continguda en l'ADN i portar-la fins als ribosomes, perquè<br />
s'hi sintetitzin les proteïnes à partir <strong>de</strong>ls aminoàcids que aporten els ARNt.<br />
L' ARNm té una estructura diferent en procariotes i en eucariotes.<br />
L'ARNm eucariòtic<br />
Presenta poques zones en doble hèlix (estructura secundària), a causa <strong>de</strong> la complementarietat <strong>de</strong><br />
les bases entre diferents segments, i zones lineals (estructura primària) que donen lloc als anomenats<br />
llaços en ferradura.<br />
Es troba associat a proteïnes i forma les partícules ribonucleoproteiques missatgeres.<br />
L'ARNm eucariòtic es forma a partir <strong>de</strong>l transcrit primari (pre-ARNm), també anomenat ARN<br />
heterogeni nuclear (ARNhn), nom que fa refència a la variabilitat <strong>de</strong> la mida. Aquest presenta una<br />
sèrie <strong>de</strong> segments amb informació, anomenats exons, alternats amb d'altres sense informació<br />
anomenats introns, que <strong>de</strong>sprés són suprimits i no apareixen en l'ARNm. Aquest procés s'anomena<br />
maduració i es produeix al nucli.<br />
A l'extrem 5' una guanosina trifosfat invertida i metilada en el nitrogen 7 (m' Gppp-...). Aquesta<br />
molècula, que rep el nom <strong>de</strong> caputxa, bloqueja l'acció <strong>de</strong>ls enzims exonucleases que po<strong>de</strong>n <strong>de</strong>struir<br />
l'ARNm, i constitueix el senyal d ' inici en la síntesi <strong>de</strong> proteïnes. A continuació, hi ha un segment<br />
sense informació, seguit d'un altre segment amb informació que sol començar amb la seqüència<br />
«AUG».<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau
A l'extrem 3 ' o extrem final té <strong>de</strong> 150 a 200 nucleòtids d'a<strong>de</strong>nina, la qual cosa s ' anomena «cua» <strong>de</strong><br />
poli-A. Es consi<strong>de</strong>ra que serveix d'estabilitzador davant <strong>de</strong>ls enzims exonucleases.<br />
L'ARNm eucariòtic és monocistrònic, és a dir, tan sols conté informació per a una ca<strong>de</strong>na polipeptídica.<br />
L'ARNm procariòtic<br />
No adopta l'estructura <strong>de</strong> l'ARN eucariòtic.<br />
No presenta exons ni introns.<br />
Està mancat <strong>de</strong> caputxa (comença amb un nucleòtid trifosfat no invertit, per exemple: pppG-...)<br />
Està mancat <strong>de</strong> cua <strong>de</strong> poli-A.<br />
i a més és policistrònic, és a dir, conté informacions separa<strong>de</strong>s per a diferents proteïnes.<br />
3.1 ARN DE TRANSFERÈNCIA (ARNt)<br />
Característiques:<br />
Conté entre 70 i 90 nucleòtids, té un pes molecular aproximadament <strong>de</strong> 25.000<br />
És troba al citoplasma en forma <strong>de</strong> molècula dispersa.<br />
Hi ha uns cinquanta tipus d ' ARNt<br />
Té com a funció transportar aminoàcids específics fins als ribosomes, on, segons la seqüència<br />
especificada en un ARN missatger (transcrita, al seu torn, <strong>de</strong> l'ADN), se sintetitzen les proteïnes.<br />
L'ARNt és monocatenari. Presenta zones amb estructura secundària en doble hèlix, <strong>de</strong>guda a la<br />
complementarietat entre les bases d'uns segments i les d ' altres, i zones amb estructura primària o<br />
lineal, que formen nanses o bucles, per això la molècula té forma <strong>de</strong> trèvol. En realitat, la molècula<br />
