Bioquímica de los Ácidos Nucleicos PDF

Bioquímica de los Acidos Nucleicos Dogma Central de la BioMol Las tres direcciones generales son: de DNA a DNA (Replicación). de DNA a RNA (Transcripción). de RNA a AA (Traducción). * Ocurren de manera normal en la mayoría de las células. Las tres direcciones especiales son:...

Bioquímica de los Acidos Nucleicos Dogma Central de la BioMol Las tres direcciones generales son: de DNA a DNA (Replicación). de DNA a RNA (Transcripción). de RNA a AA (Traducción). * Ocurren de manera normal en la mayoría de las células. Las tres direcciones especiales son: de RNA a RNA (Replicación de RNA). de RNA a DNA (Retro-transcripción). de DNA a AA (Solo in vitro). *Ocurren de manera extraordinaria, pero ocurren. Las tres direcciones desconocidas son: de AA a DNA (Evolución inteligente). de AA a RNA (Otra forma de evolución inteligente). de AA a AA (NOTA: priones). * Actualmente se piensa que no ocurren nunca. Ácido DesoxirriboNucleico ADN / DNA Principios Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA es una molécula bicatenaria (duplex), antiparalela y complementaria. Principios Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA es una molécula BICATENARIA (duplex), antiparalela y complementaria. Cadena #1 Cadena #2 Principios Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA es una molécula bicatenaria (duplex), ANTIPARALELA y complementaria. 5' 3' Cada cadena de DNA posee un extremo 5' y otro 3' (según la orientacion de la desoxirribosa). 3' 5' Principios Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA es una molécula bicatenaria (duplex), antiparalela y COMPLEMENTARIA. A T T A Cuando no se G C encuentran C G formando parte de A un duplex las T cadenas aisladas T A de DNA se G C denominan C G ssDNA. A T T A G C C G Principios Bioquímicos ¿Qué es el DNA? 3.4 nm (34 Å) Hendidura mayor y menor (ambientes topológicos distintivos que permiten interacciones proteicas 0.34 nm (3.4 Å) diferentes). Mayor Bases expuestas (TF) Minor 2 nm (20 Å) Bases menos expuestas. Principios Bioquímicos ¿Qué es el DNA? Hendidura mayor y menor (ambientes topológicos distintivos que permiten interacciones proteicas diferentes). 3.4 nm (34 Å) Mayor Bases expuestas (TF) 0.34 nm (3.4 Å) Minor Bases menos expuestas. 2 nm (20 Å) Principios Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA (al igual que el RNA) es un polímero biológico. Principios Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA (al igual que el RNA) es un polímero biológico. Principios Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA (al igual que el RNA) es un polímero biológico. Principios Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA (al igual que el RNA) es un polímero biológico. Principios Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA (al igual que el RNA) es un polímero biológico.  Bioquímica de los ácidos nucleícos Principios Principios Bioquímicos Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA (al igual que el RNA) es un polímero biológico.  Bioquímica de los ácidos nucleícos Principios Principios Bioquímicos Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA (al igual que el RNA) es un polímero biológico.  Bioquímica de los ácidos nucleícos Principios Principios Bioquímicos Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA (al igual que el RNA) es un polímero biológico.  Bioquímica de los ácidos nucleícos Principios Principios Bioquímicos Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA (al igual que el RNA) es un polímero biológico.  