Biología Molecular Unidad 2

Unidad 2: Conceptos Básicos de Biología Molecular

• La unidad explora los conceptos básicos de la biología molecular.
• El índice de la presentación cubre las características estructurales y funcionales de los ácidos nucleicos, el flujo de información genética y las enzimas relacionadas con la biología molecular.

01. Características Estructurales y Funcionales de los Ácidos Nucleicos

• Las macromoléculas responsables del almacenamiento, transmisión y expresión de la información genética de los seres vivos son los ácidos nucleicos.
• El ADN (ácido desoxirribonucleico) almacena información, la transmite a la descendencia y controla la síntesis de proteínas.
• El ARN (ácido ribonucleico) media la síntesis de proteínas.
• Los ácidos nucleicos están formados por nucleótidos.
• Cada nucleótido tiene una pentosa (D-ribosa o 2-desoxirribosa), una base nitrogenada (púricas: A, G; pirimidínicas: C, T, U) y un grupo fosfato.

Estructura de la Cromatina y el Cromosoma

• La cromatina está compuesta por ADN e histonas.
• Los nucleosomas son unidades estructurales de la cromatina, formados por ADN enrollado alrededor de un octámero de proteínas histonas.
• La cromatina se compacta en estructuras más grandes llamadas cromosomas durante la división celular (mitosis).

Estructura de Nucleótidos y Nucleósidos

• Los nucleótidos se componen de un nucleósido unido a un grupo fosfato.
• Un nucleósido está compuesto por una pentosa (azúcar) y una base nitrogenada.
• El ADN usa la desoxirribosa y el ARN usa la ribosa como azúcar.
• Las bases nitrogenadas son adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) y uracilo (U).

Bases Nitrogenadas

• Las bases nitrogenadas son compuestos orgánicos que contienen nitrógeno y juegan un papel crucial en la estructura y función de los ácidos nucleicos
• Existen dos tipos principales de bases nitrogenadas: purinas (adenina, guanina) y pirimidinas (citosina, timina, uracilo), diferenciándose en su estructura química.

02. El Flujo de la Información Genética

• El flujo de la información genética se basa en tres procesos clave: replicación, transcripción y traducción.
• La replicación duplica el ADN.
• La transcripción crea ARN a partir del ADN.
• La traducción crea proteína a partir del ARN.

03. Enzimas Relacionadas con la Biología Molecular

• Se enumeran las enzimas clave en la biología molecular, incluyendo nucleasas (endonucleasas de restricción, retrotranscriptasas, desoxinucleotidil-transferasa terminal, ligasas, topoisomerasas), y su rol en procesos como la replicación, transcripción, y reparación del ADN, y el ARN.

ADN Bicatenario

• El ADN bicatenario se compone de dos cadenas que forman una doble hélice.
• Las cadenas son antiparalelas (en direcciones opuestas).
• Las bases nitrogenadas de las dos cadenas se emparejan de forma específica mediante puentes de hidrógeno (A con T, G con C).

01.1.1 Empaquetamiento del ADN

• El ADN se empaqueta en estructuras más complejas para caber dentro del núcleo celular.
• Se inicia con el enrollamiento del ADN alrededor de proteínas histonas, formando nucleosomas.
• Posteriormente se forman estructuras más grandes hasta la formación del cromosoma.
• El empaquetamiento permite la organización y la regulación de la información genética.

02.1 Replicación o Duplicación del ADN

• Proceso de duplicación del ADN generando dos moléculas idénticas.
• Se caracteriza por su semiconservatividad, varios orígenes de replicación en eucariotas, su dirección 5′→3′, y la estructura semidiscontinua.
• Se requieren enzimas como ADN polimerasas, helicasas, girasa (topoisomerasa), primasa y ligasa para la replicación.

02.1.1 Fases de la elongación

• Se describe el proceso de elongación de la replicación, explicando cómo las ADN polimerasas, la primasa y la ligasa participan en la replicación del ADN, con sus enzimas y mecanismos.

ARN

• Existencia de tipos de ARN como ARNm, ARNr y ARNt.
• El ARN posee estructura monocatenaria que a veces se pliega sobre sí misma.
• Diferencias en la estructura terciaria que les permiten su función en la síntesis de proteínas.
• Principales funciones de cada uno de ellos (ARN mensajero, ARN de transferencia, ARN ribosomal).

ARN Nuclear

• El ARN recién formado puede ser ARNm (mensajero) si contiene información para proteínas, o ARNr (ribosómico) si es precursor para la formación de ribosomas.

Traducción del ARNm

• El proceso por el cual se sintetiza una secuencia proteica a partir de la secuencia de ARNm, utilizando los ribosomas, ARNt y el código genético.
• Se describe la iniciación, elongación y terminación de la traducción, así como los componentes moleculares involucrados, como el código genético, las subunidades ribosomales y los ARNt.

Propiedades Fisicoquímicas de los Ácidos Nucleicos

• Los ácidos nucleicos poseen propiedades fisicoquímicas como el carácter ácido, una alta viscosidad y absorbancia.
• La desnaturalización(separación de hebras) y renaturalización (reunión de hebras).
• Se describen procesos como la electroforesis para separar fragmentos de ADN y la espectrofometría para cuantificar la concentración de ácidos nucleicos.
• Las técnicas de hibridación y su aplicación en la biología molecular, incluyendo la PCR.

Enzimas Relacionadas: Nucleasas, ADN Polimerasas, Retrotranscriptasas...

• Tipos y funciones de enzimas nucleasas que degradan los ácidos nucleicos(endonucleasas, exonucleasas),
• Características y funciones de las ADN polimerasas (clasificación, función en la replicación del ADN, y correcciones).
• Retrotranscriptasas, su rol en la transcripción inversa, que sintetizan ADN a partir de un molde de ARN.
• Desoxinucleotidil transferasa terminal (TdT) y su función en la adición de nucleótidos en el extremo 3' de ADN bicatenario para el marcaje de sondas, no necesita un primer o cadena molde.
• Topoisomerasas, enzimas que alteran la estructura de enrollamiento del ADN.

03. Enzimas Relacionadas con la Biología Molecular (Continuación)

• Enzimas clave en la biología molecular, como las nucleasas (endonucleasas de restricción, retrotranscriptasas, TdT, ligasas, topoisomerasas).

Resumen

• Este resumen proporciona una visión general de la biología molecular.
• Se incluyen los aspectos cruciales de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y los procesos relacionados, como la replicación y transcripción.
• Además de las enzimas cruciales en estas actividades.