està molt més replegada, i adopta una estructura terciària en forma <strong>de</strong> L.<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 11
Entre els nucleòtids que formen els ARNt, a més <strong>de</strong> A, G, C i U, n'hi ha d'altres que porten les bases<br />
metila<strong>de</strong>s, com la dihidrouridina (UHz), la ribotimidina (T), la inosina (I), la metilguanosina<br />
(GMe), etcètera<br />
En la seva molècula s’hi distingeix:<br />
12<br />
- El braç D s'anomena així perquè conté dihidrouridina,<br />
- El braç T, conté ribotimidina,<br />
- El braç anticodó, conté un triplet <strong>de</strong> nucleòtids, anomenat anticodó, que és<br />
complementari d ’ un triplet <strong>de</strong> l ARNm anomenat codó. A l ’ anticodó hi ha diferents triplets,<br />
que estan en correspondència amb l’aminoàcid que capta específicament cada ARNt.<br />
- Un braç acceptor d ' aminoàcids, en el qual hi trobam:<br />
A l'extrem 5' <strong>de</strong>ls ARNt sempre es localitza un ribonucleòtid <strong>de</strong> guanina, amb el grup<br />
fosfat lliure.<br />
A l'extrem 3', que és on s'enllaça l'aminoàcid, sempre s'hi troba el triplet CCA. El<br />
grup terminal -OH <strong>de</strong>l nucleòtid A és el que s'uneix al grup carboxil <strong>de</strong> l'aminoàcid.<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau
3.3 ARN RIBOSÒMIC (ARNr)<br />
Característiques:<br />
És l'ARN que constitueix, en part, els<br />
ribosomes. Aquest tipus d ' ARN representa el<br />
60 % <strong>de</strong>l pes d ' aquests orgànuls.<br />
L ' ARNr presenta segments lineals i segments<br />
en doble hèlix (estructura secundària),<br />
gràcies a la presència <strong>de</strong> seqüències<br />
complementàries <strong>de</strong> ribonucleòtids al llarg <strong>de</strong><br />
la molècula.<br />
L'ARNr està associat amb les proteïnes<br />
ribosòmiques, <strong>de</strong> manera que es forma una<br />
estructura relacionada amb la síntesi <strong>de</strong><br />
proteïnes, ja que proporciona als ribosomes la<br />
forma a<strong>de</strong>quada per donar allotjament a l'<br />
ARNm i als ARNt, portadors <strong>de</strong>ls aminoàcids<br />
que formaran les proteïnes durant aquest<br />
procés.<br />
El pes molecular <strong>de</strong> l'ARNr oscil . la entre 500.000 i 1.700.000. En general, el pes <strong>de</strong>ls ARNr i <strong>de</strong>ls<br />
ribosomes se sol expressar segons el coeficient <strong>de</strong> sedimentació (s) <strong>de</strong> Svedberg (= 10 -13<br />
segons). Aquest coeficient és directament proporcional a la velocitat <strong>de</strong> sedimentació <strong>de</strong> la partícula<br />
durant la ultracentrifugació.<br />
Les cèl . lules procariotes presenten ribosomes <strong>de</strong> 70 S, un pes més baix que el <strong>de</strong> les cèl . lules<br />
eucariotes, <strong>de</strong> 80 S.<br />
3.4 ARN NUCLEOLAR (ARNn)<br />
Característiques<br />
Es un ARN que constitueix, en part, el<br />
nuclèol. S ' origina a partir <strong>de</strong> diferents<br />
segments d'ADN, un <strong>de</strong>ls quals s'anomena<br />
regió organitzadora nucleolar.<br />
A partir d ' aquest ADN, es forma al nuclèol<br />
un ARN <strong>de</strong> 45 S. Aquest ARN nucleolar<br />