Bioquímica de los ácidos nucleícos Principios Principios Bioquímicos Bioquímicos ¿Qué es el DNA? El DNA (al igual que el RNA) es un polímero biológico. Nucleótidos Constituyen la unidad estructural del DNA y RNA Participan en el metabolismo formando parte de varios cofactores (CoA, flavina, nicotinamida). Participan en la señalización intracelular Una base nitrogenada Formados por tres subunidades químicas Nucleótidos Constituyen la unidad estructural del DNA y RNA Participan en el metabolismo formando parte de varios cofactores (CoA, flavina, nicotinamida). Participan en la señalización intracelular Formados por tres subunidades químicas Una azúcar de cinco carbonos (Pentosa) Nucleótidos Constituyen la unidad estructural del DNA y RNA Participan en el metabolismo formando parte de varios cofactores (CoA, flavina, nicotinamida). Participan en la señalización intracelular Formados por tres subunidades químicas Un grupo fosfato Bases nitrogenadas Purinas Pirimidinas Enlace glucosídico Bases nitrogenadas Numeración de átomos de las purinas 6 7 5 1 8 2 4 3 9 Anillo bencénico tiene tres C en fila Uno de ellos tendrá cadena lateral (rama NH2 u O2) = #6 El nitrógeno que se encuentre a lado de C6 = #1 Unidos a pentosa por N9 Bases nitrogenadas Numeración de átomos de las purinas La Guanina a diferencia de la Adenina se encuentra OXIDADA Bases nitrogenadas Numeración de átomos de las pirimidinas Unidos a pentosa por N1 El carbono aledaño a N1 que esté unido a O2 será #2 4 5 3 6 2 1 Bases nitrogenadas Numeración de átomos de las pirimidinas La Timina y el Uracilo se distinguen de la Citosina por estar doblemente oxidados. Bases nitrogenadas Numeración de átomos de las pirimidinas La Timina se encuentra Metilada mientras que el urcailo no. Pentosas Las bases nitrogenadas se unen al C1 de la pentosa a través de N9 (purinas) o N1 (pirimidinas).  Bioquímica de los ácidos nucleícos PentosasPentosas La numeración de los átomos de la pentosa toma en cuenta que el carbono #5 siempre se encuentra fuera de la estructura cíclica.  Bioquímica de los ácidos nucleícos PentosasPentosas Para distinguir la numeración de los átomos de las bases de aquella de los Su orientación indica la polaridad de una átomos de las pentosas se usa el cadena de ácido símbolo prima (') para las PENTOSAS. nucleíco 5´ vs 3´. Pentosas C2' puede estar oxidado o reducido (desoxidado). El tipo de pentosa distingue al DNA (Acido Desoxyrribonucleico) del RNA (Acido Ribonucleico) Fosfato Fosfato... Se une al carbono 5' de la pentosa También es responsable de una dicotomía en la nomenclatura. Un grupo fosfato Fosfato Fosfato... Se une al carbono 5' de la pentosa También es responsable de una dicotomía en la nomenclatura. Nucleósido Nucleótido Nomenclatura correcta Base nitrogenada Nucleósidos Nucleótidos Adenina (A) Adenosina (A) Adenosimonofosfato (AMP) Guanina (G) Guanosina (G) Adenosindifosfato (ADP) Citosina (C) Citidina (C) Adenosintrifosfato (ATP) Timina (T) Timidina (T) Los nucleósidos y nucleótidos mencionados corresponden a los del RNA, la nomenclatura en DNA es: Desoxiadenosina = dA Desoxiadenosinmonofosfato = dAMP Fosfatos Fosfatos y enlaces fosfodiester = Polimerización de ácidos nucléicos El fosfato del extremo 5' de un nucleótido forma enlaces fosfodiester con el carbón 3' de un nucleótido aledaño a través de un proceso de condensación Fosfatos Fosfatos y enlaces fosfodiester = Polimerización de ácidos nucléicos El fosfato del extremo 5' de un nucleótido forma enlaces fosfodiester con el carbón 3' de un nucleótido aledaño a través de un proceso de condensación Fosfatos Fosfatos y enlaces fosfodiester = Polimerización de ácidos nucléicos El fosfato del extremo 5' de un nucleótido forma enlaces fosfodiester con el carbón 3' de un nucleótido aledaño a través de un proceso de condensación Esto explica la orientación o polaridad 5' y 3’ de los ácidos nucleicos. Fosfatos Fosfatos y enlaces fosfodiester = Polimerización de ácidos nucléicos Cada enlace fosfodiester conlleva una carga electroestática de -1 por lo cual la carga neta del polímero de nucleótidos (DNA) es negativa. Fosfatos Fosfatos y carga negativa del DNA responsable de migración electroforética. (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) Fosfatos Fosfatos y enlaces fosfodiester = Polimerización de ácidos nucléicos Debido a que las pentosas y los fosfatos realmente solo cumplen con funciones estructurales (no