Acidos nucleicos

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Acidos nucleicos

  1. 1. Ácidos Nucléicos:Cómo la estructuracomunica la información
  2. 2. Ácidos NucléicosSon biopolímeros hechos de monómeros, los nucleótidos, que constan de: • Una base nitrogenada: Compuesto aromático nitrogenado • Un monosacarido • Ácido fosfóricoDe dos tipos:• RNA ó ARN (Ácido ribonucléico)• DNA ó ADN (Ácido desoxirribonucléico)
  3. 3. Estructura del RNA
  4. 4. Diferencia entre DNA y RNA• DNA: Contiene timina• RNA: Contiene uracilo• Uracilo es igual a la Timina pero sin el grupo 5 metil.• La timina es 5 metil uracilo
  5. 5. Bases nitrogenadas: Purinas y Pirimidinas Pirimidina Citosina Timina Uracilo Purina Adenina Guanina
  6. 6. Otras bases «raras» (tRNA)
  7. 7. Nucleósidos• Azúcar + Base• Ribosa ó desoxirribosa (C2’) unida a una base (C1’) por un enlace N-glicosídico.• No tiene grupo fosfato.
  8. 8. Terminología de Nucleósidos y Nucleótidos Nucleósidos: Purinas: -osina, Pirimidinas: -idinas Nucleótidos: -ilato
  9. 9. Funciones de los Nucleótidos•Son los monómeros de los ácidos nucléicos•Fuente de energia (ATP, GTP).•Reacciones de transferencia de grupos fosfato•Procesos biosintéticos (p.e. UDP-glucosa ensíntesis de glucógeno, CDP-acilglicerol en síntesisde lípidos).•Parte de Coenzimas NAD(P), FAD, Coenzima A•Componentes de la transmisión de señales(cAMP, cGMP, etc.)
  10. 10. Ácidos NucléicosNiveles de estructura: • 1ria: Orden de las bases en la secuencia de polinucleótidos • 2ria: Estructura 3D del esqueleto de polinucleótidos • 3ria: superenrollamiento de la molécula • 4ria: Interacción de los ácidos nucleicos con otras macromoléculas (proteínas).
  11. 11. DNA Estructura 1° Enlace 5’-3’fosfodiéster Se nombra en orden de extremo 5’ (Fosfato libre en al carbono 5’) al extremo 3’ (OH libre en el carbono 3’).
  12. 12. DNA – Estructura 2°Watson y Crick (1953):• Doble hélice• Antiparalela• Complementaria• Estructura basada en difracción de rayos X.
  13. 13. Estructura del RNA En general cadena sencilla Algunos virus cadena dobleLa cadena sencilla se puedeplegar sobre si mismo porcomplementaridad
  14. 14. Pareamiento de bases• Por complementariedad• Puentes de hidrógeno entre A-T y G-C• Distancia de 11 Å en ambos
  15. 15. Otras formas de DNA• DNA-B: Forma fisiológica DNA-B • Hélice derecha (dextrogira), diámetro 11Å,10 pb por vuelta (34Å)• DNA-A: Más gruesa que B-DNA • En híbridos DNA:RNA DNA-A • 11 pb por vuelta, dextrógira• DNA-Z: Hélice izquierda, levógira. Más delgada. En secuencias que alternan purinas y pirimidinas CGCGCG pueden ser C DNA-Z metiladas. Papel en expresión génica.
  16. 16. DNA-A, DNA-B y DNA-Z
  17. 17. Otras características del DNA Apilamiento de bases • Son hidrofóbicas – Interacciones hidrofóbicas. • DNA-B: cada base rotada 32°maximiza pareamiento pero no el apilamiento. • Bases expuestas en el surco menor entran en contacto con el agua.
  18. 18. Apilamiento de bases “Giro de hélice”• Las distancias del pareamiento son menos óptimas• …pero el apilamiento es mejor• …y el agua es eliminada de los surcos menores.
  19. 19. DNA – Estructura 3°Superenrollamiento• Doble hélice puede considerarse como una cuerda de dos hebras enrollada a la derecha• Puede sufrir superenrollamiento positivo/negativo
  20. 20. DNA – Estructura 3°• Superenrollamiento• DNA circular y DNA lineal largo• Topoisomerasas: • Clase I: cortan los enlaces fosfodiester de una hebra y luego la reunen. • Clase II: cortan las dos hebras y luego las reunen.• DNA girasa: Una topoisomerasa II bacteriana
  21. 21. Superenrollamiento en DNA Eucariótico • Histonas: proteínas, ricas en AANucleosoma básicos Lys y Arg.8 histonas con 2vueltas y pico de 5 Tipos: H1, H2A, H2B, H3, H4 DNADNA • Cromatina: DNA e histonas • Nucleosoma: DNA enrollado en el octámero de histonas 2X(H2A, H2B, H3 y H4), introduce superenrollamientos negativos. • H1 estabiliza la unión del nucleosoma)
  22. 22. Tipos de RNA• RNA mensajero (mRNA)• RNA de transferencia (tRNA)• RNA ribosomal (rRNA)• RNA pequeño nuclear (snRNA)• RNA de interferencia (iRNA)• microRNA (miRNA)
