Examen 4º Unidad Biología Molecular - PDF

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" Campus Virtual # $ % Área personal - Cursos - EN CURSO - FACULTAD DE CIENCIAS MEDICAS - BQ113-0900-1-2022-692978 - CUARTA UNIDAD:INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGÍA MOLECULAR - Examen IV unid Búsqueda Comenzado el miércoles, 15 de junio de 2022, 18:18 Estado Finalizado Finalizado en miércoles, 15 de junio de 2022, 18:50 Tiempo 31 minutos 30 segundos empleado Calificación 88,00 de 88,00 (100%) Pregunta 1 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 El siguiente no es un factor que participe en la estabilidad de la estructura helicoidal del DNA: a. Apilamiento paralelo de las bases heterocíclicas b. Poliaminas y las histonas H1 del DNA c. Efecto de cremallera de los enlaces hidrogeno de los pares de bases d. Interacciones hidrófobas e. Efecto de cremallera de la cremallera de Leucina es un dominio de dimerización común en proteínas involucradas en la expresión de leucina ! los genes. Respuesta correcta La respuesta correcta es: Efecto de cremallera de leucina Pregunta 2 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 En la síntesis proteica la formación del enlace peptidico(transpeptidacion) lo cataliza la enzima: a. Glicerol cinasa  b. Aminoacil-tRNA-sintetasa c. Aminotransferasa de serina d. Glicerato deshidrogenasa e. Peptidil- La peptidiltransferasa realiza la función de los ribosomas de formar los enlaces peptídicos entre aminoácidos adyacentes transferasa ! durante la traducción del ARN mensajero. Respuesta correcta La respuesta correcta es: Peptidil-transferasa Pregunta 3 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 En la horquilla de replicación del DNA en procariontes ( E.Coli)encontramos a. Las DNA girasas o topoisomerasas tienen actividad polimerasa b. La primasa sintetiza La primasa una RNA polimerasa sintetiza el primers que son segmentos de RNA de 10 a 12 nucleótidos necesarios para la los cebadores ! iniciación de la replicación del DNA que luego son eliminados por la DNA polimerasa I que lo remplaza por nucleótidos (primers) de RNA complementarios mediante la acción polimerasa. c. Las DNA helicasas realizan cortes en el DNA d. La primasa elimina los cebadores o primers e. Los cebadores(primers) de DNA se degradan mediante exonucleasas Respuesta correcta La respuesta correcta es: La primasa sintetiza los cebadores (primers) de RNA Pregunta 4 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 En la regulación por operón de la expresión genética tenemos que él represor es:  a. RNA ribosomal b. RNA mensajero c. RNA de Interferencia d. Una El Represor es una proteína que tiene un efecto negativo sobre la expresión genética, generalmente se unen al ADN y actúa proteína ! previniendo que la maquinaria funcione durante la transcripción del ARN desde El ADN o baja la velocidad de la transcripción. e. RNA de transferencia Respuesta correcta La respuesta correcta es: Una proteína Pregunta 5 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Enzima blanco de acción del metotrexato, bloqueando la acción del acido fólico en la síntesis de pirimidinas a. Adenosina fosforribosil transferasa b. Adenilato desaminasa c. Xantina oxidasa d. Hipoxantina- guanina-fosforribosiltransferasa e. reductasas de Dihidrofolato ! El Metotrexato inhibe la dihidrofolato reductasa en la vía de síntesis del dUMP para generar dTMP. Respuesta correcta La respuesta correcta es: reductasas de Dihidrofolato Pregunta 6 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Conjunto de secuencias de bases tripletes de mRNA que contienen un codón de parada:  a. Anti codón b. Exón c. Marco Marco de lectura abierto es la secuencia de ARN comprendida entre un codón de inicio o AUG de la traducción y un codón de de ! terminación. Los RNA de los eucariotas por lo general solo tienen un marco de lectura por lo que son monocistronicos y lo de las lectura bacterias son múltiples por lo que son policistronicos abierto d. Promotor e. Intrón Respuesta correcta La respuesta correcta es: Marco de lectura abierto Pregunta 7 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Usted puede afirmar de la DNA polimerasa III de la E. COLI