son el sustrato informativo de una secuencia de DNA), se les considera como el armazon del DNA (Backbone). Fosfatos Fosfatos y enlaces fosfodiester = Polimerización de ácidos nucléicos Al igual que todos los polímeros, los ácidos nucleicos se encuentran polarizados. Un andamiaje hidrofílico por fuera y un coro hidrofóbico por dentro. Inevitablemente esta distribución topológica de características provoca interacciones interesantes....APAREAMIENTO DE BASES. Apareamiento de bases Puentes de hidrógeno, Complementariedad, Desnaturalización e Hibridización. Los nucleótidos polimerizados del ssDNA tendrán expuestos átomos de H y O... Termodinamicamente muy inestable. Estos átomos dan lugar a puentes de hidrógenos (NO COVALENTES) entre algunas bases. Solamente algunas bases son compatibles: COMPLEMENTARIEDAD. Apareamiento de bases Puentes de hidrógeno, Complementariedad, Desnaturalización e Hibridización. Al combinar los hallazgos de Chargaff que nos decían que A = T y que G=C con las mediciones cristalográficas de Franklin y Wilkins y el modelo de Watson y Crick sabiamos que solo algunas combinaciones de bases eran posibles. Apareamiento de bases Puentes de hidrógeno, Complementariedad, Desnaturalización e Hibridización....y así es como sabemos que la A se aparea con la T y que la G con la C... Que entre la A y la T se dan dos puentes de hidrógeno. Que entre la G y la C se dan tres puentes de hidrógeno. Apareamiento clásico de bases Watson-Crick. Por ello la G y la C se consideran interacciones S (strong), mientras que la A y la T se consideran interacciones W (weak). Apareamiento de bases Puentes de hidrógeno, Complementariedad, Desnaturalización e Hibridización. Los puentes de hidrógeno individuales son muy debiles pero su poder acumulado hacen del DNA la molécula ideal para almacenar información y perpetuarla. Enlaces covalentes: Fosfodiester Enlace covalente: se forma cuando dos átomos se aproximan lo suficiente como para compartir electrones. Single bond: one electron from each of the two atoms is shared Double bond: four electrons are shared Hydrogen bonds are NOT COVALENT Why is this biologically important? Fig 2-8 Covalent bonds have a defined Fig 2-9 Covalent double bonds spatial arrangement of atoms. restrict rotation around bonds between atoms. Apareamiento de bases Geometria de las bases Watson-Crick apareadas Helical twist () Coplanar Propeller twist () Buckle () Roll (twist coplanar) Buckle Conformaciones del ADN A DNA, B DNA & Z DNA La estructura tridimensional del DNA fue propuesta por Watson & Crick en base a los hallazgos cristalográficos de Franklin y Wilkins en 1953. La conformación clásica del DNA propuesta por Watson & Crick consiste en dos cadenas polinucleotídicas antiparalelas y complementarias en forma de helice alfa (sentido antihorario de 5' a 3'). Conformaciones A DNA, B DNA & Z DNA No obstante, cambios conformacionales de la pentosa modifican el marco estructural del DNA y con ello la orientación de las bases nitrogenadas. Tres conformaciones para el DNA: A, B y Z Conformación B es la típica de Watson & Crick y la más común in vivo. Conformación A ocurre cuando el DNA está deshidratado. La Conformación Z ocurre como consecuencia de ciertas secuencias de bases, ricas en AT y secuencias repetitivas de telomeros y centromeros. Conformaciones Conformaciones Conformaciones Conformaciones Conformaciones Conformaciones Propeller twist () Conformaciones Anti Syn Conformaciones  DNA-A Conformación de pentosa en C3’-endo lleva a syn y a que los dos grupos fosfato se aproximen (a 0.59 Coro axial nm). Las bases nitrogenadas se encuentran bajo torsión y a 0.5 nm del eje de la hélice. Los escalones separados por 0.256 nm en vez de 0.34 nm. A Hélice es más ancha y posee 11 bases por cada vuelta de 360°. m Hendidura mayor (M) es profunda pero angosta. Hendidura menor (m) es ancha y superficial. M B Conformación usual para cadenas de RNA e hibridos DNA-RNA. Conformación usual en fragmentos de DNA cortos.  