s'associa a proteïnes, proce<strong>de</strong>nts <strong>de</strong>l<br />
citoplasma, moltes <strong>de</strong> les quals són les que<br />
configuraran els ribosomes.<br />
Posteriorment, s'hi afegeix un ARN <strong>de</strong> 5 S,<br />
també associat a proteïnes, sintetitzat fora<br />
<strong>de</strong>l nuclèol, és a dir, al nucleoplasma, a<br />
partir d'un altre segment d'ADN. A<br />
continuació, la gran partícula <strong>de</strong> ribonucleoproteïna<br />
s'escin<strong>de</strong>ix en les dues<br />
subunitats ribosòmiques, una <strong>de</strong> 40 S i l'altra<br />
<strong>de</strong> 60 S, que travessen la coberta nuclear i<br />
s'uneixen en el citoplasma, i donen lloc a un<br />
ribosoma <strong>de</strong> 80 S.<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 13
3.5 ARN petit nuclear (ARNpn)<br />
Hi ha un cinquè tipus d'ARN, l'ARN petit nuclear (ARNpn), nom que fa referència a la seva mida petita a<br />
la seva presència al nucli <strong>de</strong> les cèl.lules eucariotes. També s'anomena ARN-U, perquè té un alt contingut ,<br />
d'uridina.<br />
L'ARNpn s'uneix a <strong>de</strong>termina<strong>de</strong>s proteïnes <strong>de</strong>l nucli i es formen les ribonucleoproteines nuclears (RNPpn), i<br />
així actua duent a terme el procés d'eliminació d'introns (maduració <strong>de</strong> l'ARNm), gràcies al fet que<br />
posseeix seqüències complementàries a les <strong>de</strong>ls ex-trems <strong>de</strong>ls introns<br />
3.6 ARN D’INTERFERÈNCIA (ARNi)<br />
L’ARN d’interferència (ARNi) és <strong>de</strong> ca<strong>de</strong>na doble i conté tan sols <strong>de</strong> 20 a 25 nucleòtids. És utilitzat<br />
per <strong>de</strong>terminats enzims per reconèixer ARNm concrets, per la complementarietat <strong>de</strong> bases amb una<br />
<strong>de</strong> les ca<strong>de</strong>nes. Després es <strong>de</strong>grada i així impe<strong>de</strong>ix que aquests ARNm originin proteïnes..<br />
Es consi<strong>de</strong>ra que aquest ARN constitueix un mecanisme <strong>de</strong> control <strong>de</strong> la cèl.lula. Va ser <strong>de</strong>scobert<br />
el 1998 i actualment s’ha començat a utilitzar pel tractament d’infeccions víriques, <strong>de</strong>l càncer i <strong>de</strong> les<br />
malalties hereditàries.<br />
14<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau
4<br />
L’ADN<br />
LES FUNCIONS DELS ÀCIDS<br />
RIBONUCLEICS<br />
L’ADN és el portador <strong>de</strong> la informació genètica. És per tant la molècula que emmagatzema la<br />
informació que es transmet <strong>de</strong> cèl.lula a cèl.lula, <strong>de</strong> generació en generació..<br />
Està protegit pel nucli, en les cèl.lla eucariotes i en les procariotes es troba al protoplasma.<br />
La via per a manifstar-se aquesta informció es representa a la següent figura. (Es<br />
<strong>de</strong>senvoluparà en els temes <strong>de</strong>l bloc <strong>de</strong> genètica)<br />
L’ARN<br />
Les funcions <strong>de</strong> l’AN són:<br />
- Transmissió <strong>de</strong> la informació genètica <strong>de</strong>s <strong>de</strong> l'ADN fins als ribosomes. Els enzims ARNpolimerases<br />
sintetitzen, per mitjà <strong>de</strong> la complementarietat <strong>de</strong> les bases, un ARN missatger, procés<br />
