Dna Proteina Enzimas

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Dna Proteina Enzimas

  1. 1. DE DNA A PROTEINA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA PROFUNDIZACIÓN: QUÍMICA CLÍNICA UNIVERSIDAD COLEGIO MAYOR DE CUNDINAMARCA FACULTAD DE BACTERIOLOGÍA ROSALBA ALFONSO SIERRA Bacterióloga (UCMC) – Magister en Bioquímica (UN)
  2. 2. CUÁL HA SIDO EL DESARROLLO HISTÓRICO DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR ?
  3. 3. BIOQUÍMICA. MATHEWS
  4. 4. EL DNA ES LA INFORMACIÓN GENÉTICA
  5. 5. CUAL ES EL FLUJO DE LA INFORMACIÓN GENETICA ?
  6. 7. El DNA es un polímero de los deoxinucleótidos: adenosina, timidina, citosina y guanosina CUÁL ES LA COMPOSICIÓN GENÉTICA DEL DNA?
  7. 9. COMO SE DEFINE UN GEN ? SECUENCIA DE DNA REQUERIDA PARA TTRANSCRIBIR UN GEN, TAMBIÉN UNIDAD TRANSCRIPCIONAL
  8. 11. REGIÓN REGULADORA : SECUENCIA DE DEOXINUCLEÓTIDOS QUE DETERMINA CUANDO, DÓNDE Y EN QUÉ CANTIDAD SE TRANSCRIBE UN GEN SE IDENTIFICA COMO -1, -2, ETC POSEE: PROMOTOR BASAL, SITIOS DE UNIÓN DE PROTEÍNAS REGULADORAS, ENHANCERS Y SILENCIADORES REGIÓN CODIFICANTE : REGIÓN DE DNA QUE ES TRASCRITA O COPIADA A RNA. COMIENZA EN EL SITIO INICIAL DE LA TRANSCRIPCIÓN Y SE IDENTIFICA COMO +1, +2, ETC. EN EUCARIOTAS POSEEN EXONES E INTRONES EL INICIO DE TRANSCRIPCIÓN ES EL SITIO DONDE SE COLOCA LA PRIMERA BASE COMPLEMENTARIA DEL RNA. REGIÓN CODIFICANTE: CONTIENE LOS DEOXINUCLEÓTIDOS QUE UNA VEZ TRANSCRITOS, CAUSAN LA TERMINACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN.
  9. 12. CUALES SON LAS MODIFICACIONES DEL TRANSCRITO ? LOS EXONES SON SECUENCIAS QUE SON MANTENIDAS DESPUÉS DE LA TRANSCRIPCIÓN. LOS INTRONES SON ELIMINADOS DESPUÉS DE LA TRANSCRIPCIÓN.
  10. 13. Todos los pre-RNAm eucariotas son modificados en ambos extremos Al extremo 5` se le adiciona la cap: es un 7-metilguanilato que se une por un enlace éster. El cap protege al RNAm de ser degradado por enzimas, ayuda a que sea exportado al citoplasma y en la traducción un factor de traducción se une a ella para permitir el inicio de la traducción. Al extremo 3` del pre-RNAm se agrega una cola de residuos de ácido adenílico: cola de poli A (100 a 250 bases). Último paso del procesamiento del RNAm es el splicing: la excisión de los intrones seguida de la ligación de los exones. Los RNAm ya procesados retienen regiones no codificantes en los extremos denominadas 5` UTR y 3`UTR.
  11. 16. 2) EL tRNA (DE TRANSFERENCIA) DECIFRA EL CÓDIGO DE CODONES DEL mRNA. CADA AMINOÁCIDO TIENE UN GRUPO ESPECÍFICO DE tRNAs A LOS QUE SE UNE COVALENTEMENTE POR EL EXTREMO 3’. ESTOS tRNA CONDUCEN EL AMINOÁCIDO HASTA EL RIBOSOMA, EN DONDE SON POLIMERIZADOS SIGUIENDO EL ORDEN DE LOS CODONES ESPECIFICADOS POR EL mRNA.
  12. 17. QUÉ ES EL CODIGO GENETICO DEGENERADO ?
  13. 23. CUALES SON LAS ESTRUCTURAS DE LAS PROTEÍNAS ?
  14. 26. BIOSINTESIS Y ENSAMBLE DEL COLAGENO
  15. 27. <ul><li>Modificaciones post-traslacionales de las proteínas que alteran la actividad </li></ul><ul><li>Motivos funcionales de las proteínas. </li></ul><ul><li>Discusión de un artículo relacionado. </li></ul><ul><li>Enzimas y substratos. </li></ul>ENZIMAS
  16. 28. <ul><li>Modificaciones post-traslacionales de las proteínas que alteran la actividad </li></ul>Las proteínas esconden los grupos hidrofóbicos y exponen los hidrofílicos Urea rompe puentes H B-mercapto reduce S-S a –SH Recuperación de la estructura nativa
  17. 29. Plegamiento no asistido de una proteína Plegamiento – estructura tridimensional. HSP70 HSP60 HSP70 + ATP conformación abierta
  18. 30. Unión reversible o irreversible de grupos químicos en el C o N terminal Acetilación : adición de un grupo acetil (CH3CO) al residuo N-terminal involucra el 80% de las proteínas. Unión a la capa lipídica. Estabilidad Fosforilación : Modificación interna, serina treonina y tirosina Glicosilación : Serina treonina asparagina MODIFICACIONES PROTEÍNAS
  19. 31. Modificaciones de las proteínas
  20. 32. Glicosilación Glicoproteinas O -linked oligosacaridos se unen al grupo hydroxyl de la serine y treonina por N -acetylgalactosamine. Collagens posee glucosa – galactosa unidos a hidroxilisina. N -linked oligosaccharides glicoproteínas mamarias, contienen 5 azúcares (purpura), ramificados a la amide nitrogen de asparagina (Asn).
  21. 33. Degradación de proteínas por el proteasoma: ubicuitinación Enzima cataliza formación de una unión peptidica entre Ubicuitina y la cadena lateral –NH2 de una lisina de la proteína blanco. Direcciona a proteasoma
  22. 34. Une residuos de tirosina fosforilados: tirosin kinasa, fosfatasas. Presente en procariotas metazoos, esponjas = evolutivamente conservados Dominios SH2 2. Motivos funcionales de las proteínas