DNA-B Estructura cristalográfica de Franklin & Wilkins. Conformación de pentosa en C2'-endo lleva a que las bases nitrogenadas se encuentren más relajadas y pucker en anti. Grupos fosfato lejos uno del otro (0.7 nm). 10.4 o 10.5 bases por giro de 360°. A Rotación hacia la derecha en sentido 5’ - 3'. m Escalones de bases separados por 0.34 nm. Hendiduras M y m más accesibles a proteinas. Bases no torsionadas y perpendiculares al M B eje molecular. Permite libertad de flexión de 15° (muy util si uno quiere compactar el DNA). Conformación fisiologica de DNA  DNA-Z Helice con giro a la izquierda en sentido 5' - 3'. Presente in vivo cuando existe la secuencia apropiada y una tensión superhelicoidal correspondiente. Hélice más delgada y elongada que A o B (12 bases por giro 360°). M imperceptible. M angosta. Conformación favorecida ante altas concentraciones de sales, con algunas substituciones de bases y cuando la secuencia posee alternaciones purina- pirimidina. Bases casi perpendiculares al eje molecular. Distancias entre grupos fosfato variables. Eje central de molécula inaccesible.  Apareamiento no-clasico de bases Apareamiento alternativo A.T Watson-Crick A.A N1-amino symmetric G.C Watson-Crick A.C Reverse Wobble A.U Watson-Crick A.A N7-amino symmetric G.U Wobble G.G N1-carbonyl symmetric A.U Reverse Hoogsteen G.G N3-amino symmetric A.C Reverse Hoogsteen G.G N1-carbonyl,N7-amino Sheared G.A G.A N7-N1 amino-carbonyl G.A imino A.G N3-amino,amino-N1 A.A.N7-amino C.C N3-amino symmetric G.G.N7-imino U.U 4-carbonyl-imino symmetric U.U imino-carbonyl U.U 2-carbonyl-imino symmetric U.C 4-carbonyl-amino U.C 2-carbonyl-amino A.U Reverse Watson-Crick G.C Reverse Watson-Crick G.U Reverse Wobble G.C N3-amino,amino-N3 A.U Hoogsteen Tetradas y Quadraplex A.- Tetradas de Guanina en arreglo planar unidos por puentes de hidrógeno tipo Hoogsten. B.- Quadraplex de Guanina (cuadraplex-G) en arreglo paralelo de 4 cadenas distintas de DNA. C.- Quadraplex-G intermolecular formado entre 2 cadenas de DNA ricas en repeticiones de Guanina formando una asa (hairpin). D.- Quadraplex-G intramolecular entre regiones ricas en Guanina de la misma molécula formando dos asas antiparalelas. Implicaciones prácticas La conformación del DNA afecta a las propiedades fisico- químicas de la molécula y por ende el tipo de interacciones que pueden ocurrir. Ejemplo: Proteína (tonos de azul) unida al promotor de Interferón Beta (rojo) con especificidad por la hendidura menor (TIP: Esto solo ocurre con el DNA-B nunca en el DNA-A ni a DNA-Z). Inferencia....la modulación de la conformación del DNA definitivamente tiene repercusiones funcionales. Implicaciones prácticas Otro ejemplo... Unión dependiente de conformación de una proteína CRO 434 (Helix Turn Helix Motif en verde) a una secuencia de DNA (operador OR1 del bacteriófago 434 en rojo). Reconocimiento específico de hendidura mayor. Los cationes pueden causan alteraciones en la estructura del ADN, modifican la torsión, estructura de la pentosa y con ellos el radio y estabilidad. Cambian de conformación Imagen aquellos organismos extremófilos o tolerantes Estructuras de ácidos nucleícos Numero de cadenas Simple (single strand) ss Doble (double strand) ds dsDNA y ssDNA (alerta) ssRNA y dsRNA Ácido RiboNucleico ARN / RNA Diferentes a mRNA, tRNA, rRNA Algunos no codifican para una proteína, sus funciones es regular diferentes procesos. Se pueden clasificar por tamaño:  Molecule Function mRNAs messenger RNAs, code for proteins rRNAs ribosomal RNAs, form the basic structure of the ribosome and catalyze protein synthesis tRNAs transfer RNAs, central to protein synthesis as adaptors between mRNA and amino acids snRNAs small nuclear RNAs, function in a variety of nuclear processes, including the splicing of pre-mRNA snoRNAs small nucleolar RNAs, used to process and chemically modify rRNAs scaRNAs small cajal RNAs, used to modify snoRNAs and snRNAs miRNAs microRNAs, regulate gene expression typically by