🧬 Biomolècules
Temari / Mòdul 8
8

Àcids nucleics

Nucleòtids, ADN, ARN i complementarietat de bases

En acabar sabràs

  • Identificar les tres parts d’un nucleòtid i els seus enllaços
  • Explicar l’enllaç fosfodièster i la direcció 5′→3′
  • Descriure el model de doble hèlix de l’ADN
  • Aplicar la complementarietat de bases i la regla de Chargaff
  • Comparar ADN i ARN

El nucleòtid

Els àcids nucleics són cadenes de nucleòtids. Contenen C, H, O, N i P. Cada nucleòtid té tres peces:

Pàcid fosfòricpentosa5′1′3′enllaçfosfoèsterenllaçN-glicosídicbasenitrogenadanucleòsid = pentosa + basenucleòtid = fosfat + pentosa + base
El fosfat s’uneix al carboni 5′ de la pentosa; la base, al carboni 1′. (Els carbonis de la pentosa es numeren amb prima, ′, per no confondre’ls amb els de la base.)
PeçaOpcions
PentosaRibosa (a l’ARN) o desoxiribosa (a l’ADN, li falta un O al carboni 2′)
Base nitrogenadaPúriques (2 anells): adenina (A), guanina (G). Pirimidíniques (1 anell): citosina (C), timina (T, només ADN), uracil (U, només ARN)
Àcid fosfòricGrup fosfat, dona caràcter àcid
Truc
Per recordar les pirimidíniques: «CUT» (tallar en anglès): C, U, T. Les altres (A, G) són púriques.
Nucleòtids lliures
No tots els nucleòtids formen cadenes. L’ATP (adenosina trifosfat) és la «moneda energètica» de la cèl·lula, i altres (NAD, FAD) actuen com a coenzims.

L’enllaç fosfodièster: fer la cadena

Els nucleòtids s’uneixen entre el fosfat del carboni 5′ d’un nucleòtid i l’OH del carboni 3′ del següent (alliberant aigua, condensació). Aquest pont fosfat unit a dos sucres és l’enllaç fosfodièster.

  1. L’esquelet de la cadena és una alternança sucre – fosfat – sucre – fosfat.
  2. Les bases queden penjant a un costat, com les dents d’una pinta.
  3. La cadena té direcció: comença en un extrem 5′ (fosfat lliure) i acaba en un extrem 3′ (OH lliure). Es llegeix i es construeix de 5′ → 3′.
EnllaçEntreMolècula
O-glicosídicOH del C anomèric i un altre OHGlúcids
ÈsterÀcid gras (–COOH) i alcohol (–OH)Lípids
Peptídic–COOH i –NH2 de dos aminoàcidsProteïnes
N-glicosídicC1′ de la pentosa i un N de la baseNucleòtids
FosfodièsterFosfat entre el C5′ i el C3′ de dos nucleòtidsÀcids nucleics
Idea clau
Tots aquests enllaços són covalents i tots es formen per condensació (surt H2O) i es trenquen per hidròlisi.

L’ADN: la doble hèlix

El 1953, Watson i Crick (amb les imatges de raigs X de Rosalind Franklin) van proposar el model de doble hèlix:

5′3′3′5′AT2 ponts d’HGC3 ponts d’HTA2 ponts d’HCG3 ponts d’HAT2 ponts d’Hpúriques (A, G): 2 anellspirimidíniques (C, T): 1 anell
Les dues cadenes són antiparal·leles i s’uneixen per les bases. Una púrica sempre davant d’una pirimidínica: l’amplada és constant.
  • Dues cadenes enrotllades en hèlix al voltant d’un eix, com una escala de cargol.
  • Les cadenes són antiparal·leles: una va 5′→3′ i l’altra 3′→5′.
  • L’esquelet sucre-fosfat queda a fora; les bases, a dins.
  • Complementarietat: A sempre amb T (2 ponts d’H) i G sempre amb C (3 ponts d’H).
Idea clau
Regla de Chargaff: en qualsevol ADN de doble cadena, %A = %T i %G = %C. Per tant, púriques = pirimidíniques (A + G = T + C = 50 %).
Truc
Com més parelles G–C té un ADN, més ponts d’H i més costa separar les dues cadenes amb calor.

ADN i ARN

ADNARN
PentosaDesoxiribosaRibosa
BasesA, G, C, TA, G, C, U
CadenesDues (doble hèlix)Normalment una
On és (eucariotes)Nucli (també mitocondris i cloroplasts)Nucli, citoplasma i ribosomes
FuncióGuardar la informació genètica i transmetre-laFer servir la informació per fabricar proteïnes
  • ARN missatger (ARNm): copia un gen i porta la informació al ribosoma.
  • ARN de transferència (ARNt): porta els aminoàcids al ribosoma.
  • ARN ribosòmic (ARNr): forma els ribosomes.

Errors típics

Malament
A s’aparella amb U a l’ADN.
Bé
A l’ADN, A s’aparella amb T. L’uracil només és a l’ARN.

Si veus una U, és ARN segur.

Malament
Si un ADN té un 30 % d’A, té un 30 % de G.
Bé
Si té un 30 % d’A, té un 30 % de T; G i C es reparteixen el 40 % restant: 20 % cadascuna.

Chargaff: A = T i G = C, no A = G.

Prova-ho

Respon primer al quadern i després comprova-ho.

Prova-ho

Escriu la cadena complementària de 5′-ATGCCA-3′.

Comprova la resposta
  1. Canvia cada base per la seva parella: A→T, T→A, G→C, C→G.
  2. Recorda que la cadena complementària és antiparal·lela: escriu els extrems al revés.

3′-TACGGT-5′ (o, llegida 5′→3′, TGGCAT)

Prova-ho

Un ADN de doble cadena té un 18 % de citosina. Calcula el % de G, A i T.

Comprova la resposta
  1. G = C = 18 %.
  2. G + C = 36 %, queda 100 − 36 = 64 % per a A + T.
  3. A = T = 64 / 2 = 32 %.

G = 18 %, A = 32 %, T = 32 %

Ara practica
5 exercicis amb solució pas a pas, del repte al bàsic.
Anar als exercicis