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

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

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!