blocking translation of selective mRNAs siRNAs small interfering RNAs, turn off gene expression by directing degradation of selective mRNAs and the establishment of compact chromatin structures Other non- function in diverse cell processes, including telomere synthesis, X-chromosome inactivation, coding RNAs and the transport of proteins into the ER Primaria mRNA “mensajero” Mucha mayor variedad. Interpretación de relevancia relativamente facil más no mRNA totalmente comprendida. En el caso de mRNA, simplemente un fragmento lineal de ácido nucleico que sirve de intermediario entre el DNA y la proteina. miRNA es un “simple fragmento” de mRNA que tiene una función altamente especializada...silenciar un gen. En general cualquier ácido nucleico de cadena sencilla tiende a formar estructuras secundarias. Las estructuras secundarias dependen de secuencias y palindromos que permiten el apareamiento...dificil de predecir. mRNA Características estructurales: 5’ tiene GTP-7-metil Sirve para reconocimiento de la maquinaria de transcripcion Confiere protección a las exonucleasas 5’ 3’ en la mayoría de mRNA tiene un polímero de residuos de andelato (20-250) Estos extremos no son necesarios para su traducción Algunos virus modifican estas condiciones para su propios mRNAs “virales” mRNA Eukaryotes Cada mRNA codifica para un solo peptido (monocistronic). Poliproteínas son observadas en virus que infectan eucariotas, son producto de una sola traducción, pero después se fragmenta El día de hoy se conoce que un gen puede transcribirse en diferentes tener diferentes variables de mRNA mRNA Prokaryotes Pueden codificar para diferentes proteinas con funciones totalmente diferentes in procariotas (polycistronic) tRNA “Transferencia” La estructura del tRNA es un claro ejemplo de formación de estructuras secundarias por parte de un ssNA... solo que esta fue provechosa para la vida y se volvió necesaria y común. Casi simétrica. Unidad funcional de la traducción, anti-codon (el codon está en el DNA que está siendo leido). tRNA tRNA first hypothesized by Francis Crick. Small RNA chain that transfers a specific amino acid to a growing polypeptide chain in the ribosome Has a 3' terminal site for amino acids (whose linkage depends on aminoacyl tRNA synthetase). Contains a three base region called the anticodon that complements the codon on the mRNA. Each type of tRNA molecule can be attached to only one type of amino acid. tRNA molecules bearing different anticodons may also carry the same amino acid (degenerecy). tRNA Structure tRNA has primary structure (sequence), secondary structure (cloverleaf), and tertiary structure (L-shape). Small RNAs 75 - 85 bases in length Highly conserved secondary and tertiary structures Each class of tRNA charged with a single amino acid Each tRNA has a specific trinucleotide anti-codon for mRNA recognition Conservation of structure and function in prokaryotes and eukaryotes tRNA Structure 1) The 5'-terminal phosphate group. 2) The acceptor stem (7bp) composed by the 5'-terminus base paired to the 3'-terminus (contains non-Watson-Crick base pairs). 3) The CCA tail is at the 3' end of the tRNA molecule (important for the recognition of tRNA by enzymes critical in translation). NOTE: In prokaryotes, the CCA sequence is transcribed. In eukaryotes, the CCA sequence is added. 4) The D arm (18bp) ends in a loop which contains dihydrouridine. 5) The anticodon arm (ca17bp) contains the anticodon. 6) The T arm (17bp) contains TC sequence ( = pseudouridine). 7) Modified (methylated) bases occur in several positions outside the anticodon. First anticodon base sometimes modified to inosine or ). tRNA Structure rRNA “Ribosomal” Y si esto se veia complejo, no se iguala al nivel de complejidad exhibido por el rRNA, constituyente crucial de la maquinaria proteosintética.  