en la síntesis del DNA; a. Su control de lectura es en dirección 5 prima a 3 prima b. Sintetiza una nueva cadena en dirección 3’---5’ c. Puede iniciar la replicación sin un cebador ( primer) d. Requiere de un extremo 5’—OH libre como cebador O primer e. Es la principal DNA polimerasa en el proceso de replicación del DNA La DNA polimerasa III O Pol III es la principal enzima que sintetiza DNA en los procariontes y tiene ! procariota actividad polimerasa 5 prima a 3 prima y actividad exonucleasa de 3 prima a 5 prima Respuesta correcta La respuesta correcta es: Es la principal DNA polimerasa en el proceso de replicación del DNA procariota Pregunta 8 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Los nucleosomas: a. Constituyen la estructura básica de El nucleosoma es la unidad estructural de la cromatina como un sistema de empaquetamiento la cromatina ! que contiene ADN e Histonas. b. Están formados por proteínas y RNA  b. Están formados por proteínas y RNA c. Están formados por proteínas ricas en aminoácidos ácidos como aspartato y glutamato d. Forman parte de la maquinaria de la traducción e. Aparecen tanto en el DNA eucariota como en el procariota Respuesta correcta La respuesta correcta es: Constituyen la estructura básica de la cromatina Pregunta 9 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 El proceso celular en el cual la secuencia de nucleótidos de mRNA se traduce en la secuencia de aminoácidos de la proteína especifica ocurre en: a. El Ribosoma ! El Ribosoma es el organelo donde ocurre la traducción b. El retículo endoplásmico liso c. Las mitocondrias d. El cromosoma e. El núcleo Respuesta correcta La respuesta correcta es: El Ribosoma Pregunta 10 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 El sustrato para la formación del 5-fosfato-alfa-D-ribosil-1-pirifosfato(PRPP),en la síntesis de novo de los nucleótidos de purina es: a. Alfa-D-ribosa- el sustrato de la síntesis del 5-fosfato-alfa-D-ribosil-1-pirifosfato(PRPP) es la Alfa-D-ribosa-5-fosfato que es un producto 5-fosfato ! de la vía no oxidativa de las pentosas fosfato b. 5 Beta Galactosidasa c. 3-fosfoserina d. 5-fosfo-beta ribosilamina  d. 5-fosfo-beta ribosilamina e. Ribosa-5-fosfato pirofosfoquinasa Respuesta correcta La respuesta correcta es: Alfa-D-ribosa-5-fosfato Pregunta 11 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 En el hombre la siguiente enzima es limitante de la velocidad de síntesis de las pirimidinas: a. Ribonucleótido reductasa b. sintetasa II carbamoil- La enzima Carbamil fosfato sintetasa II es el paso limitante en la velocidad de síntesis de los nucleótidos de pirimidina, en ! fosfato presencia de HCO3, Glutamina y agua genera carbamoil fosfato, ADP mas Pi. c. Orotato fosforribosil tranferasa d. aspartato transcarbamoilasa e. Xantina Oxidasa Respuesta correcta La respuesta correcta es: sintetasa II carbamoil-fosfato Pregunta 12 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 El sistema de genes estructurales y elementos reguladores para la síntesis de diversas enzimas en una vía metabólica se conoce como: a. Genoma b. Exón c. Codón El Operón se define como una unidad genética funcional formada por un grupo complejo de genes capaces de ejercer una d. Operón ! regulación de su propia expresión e. Cistrón  e. Cistrón Respuesta correcta La respuesta correcta es: Operón Pregunta 13 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Es la unidad más pequeña de expresión genética que codifica para la estructura de la subunidad de una molécula de proteína: a. Dedo de Zinc b. Promotor c. Gen inducible d. Cistron ! El Cistrón es la unidad mas pequeña de expresión genética que codifica para la subunidad de una molécula de proteína. e. Operon Respuesta correcta La respuesta correcta es: Cistron Pregunta 14 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Enzima que convierte la inosina en hipoxantina en la vía del catabolismo de los nucleótidos de purina. a. Adenosina desaminasa b. Guanina aminohidrolasa c. Xantina oxidasa d. Nucleósido de purina La Inosina por la acción de la enzima Nucleósido de purina fosforilasa se degrada a Hipoxantina y Ribosa 1 ! fosforilasa fosfato. e. Adenilato desaminasa Respuesta correcta