  23. 35. Familia de Rho GTPasas 68 miembros. Traducen señales de respuesta de receptores de señales unidas a membrana
  24. 36. 4. Enzimas y substratos
  25. 37. <ul><li>Catalizan sistemas biológicos. </li></ul><ul><li>Transformaciones químicas de una forma de energía a otra. </li></ul><ul><li>Poder catalítico y especificidad. </li></ul><ul><li>Repertorio de fuerzas moleculares. </li></ul><ul><li>Orientan sustratos. </li></ul><ul><li>Rompen uniones químicas. </li></ul><ul><li>Naturaleza proteica. </li></ul><ul><li>Catalizan estados de transición y definen cual reacción toma lugar </li></ul>Transferencia de CO2 tejidos – sangre – alveólos Anhidrasa carbónica : hidrata 106 moléculas de CO2 / seg, 107 más rápido que no catalizado. Características de las enzimas Enzimas y substratos
  26. 38. Enzimas proteolíticas tripsina trombina Enzimas y substratos
  27. 39. Muchas enzimas requieren cofactores para su actividad Cofactores son metales o pequeñas moléculas orgánicas (coenzimas) Anhidrasa carbónica: Zn+2 Glicógeno fosforilasa: piridoxal fosfato Enzimas y substratos
  28. 40. Enzimas y substratos Las enzimas transforman energía de una forma a otra Fotosíntesis: E luz se convierte en uniones químicas Mitocondria: E alimentos en E libre y luego adenosina trifosfato Enzimas: E de la uniones químicas del ATP en muchas vías: Miosina E ATP en contracción muscular Enzima transformante de energía: Ca2 + ATPase usa la E de la hidrólisis de ATP para transportar Ca2 + a través de la membrana, generando un gradiente de Ca2 +
  29. 41. TERMODINÁMICA Enzimas y substratos Enzimas y substratos Enzimas y substratos E radiante (sol), Fotosíntesis E química (carbohidratos) E biológicamente útil ATP (mitocondria) Trabajo celular ( Enlaces fosfato) E medio ambiente – calor Transformación de la energía <ul><li>Leyes </li></ul><ul><li>La ley de la conservación de la energía: caloría (Cantidad calor elevar T° 1 ° C). </li></ul><ul><li>Entropía: Estado aleatorio de la E en que no puede disponerse para hacer trabajo. Desorden. Rx químicas= perdida calor (movimiento moléculas al azar), que incrementa la entropía circundante. </li></ul><ul><li>Energía libre: procesos alcanzar máximo entropía. Calor absorbido o cedido al medio – entropía máxima del sistema. Cambios de calor y entropia se relacionan por E libre = Total E del sistema que puede usarse para hacer un trabajo en condiciones isotérmicas. </li></ul><ul><li>La entropia (S) y la E libre (G) son inversas </li></ul><ul><li>▲ G = ▲ H – T ▲ S </li></ul><ul><li>H: entalpia o contenido de calor del sistema </li></ul><ul><li>T : temperatura absoluta </li></ul>
  30. 42. Cómo se clasifican las enzimas? De acuerdo a la reacción que catalizan Clasificación numérica : nucleoside monophosphate (NMP) kinase: NMP kinase transfiere un grupo fosforil del ATP a NMP y forma nucleoside diphosphate (NDP) y ADP = transferase, grupo 2. Muchos grupos en adición al grupo fosforil pueden ser transferidos : azúcares, unidades de carbono. Transferases que cambian un grupo fosforil se designan como 2.7. Varios grupos funcionales aceptan un grupo fosforil: Si el grupo fosfato es el aceptor, la transferasa es designada como 2.7.4. El últimi número designa el grupo aceptor preciso. En la NMP kinase, un nucleósido monofosfato es el grupo aceptor y la enzima es designada EC 2.7.4.4. Enzimas y substratos
  31. 43. Cuál es la evidencia de un complejo ES? E constante - S incrementa: V de reacción incrementa hasta alcanzar un máximo Rayos X y cristalografía Sitio activo : Secuencia de AA que interactúa con sustrato, incluye la secuencia implicada en formar estructuras, bolsillos. También une los cofactores El agua está excluida del sitio a no ser que reaccione
  32. 44. Interacciones electrostáticas, Puentes de hidrógeno Fuerzas de van der Waals, Interacciones hidrofóbicas. Modelos propuestos en la interacción ES ES se unen por interacciones débiles:
  33. 45. Modelo de Michaelis-Menten para la cinética enzimática La rata de catálisis V 0: N° de moles de producto formado / seg varia con las concentraciones de [S] La constante de Michaelis ( K M) es la concentración de sustrato que produce una velocidad de V max/2.
  34. 46. Las enzimas pueden ser inhibidas por moléculas específicas Moléculas o iones Control biológico Mapeo del sitio activo Irreeversible: Penicilina covalentemente modifica una peptidasa, similar aspirina –ciclooxigenasa Reversible: activa el sitio de unión de la enzima Methotrexate análogo tetrahydrofolate, coenzima de dihydrofolate reductase: Sintesis purinas y pirimidinas. Se une 1000 veces más fuerte = Tratamiento Cancer.

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