rRNA “Ribosomal” RNA polymerase I synthesize rRNA. RNA polymerase II creates mRNA RNA polymerase III makes tRNA La presencia de rRNA nos permite conocer el microbioma Ribosomes ⚫ Prokaryotic Ribosome is 70S and composed of Large (50S) and Small (30S) subunits. ⚫ Large subunit composed of: ⚫ 23S rRNA (2900 nt) ⚫ 5S rRNA (120 nt) ⚫ 31-34 proteins. ⚫ Small subunit composed of: ⚫ 16S rRNA (1540 nt) ⚫ 21 proteins. Ribosomes ⚫ Eukaryotic Ribosome is 80S and composed of Large (60S) and Small (40S) subunits. ⚫ Large subunit composed of: ⚫ 5.8S rRNA (160 nt) ⚫ 28S rRNA (4700 nt) ⚫ 5S rRNA (120 nt) ⚫ ~49 proteins ⚫ Small subunit composed of: ⚫ 18S rRNA (1900 nt) ⚫ ~33 proteins small nuclear snRNA No codifica para proteína. Se une a proteínas (ribonucleoproteinas) que participan el “splicing”. Permitiendo formar el spliceosoma snoRNA small nucleolar Tiene secuencias en las partes no apareadas (burbujas) que son reconocidas por proteínas de modificación de RNAs Modificaciones al RNA miRNA y siRNA La interferencia de ARN (RNAi) es un proceso que se produce dentro de las células vivas y que modera la actividad de sus genes. Anteriormente se conocía como cosupresión, silenciamiento génico postranscripcional (PTGS) y supresión. En 2006, Andrew Fire y Craig C. Mello compartieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por su trabajo sobre la interferencia de ARN en el gusano nematodo C. elegans. Hay dos tipos de moléculas de ARN implicadas: - microARN (miARN) - ARN interferente pequeño (siARN) Se unen a otros ARNm específicos y modulan su actividad. La interferencia de ARN ha desempeñado un papel importante en la defensa de las células contra secuencias de nucleótidos parasitarias (virus y transposones), pero también en la dirección del desarrollo y la expresión génica en general. Discovery of RNAi El descubrimiento del ARNi fue precedido en primer lugar por observaciones de inhibición transcripcional por ARN antisentido expresado en plantas transgénicas. Informes de resultados inesperados en experimentos realizados por científicos de plantas en los Estados Unidos y los Países Bajos a principios de los años 1990. En un intento de alterar los colores de las flores en las petunias, los investigadores introdujeron copias adicionales de un gen que codifica la chalcona sintasa, una enzima clave para la pigmentación de las flores en plantas de petunias de color de flor normalmente rosa o violeta. Se esperaba que el gen sobreexpresado diera como resultado flores más oscuras, pero en cambio produjo flores menos pigmentadas, total o parcialmente blancas, lo que indica que la actividad de la chalcona sintasa había disminuido sustancialmente. Investigaciones posteriores del fenómeno en plantas indicaron que la regulación negativa se debía a la inhibición postranscripcional de la expresión génica a través de un aumento en la tasa de degradación del ARNm. Este fenómeno se denominó co-supresión de la expresión génica, pero el mecanismo molecular seguía siendo desconocido. siRNA (Exogenouse dsRNA molecules) El RNAi es un proceso de silenciamiento génico dependiente del ARN que está controlado por el complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC) y es iniciado por moléculas cortas de dcRNA en el citoplasma de una célula, donde interactúan con el componente catalítico del RISC argonaute. Los dsRNA codificados por muchos eucariotas son escindidos por la enzima Dicer en fragmentos cortos de ~20 nucleótidos que se denominan siRNA Cada siRNA se desenrolla en dos ssRNA monocatenarios (cadena pasajera y cadena guía). La cadena pasajera se degrada (rojo) y la cadena guía (azul) se incorpora al complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC). El resultado mejor estudiado es el silenciamiento génico postranscripcional, que ocurre cuando la cadena guía se empareja con una secuencia complementaria en una molécula de ARN mensajero (verde) e induce la escisión por Argonaute, el componente catalítico del complejo RISC. Se sabe que en algunos organismos este proceso se propaga sistémicamente, a pesar de las concentraciones molares inicialmente limitadas de RNAii. Short