La respuesta correcta es: Nucleósido de purina fosforilasa Pregunta 15 Pregunta 15 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 El siguiente es la primera base de pirimidina formada en la ruta de síntesis de nucleótidos de pirimidina: a. Inosina-5´-monofosfato(IMP) b. Dihidroorotato c. Orotidina-5´-fosfato(OMP) d. Uridina-5´-monofosfato(UMP) e. Orotato El Orotato es la primera base de pirimidina que se forma por la acción de la Dihidroorotato deshidrogenasa en presencia de NAD en ! una reacción de oxidación reducción y como sustrato el Dihidroorotato. Respuesta correcta La respuesta correcta es: Orotato Pregunta 16 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Usted puede afirmar del código genético; a. Existen tres codones de inicio y tres de terminación b. Existen tantos codones como aminoácidos c. Un mismo aminoácido El código genético esta presente en el RNA mensajero y es la secuencia de pares de bases que son traducidos puede estar codificado ! en la secuencia de aminoácidos correspondientes , siendo degenerado ya que la mayoría de los aminoácidos por varios tripletes están codificados por varios codones. d. Esta presente en el RNA Ribosomal e. Un mismo triplete o codón puede servir para codificar varios aminoácidos Respuesta correcta La respuesta correcta es: Un mismo aminoácido puede estar codificado por varios tripletes Pregunta 17 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Cuál de los siguientes compuestos es el principal producto de degradación de las bases puricas en los primates y en el ser humano: a. Acido úrico ! El producto de degradación de las bases púricas, hipoxantina, guanina y xantosina es el acido úrico b. Amonio c. Acido orotico d. Alantoina e. Urea Respuesta correcta La respuesta correcta es: Acido úrico Pregunta 18 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Normalmente solo se encuentra en los desoxirribonucleósidos y no en los ribonucleosidos: a. Uridina b. Guanosina c. Citidina d. Timidina ! La timina normalmente solo se encuentra en los desoxirribonucleósidos, a la desoxitimina se le denomina Timidina e. Adenosina Respuesta correcta La respuesta correcta es: Timidina Pregunta 19 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 En el catabolismo de la adenosina monofosfato (AMP)no se libera: a. Ribosa-1-fosfato b. Agua c. Acido úrico d. NH4  d. NH4 e. Hidrogeniones ! En el catabolismo del AMP,GMP y XMP se libera Ribosa 1 fosfato, Acido úrico, agua y amonio Respuesta correcta La respuesta correcta es: Hidrogeniones Pregunta 20 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 El primer paso comprometido para la síntesis de las purinas es catalizada por la enzima: a. Carbamoil fosfato sintetasa II b. Glutamina PRPP La glutamina PRPP amidotransferasa es la enzima que limita la velocidad de síntesis de nucleótidos de purina catalizando amidotransferasa ! el paso del PRPP a 5 -fosfo- beta ribosilamina en presencia de glutamina , agua y magnesio. c. Ribosa 5 fosfato pirofosfoquinasa o PRPP sintasa d. Aspartato transcarbamoilasa e. Dihidroorotasa Respuesta correcta La respuesta correcta es: Glutamina PRPP amidotransferasa Pregunta 21 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 La adenosina pasa a formar Inosina por un proceso de ; a. Fosforilación b. Reducción c. Desaminación ! la adenosina en la mayoría de los tejidos se desamina por la adenosina desamina para convertirse en Inosina d. Acetilación e. Oxidación Respuesta correcta La respuesta correcta es: Desaminación Pregunta 22 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Secuencia de polinucleótidos de un gen que es transcrita al RNA pero que no es expresada en la molécula madura a. Operón b. Exón c. Anti codón Intrón es una región que forma parte de la transcripción primaria del RNA pero a diferencia de los exones son eliminados del transcrito d. Intrón ! primario previamente a su traducción. e. Codón Respuesta correcta La respuesta correcta es: Intrón Pregunta 23 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 En el catabolismo de las pirimidinas, la timina se degrada a; a. Succinil-CoA b. Nitrógeno ureico c. Acido úrico d. Beta-aminoisobutirato ! Los producto finales de la degradación de