anomenat transcripció. Ho fan a partir d'un gen d'ADN, és a dir, una seqüència <strong>de</strong> nucleòtids d'ADN<br />
amb informació sobre una proteïna. Després, aquest ARNm arriba fins als ribosomes. L'ADN s'utilitza<br />
únicament com a magatzem d'informació genètica.<br />
- Conversió <strong>de</strong> la seqüència <strong>de</strong> ribonucleòtids d'ARNm en una seqüència d'aminoàcids. En<br />
aquest procés, que s'anomena traducció i es duu a terme en els ribosomes, hi intervenen, a més <strong>de</strong><br />
L'ARNm, L'ARNr <strong>de</strong>ls ribosomes i L ' ARNt que transporten els aminoàcids, «maons» <strong>de</strong> L' edifici<br />
proteic.<br />
- Emmagatzemament <strong>de</strong> la informació genètica. Alguns virus estan mancats d'ADN i, per això,<br />
contenen la informació biològica en forma d ' ARN. Per exemple, el virus <strong>de</strong> la grip, el <strong>de</strong> la<br />
poliomielitis, el <strong>de</strong> la immuno<strong>de</strong>ficiència humana, els reovirus (que tenen ARN bicatenari), etcètera.<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 15
16<br />
ACTIVITATS.<br />
ACTIVITATS.<br />
Tema Tema 5: 5: Els Els Els àcids àcids nucleics<br />
nucleics<br />
1) Escriu la fórmula <strong>de</strong> la citidina i <strong>de</strong> la <strong>de</strong>soxia<strong>de</strong>nosina.<br />
2) Dibuixa el trinucleòtid dAMP-dTMP-dCMP i indica els enllaços <strong>de</strong> tipus èster que hi ha.<br />
Per facilitar el dibuix, simbolitza les bases nitrogena<strong>de</strong>s amb les lletres A,T i C.<br />
3) Dibuixa, <strong>de</strong>vora el dibuix anterior, el filament complementari. Recorda que són ca<strong>de</strong>nes<br />
antiparal.leles. Indica si hi ha dos o tres enllaços entre les bases.<br />
4) En un àcid nucleic s’ha trobat el percentatge <strong>de</strong> bases següent: A (22%), G (19%), C<br />
(26%) i U (33%). Es tracta d’ARN o d’ADN?. És d’un sol filament o <strong>de</strong> doble filament?<br />
5) Si en un ADN d’una cèl.lula eucariota hi ha un 18% <strong>de</strong> timina, quin percentatge hi ha<br />
<strong>de</strong> totes les altres bases?<br />
6) Qué és la <strong>de</strong>snaturalització <strong>de</strong> l’ADN? A quina temperatura es produeix? Qué és la<br />
renaturalització? A quina temperatura es produeix?.<br />
7) Fes un esquema d’un segment d’ARN <strong>de</strong> dos nucleòtids. Indica on són els enllaços Nglicosídics,<br />
els enllaços fosfoestèrics, el lloc on es situaria el nucleòtid següent i la direcció <strong>de</strong><br />
creixement <strong>de</strong> la ca<strong>de</strong>na <strong>de</strong> ribonucleòtids.<br />
8) Per què molts ARN, malgrat que són concatenaris po<strong>de</strong>n presentar regions amb<br />
estructura en doble hèlix?<br />
9) Quina diferència hi ha entre l’ARNm <strong>de</strong>ls procariotes i <strong>de</strong>ls eucariotes?<br />
10) Els nucleòtids <strong>de</strong> tres virus que s’han estudiat A,B i C donen la següent composició:<br />
Virus A: 30% A 30% T 20 % C 20 % G<br />
Virus B: 20% A 30% T 40% C 10 % G<br />
Virus C: 10% A 25% U 25 % C 40 % G<br />
Se <strong>de</strong>mana si són virus d’ADN o d’ARN, monocatenaris o bicatenaris<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau
TEST<br />
TEST<br />