interfering siRNA Se originan de transposones y virus que producen dsRNA durante su replicación, así como también de otras secuencias repetidas transcritas bidireccionalmente. Regulación génica Inmunidad  miRNA Los miRNA son RNA no codificantes codificados genómicamente que regulan la expresión génica, en particular durante el desarrollo. Los miRNA maduros son estructuralmente similares a los siRNA producidos a partir de dsRNA exógeno, pero deben sufrir una modificación postranscripcional. Los miRNA se expresan a partir de un gen codificador de ARN más largo como una transcripción primaria (pri-miRNA) que se procesa dentro del núcleo celular hasta una estructura de tallo-bucle de 70 pb (pre-miRNA) por el complejo microprocesador (RNasa III Drosha y proteína de unión a dsRNA DGCR8). Dicer une y escinde la molécula de dsRNA para producir la molécula de miRNA madura que se puede integrar en el complejo RISC; por lo tanto, el miRNA y el siRNA comparten la misma maquinaria celular después de su procesamiento inicial. Los miRNA normalmente inhiben la traducción de muchos ARNm diferentes con secuencias similares. Por el contrario, los siRNA normalmente inhiben solo un único objetivo específico. micro miRNA Involucrados en la regulación postranscripcional de diversos genes Mediante ribonucleotransferencia Se unen a mRNA, impidiendo su traducción a proteínas Long non-coding lncRNA enhancerRNA , eRNA Participan en la interaccion de enhancer- promotor de los genes y en la epigenetica de la cromatina SARTORELLI V. Nat Struct Mol Biol. 2020  Diferencias entre ADN y RNA Característica DNA ARN Cadenas Pentosa Bases nitrogenadas Complementariedad W-C Estabilidad Localización Tamaño Tipos Conformaciones fisiológicas Obtención (dogma) Copias  Diferencias entre ADN y RNA Característica DNA ARN Cadenas Doble, en virus puede ser una Una cadena Pentosa Dexosyribosa Ribosa Bases nitrogenadas A, T, G, C A, U, G, C Complementariedad Watson – Crick (Clásico) No clásico A-T, G-C Diversas interacciones por estabilidad Estabilidad Más estable y resistente Lábil Localización Núcleo y Mitocondria En todos los compartimentos de la célula Tamaño Millones de pares de bases 20 – 5000 b Tipos 1 forma mRNA, tRNA, rRNA, miRNA, lncRNA, piRNA, siRNA … etc Conformaciones fisiológicas A, B, Z No cambia su forma Obtención (dogma) Replicación (DNA a partir de DNA) Transcripción (RNA a partir de DNA) Retro-transcripción (DNA a partir de Replicación de RNA (RNA a partir de RNA) RNA, virus) Copias Una sola molécula Varias dependiendo del tipo de RNA Desnaturalización de ácidos nucleicos Se puede realizar mediante temperaturas altas (punto de ebullición del agua) donde los puentes de hidrogeno del agua con el DNA se rompen e incluso entre las bases nitrogenadas. Este fenómeno también sucede a concentraciones altas de base (OH-) donde se forman puentes de hidrógenos con estas y estabiliza la cadena de DNA Desnaturalización de ácidos nucleicos Mientras se aumente la temperatura gradualmente las cadenas comenzaran a abrirse hasta que se encuentren totalmente separadas. Cuando se abre una secuencia específica del DNA a una temperatura se le conoce como Tm. Las secuencias ricas en A-T serán los primeros en abrirse y después secuencias G-C Renaturalización de ácidos nucleicos Para regresar a la forma nativa del DNA se disminuye la temperatura en altas concentraciones de sales para eliminar la pulsión de los fosfatos de la columna vertebral del DNA y las bases nitrogenadas queden de frente una de otra de diferente cadena Bioquímica de los ácidos nucleícos Resúmen Resúmen Molécula de DNA (bicatenaria, antiparalela, complementaria) Nucleótidos, Nucleósidos. Bases Nitrogenadas (Purinas y Pirimidinas), Pentosa, Fosfato (fosfodiéster). Apareamiento W-C y otras. Estructura del DNA y sus conformaciones (condiciones). Implicaciones de las modificaciones ambientales en el DNA. Estructuras de los DNA, RNA Tipos de RNA y sus funciones Desnaturalización y renaturalización