  23. 23. RNA de transferencia (tRNA)• 73-94 nts, bases “raras”• Porta un AA en su extremo 3’.• Puentes de hidrogeno forman la estructura 2D de trébol.• Unión específica de diferentes tRNA con diferentes AA según su anticodón.• Transporta los AA al ribosoma para síntesis de proteínas.• Reconocimiento codón (en el mRNA) con el anticodón del tRNA
  24. 24. Resumen:Función de diferentes tipos de RNA
  25. 25. Transferencia de Información en las células ReplicaciónDogma central de Transcripción la Biología Molecular Traducción
  26. 26. ReplicaciónDuplicación del DNA para la división celular Semiconservativa Cada DNA contiene una cadena nueva y una cadena parental.
  27. 27. Enzimología de la replicaciónEnzimas: DNA polimerasasRequerimientos:1. Cebador: Aporta el 3´OH2. Sustratos: dNTP3. Cofactores iones divalentesMg++4. Molde o plantillaMecanismo de acción:Formación de enlace fosfodiésterde los dNTPs adicionados porcomplementaridad.
  28. 28. Transcripción: Síntesis de RNA a partir de DNA • Principal punto de control en la expresión de los genes y de la producción de proteínas. • Produce todos los tipos de ARN (cada año más tipos y más funciones). • Lo que se transcribe depende de la función de la célula
  29. 29. GenSecuencia de DNA que codifica para un productofuncional.No solamente proteínas!!!tRNA, rRNA, miRNA, snRNA, etc.
  30. 30. Promotor• Segmento de DNA reconocido por la RNA polimerasa.• Indica que segmento y que hebra de la doble cadena debe ser transcrita y donde debe iniciar la transcripción.• Se ubica corriente arriba (hacia 5´) del gen
  31. 31. Estructura del Gen en procariotas:En eucariotas: Exones e intrones.Exones: Codifican constituidos por codonesIntrones: No codifican no están constituidos por codones
  32. 32. Enzimología de la transcripciónEnzima: RNA polimerasa. Forma enlaces fosfodiesterentre ribonucleótidos formando así la cadena de RNAEn E. coli la holoenzima RNA pol tiene 5 subunidades:• σ: que reconoce el promotor• α, ω, β y β´: Núcleo enzimático, forman el sitio activode la polimerizaciónRequerimientos1. Molde (DNA)2. NTPs (ATP, CTP, GTP, UTP)3. Mg++4. Síntesis en 5´→3´
  33. 33. Procesamiento del precursor del mRNA en eucariotesmRNA en eucariotas es producido en núcleo y debeser transportado a citoplasma• Adicion de nucleótidos en los extremos: En el 5´: Cap (7metilGuanilato y en el 3´: Cola de poliAs. Estabilidad y transporte.• Splicing: Corte y empalme: Retirar intrones (no codificantes) y empalmar exones (codificantes) para que sea adecuadamente leída según el código genético.
  34. 34. Del gen eucariótico al RNA mensajero maduro
  35. 35. Código geneticoEs la correlación entre 2 lenguajes informativos: Ácidosnucléicos y proteínasCorrespondencia entre la secuencia de los nucleótidos y los 20aminoácido.Codón: Secuencia de tres bases que especifican un aminoácido. AA
  36. 36. Características del código genético • En tripletes: Una secuencia de tres bases (un codon) se requiere para especificar un AA (64 posibilidades diferentes) • No sobrelapado o sobrepuesto: Cada base pertenece a un sólo codon. • Sin comas o puntuación entre los codones: Los codones están uno a continuación del otro sin bases separando codones. • Es redundante (degenerado): más de un triplete codifica para el mismo AA; Leu, Ser y Arg, codificados por 6 codones. • Universal: Igual en virus, procariotes y eucariotes; algunas excepciones
  37. 37. Excepciones a la universalidad del códigogenético… Organismo Codón Debería Codifica codificar para para Mitocondria (mamíferos, UGA Pare Trp drosophila, levaduras) Mitocondria (mamíferos, AUA Ile Met drosophila, levaduras) Muchos protozoos UAA, UAG Pare Gln Candida cylindracea CUG Leu Ser
  38. 38. Traducción• Síntesis de proteínas: Formación de enlaces peptídicos entre AA codificados en codones del mRNA.• Requiere de ribosomas, mRNA, tRNA, rRNA y factores proteícos.
  39. 39. Para poder incorporar los AA en la cadenapeptídica lo primero es …1. Activación de aminoácidosUnir el aminoácido al tRNA que porte el anticodoncorrespondiente por medio de la enzima aminoacil-tRNAsintetasa.El anticodón que se encuentra en el tRNA va a reconocer loscodones en el mRNA y de esta manera se traduce lainformación en aminoácidos.

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