1 Les proteïnes són les portadores <strong>de</strong> la informació genètica<br />
2 Les bases nitrogena<strong>de</strong>s <strong>de</strong> l’ADN son: a<strong>de</strong>nina, timina, citosina i uracil<br />
3 La a<strong>de</strong>nina i la citosina son les bases púriques<br />
4 El nucleòtid es un nucleòsid sense base nitrogenada<br />
5 L’a<strong>de</strong>nosina és un nucleòtid<br />
6 Els nucleòsids es formen per la unió d’una ribosa o <strong>de</strong>soxiribosa amb una base<br />
nitrogenada<br />
7 Els nucleòtids es formen per la unió d’una molècula d’àcid fosfòric i un nucleòsid<br />
8 Els àcids nucleics son polinucleòsids<br />
9 Dos nuclèotids s’enllacen per mitja <strong>de</strong>l radical fosfat situat al carboni 5’ d’un<br />
nucleòtid i <strong>de</strong>l radical hidroxil <strong>de</strong>l carboni 3’ <strong>de</strong> l’altre<br />
10 L’acid <strong>de</strong>soxiribonucleic esta format per una ca<strong>de</strong>na <strong>de</strong> nucleotids, units entre si per<br />
pont d’hidrogen.<br />
11 La forma B <strong>de</strong> l’ADN és la que va <strong>de</strong>scriure Watson i Crick. És una hèlix <strong>de</strong>xtrogira.<br />
12 La forma Z és una hèlix levogira.<br />
13 En les cel.lules eucariotes el ADN es troba principalment al nucli. Però també als<br />
mitocondris i als cloroplasts.<br />
14 L’estructura primària <strong>de</strong> l’ADN es la seqüència <strong>de</strong> nucleotids d’una ca<strong>de</strong>na o<br />
filament.<br />
15 La estructura secundaria <strong>de</strong> l’ADN es la disposició en el espai <strong>de</strong> dos filaments o<br />
ca<strong>de</strong>nes <strong>de</strong> polincleotids en doble hèlix.<br />
16 La doble hèlix d’ADN en estat natural es molt inestable però als 100 graus es<br />
renaturalitza.<br />
17 El ADN bacteria y el ADN mitocondrial, presenten una estructura terciària, L’ADN<br />
superenrotllat.<br />
18 Segon la estructura l’ADN pot ser monocaternari o policaternari.<br />
19 L’ADN bicaternari pot ser circular o helixal.<br />
20 L’ARNm té A,T,C,G<br />
21 L’ARNt es troba al citoplasma<br />
22 L’ARNt és monocatenari<br />
23 L’ARNt és monocatenari però presenta zones en doble hèlix<br />
24 La ribotimidina i la dihidrouridina apareixen com a bases <strong>de</strong> l’ARNt<br />
25 A l’extrem 5’ <strong>de</strong>ls ARNt sempre es localitza un ribonucleòtid <strong>de</strong> guanina.<br />
26 Els ARNm duen a l’extrem 5’ una cua <strong>de</strong> poli-A<br />
27 Els ARNm duen a l’extrem 3’ un caputxa <strong>de</strong> guanosina trifosfat invertida i metilada.<br />
28 L’ARNm <strong>de</strong>ls procariotes no presenta introns ni exons.<br />
29 L’ARNm <strong>de</strong>ls procariotes presenta cua <strong>de</strong> poli-A<br />
30 L’ARN nucleolar s’origina a partir d’ADN <strong>de</strong> la regió organitzadora nucleolar<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 17
18<br />
COMPLEMENTS.<br />
COMPLEMENTS.<br />
Tema Tema Tema 5: 5: Els Els àcids àcids nucleics<br />
nucleics<br />
(Font: (Font: Biologia Biologia BAT2. BAT2. Ed. Ed. Anaya)<br />
Anaya)<br />
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau
<strong>IES</strong> <strong>Guillem</strong> <strong>Cifre</strong> <strong>de</strong> <strong>Colonya</strong>. BIOLOGIA BATXILLERAT 2. Professor: Bartomeu Vilanova Suau 19