Estructura i funció dels àcids nucleics
Àcids Nucleics: Estructura i Funció
Composició Química
Les biomolècules estan formades per CHONP. Els àcids nucleics són un conjunt de nucleòtids (monòmers), formats per la unió d'un nucleòsid (pentosa + base nitrogenada) i un grup fosfat.
Pentosa
Glúcid format per 5 carbonis. Hi ha 2 tipus: ARN (ribosa) i ADN (desoxiribosa).
Bases Nitrogenades
Hi ha 5 tipus: A (Adenina), T (Timina), U (Uracil), C (Citosina) i G (Guanina). Es classifiquen en pirimidíniques (1 anell hexagonal): U, C, T; i púriques (2 anells hexagonals): A, G. Són complementàries: A=T (2 ponts d'hidrogen) i C≡G (3 ponts d'hidrogen).
Estructura dels Àcids Nucleics
Presenten dos extrems: Extrem 5' (grup fosfat) i extrem 3' (radical hidroxil).
ADN (Àcid Desoxiribonucleic)
Format per dues cadenes de nucleòtids que formen una estructura de doble hèlix. Es sintetitza de l'extrem 5' al 3'. En procariotes es troba al citoplasma i en eucariotes al nucli. Les dues cadenes són complementàries per les bases nitrogenades i antiparal·leles (una va de 5' a 3' i l'altra de 3' a 5').
ARN (Àcid Ribonucleic)
Format per nucleòtids d'A, U, G i C. Hi ha diferents tipus: ARNm (missatger), ARNr (ribosòmic) i ARNt (transferència).
Empaquetament de l'ADN
L'ADN es troba formant l'heterocromatina i l'eucromatina. Quan s'inicia la divisió cel·lular, la cadena es replega en diferents nivells:
- Collaret de perles: L'ADN s'uneix a histones (proteïnes) formant nucleosomes.
- Solenoide: Replegament de la fibra sobre si mateixa.
- Dominis en forma de bucle.
- Superenrollatment de l'ADN formant cromosomes.
Tipus d'ARN
ARNm (Missatger)
ARN lineal que conté la informació copiada de l'ADN per sintetitzar proteïnes. Es forma al nucli cel·lular a partir de l'ADN. Surt del nucli i s'associa als ribosomes, on es construeix la proteïna.
ARNr (Ribosòmic)
Es forma a partir d'ARN nucleolar. Té dues subunitats. Quan arriba l'ARNm madur, s'uneixen les subunitats formant els ribosomes i s'inicia la traducció. Els ribosomes llegeixen l'ARNm de 3 en 3 nucleòtids (codó).
ARNt (Transferència)
Cadena lineal que forma bucles, donant-li una forma de trèvol. El codó STOP no forma part del codi genètic.
Síntesi de Proteïnes
Transcripció
Procés de canvi d'ADN a ARNm. Es produeix al nucli.
- Separació de les dues cadenes complementàries gràcies a enzims com les helicases i topoisomerases.
- Utilitzant la cadena d'ADN de 3' a 5' com a motlle, l'ARN polimerasa afegeix nucleòtids en direcció 5' a 3'.
- En eucariotes, a l'ARNm se li afegeix un cap metil·lat a l'extrem 5' i una cua poli-A a l'extrem 3'.
Traducció
Procés de pas d'ARNm a proteïnes. Es produeix al citoplasma, concretament al reticle endoplasmàtic rugós.
- L'ARNm és reconegut per les subunitats ribosòmiques, que s'uneixen a l'ARNm i al primer ARNt, que transportarà el primer aminoàcid.
- El ribosoma avança per la cadena d'ARNm i es va sintetitzant la cadena de proteïna, formant-se enllaços peptídics entre els aminoàcids.
- Quan arriba als codons STOP (UAA, UAG, UGA), tots els components es paren i la proteïna adquireix la seva estructura corresponent.
Replicació de l'ADN
Procés de duplicació de la doble cadena d'ADN.
- L'enzim helicasa separa les dues cadenes complementàries.
- L'ARN polimerasa (primasa) enganxa nucleòtids d'ARN cebador/primer com a inici de la replicació.
- L'ADN polimerasa detectarà l'ARN cebador/primer i començarà a sintetitzar la cadena complementària. Llegirà la cadena de 3' a 5' i sintetitzarà la nova de 5' a 3'. D'aquesta manera, una cadena serà contínua i l'altra discontinua (fragments d'Okazaki).
- Eliminació del cebador/primer per una exonucleasa.
- L'ADN polimerasa omplirà els espais amb nucleòtids d'ADN.
- Una ADN lligasa unirà tots els nucleòtids.
L'anticodó és la seqüència de l'ARNt complementària al codó de l'ARNm. L'enllaç fosfodièster uneix els nucleòtids entre si. Les histones són proteïnes que ajuden a empaquetar l'ADN.