la timina son el CO2, NH4 y el beta aminoisobutirato. e. Beta-alanina Respuesta correcta La respuesta correcta es: Beta-aminoisobutirato Pregunta 24 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Esta enzima es el blanco de acción del alopurinol en el tratamiento de la gota:  a. Guanina desaminasa b. Adenilato desaminasa c. Xantina La xantina Oxidasa o Xantina Deshidrogenasa es el blanco de acción del Alopurinol en el tratamiento de la artritis deshidrogenasa ! gotosa d. Timidilato sintasa e. Fosforribosil transferasa de adenina Respuesta correcta La respuesta correcta es: Xantina deshidrogenasa Pregunta 25 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Forma complejos con proteínas para formar ribo nucleoproteínas: a. RNA heterogéneo nuclear b. RNA mensajero c. RNA ribosomal d. RNA de interferencia e. RNA nuclear Los RNA nucleares pequeños o SnRNA forman complejos con proteínas para formar ribo nucleoproteínas y participan pequeño estable ! en el proceso de Splicing y regulación genética. Respuesta correcta La respuesta correcta es: RNA nuclear pequeño estable Pregunta 26 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Enzima que convierte el AMP en la mayoría de los tejidos a adenosina en la ruta del catabolismo de las purinas:  a. Adenosina En la mayoría de los tejidos con excepción del tejido muscular la nucleotidasa libera el grupo fosfato del AMP y se forma un ! desaminasa nucleósido de adenosina que sufrirá una desaminación por una adenosina desaminasa transformándose en inosina b. Adenilo succinato sintasa c. Nucleótido de purina fosforilasa d. Xantina oxidasa e. Adenosina amino hidrolasa Respuesta correcta La respuesta correcta es: Adenosina desaminasa Pregunta 27 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 El principal nucleótido precursor de la síntesis de UTP(uridina trifosfato)y el CTP(citidina trifosfato)en la vía biosintética de los nucleótidos de pirimidina es: a. Carbamoil aspartato b. UMP o Uridina 5´ La UMP o Uridina 5´ monofosfato en presencia de una quinasa y CTP sintetasa de convierte en UTP y CTP ! monofosfato respectivamente. c. Orotato d. OMP( orotidina 5´-monofosfato) e. Acido aspartico de carbamoilo Respuesta correcta La respuesta correcta es: UMP o Uridina 5´ monofosfato Pregunta 28 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Cataliza la unión de los aminoácidos al tRNA en el primer paso de la síntesis de proteínas: a. Sintetasa II Carbamoil fosfato b. PRPP pirofosfoquinasa  c. Reductasa de ribonucleótido d. Aminoacil-tRNA – La Aminoacil-tRNA –sintetasa es el segundo código genético que cataliza la unión de los aminoácidos en el primer sintetasa ! paso de la síntesis proteica. e. Orotato Fosforribosil transferasa Respuesta correcta La respuesta correcta es: Aminoacil-tRNA –sintetasa Pregunta 29 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Es responsable de la traducción de la información genética de los genes: a. El apareamiento entre el anticodón del rRNA y el codón del tRNA b. El apareamiento entre el Anticodón del tRNA y el El apareamiento entre el Anticodón del tRNA y el codón del mRNA es responsable de codón del mRNA ! la traducción genética c. El apareamiento entre el anticodón del DNA y el codón de el tRNA d. El apareamiento entre el anticodón de el mRNA y el codón de el tRNA e. El apareamiento entre el anticodón del mRNA y el codón del mRNA Respuesta correcta La respuesta correcta es: El apareamiento entre el Anticodón del tRNA y el codón del mRNA Pregunta 30 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 En relación al mecanismo de Splicing en la transcripción Todo lo siguiente es cierto, excepto; a. Es un mecanismo universal en todos los El mecanismo de corte y empalme o Splicing se realiza por las partículas SnRNA que forman en el núcleo el gran ! organismos complejo que es el spliceosoma el cual remueve los intrones y empalma los exones para formar el mRNA maduro  organismos complejo que es el spliceosoma el cual remueve los intrones y empalma los exones para formar el mRNA maduro b. Separa los fragmentos de DNA no codificante c. Elimina los intrones y deja los exones unidos en un mRNA maduro d. Tiene lugar en el núcleo antes que el mensaje sea