27.04.2013 Views

apunts 5 - IES Guillem Cifre de Colonya

apunts 5 - IES Guillem Cifre de Colonya

apunts 5 - IES Guillem Cifre de Colonya

SHOW MORE
SHOW LESS

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!