traducido e. Adiciona el CAP o casquete de 7 metilguanosina al extremo 5 prima del ARN Respuesta correcta La respuesta correcta es: Es un mecanismo universal en todos los organismos Pregunta 31 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 De donde proceden los astomos de carbonos de las bases pirimidínicas a. HCO3, Glutamina y aspartato ! Las fuentes metabólicas del anillo de pirimidina son el bicarbonato, glutamina y aspartato b. Glicina, formiato y CO2 (HCO3-) c. Aspartato y CO2 (HCO3-) d. Glicina, aspartato, formiato y CO2 (HCO3-) e. Glicina, aspartato, glutamina, formiato y CO2(HCO3-) Respuesta correcta La respuesta correcta es: HCO3, Glutamina y aspartato Pregunta 32 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Secuencia de tres pares de bases presentes en las moléculas de tRNA adaptadores: a. Codón b. Operón El Anticodón forma parte de un extremo de una molécula de RNA de transferencia es, la secuencia de tres nucleótidos c. Anticodón ! complementaria a una secuencia de otros 3 nucleótidos que se encuentra en el mRNA siendo este ultimo el codón. d. Exón  d. Exón e. Intrón Respuesta correcta La respuesta correcta es: Anticodón Pregunta 33 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Es el sitio principal para la síntesis de nucleótidos; a. El cerebro b. Tejido muscular esquelético c. Tejido adiposo d. Medula osea e. El hígado ! El hígado es el principal sitio para la síntesis de nucleótidos. Respuesta correcta La respuesta correcta es: El hígado Pregunta 34 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 De donde proceden los átomos de nitrógeno que forman el anillo bici clicó de las base púricas: a. Aspartato y glicina b. Glicina, aspartato y glutamina ! Las fuentes metabólicas de los átomos del anillo de purina proceden del aspartato, glicina y glutamina c. Glicina y formiato d. Glicina, aspartato y formiato e. Glutamina, glicina y formiato Respuesta correcta La respuesta correcta es: Glicina, aspartato y glutamina Pregunta 35 Pregunta 35 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 proteína que participa en la transferencia de átomos de hidrogeno desde el NADPH a la ribonucleótido reductasa en la reducción de los ribonucleótidos para formar desoxirribonucleótidos: a. Desoxirribonucleótido sintasa b. GMPsintasa c. Formiltranferasa d. hipoxantina e. Tiorridoxina La Tiorredoxina reductasa es la única enzima conocida capaz de reducir la tiorridoxina utilizando NADPH como agente reductor y reductasa ! media el paso final en la vía de transferencia de electrones para la síntesis de desoxirribonucleótidos Respuesta correcta La respuesta correcta es: Tiorridoxina reductasa Pregunta 36 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Segmentos de moléculas de DNA que cuentan con algunas o miles de bases en forma repetida, que proporcionan la misma información leída hacia adelante o hacia atrás: a. Superenrrollamiento del DNA entrelazado Una secuencia palíndromo es una secuencia de acido nucleico que es lo mismo si se lee de 5' a 3' en una cadena del DNA o en b. Palíndromo ! dirección 3' a 5' en la cadena complementaria con el cual forma una doble hélice. c. Conformación en zig-zag d. Superenrrollamiento del DNA teroidal e. DNA extraído en disolventes como el etanol Respuesta correcta La respuesta correcta es: Palíndromo Pregunta 37 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Son los únicos aminoácidos que están codificados por un único codón: a. Triptófano y serina b. Triptófano y glicina c. Triptófano y metionina ! El triptófano y la metionina son los únicos aminoácidos que están codificados por un único codón. d. Triptófano y arginina e. Triptófano e Histidina Respuesta correcta La respuesta correcta es: Triptófano y metionina Pregunta 38 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Durante la siguiente fase del ciclo celular, las célula eucariota contiene la mayor cantidad de DNA polimerasa: a. Fase M b. Fase En la célula humana la duplicación del ADN ocurre en la fase sintética o fas S del ciclo celular en la cual la célula contiene la mayor S ! cantidad de enzimas y actividad de duplicación del DNA. c. Fase G0 d. Fase G2 e. Fase G1 Respuesta correcta La respuesta correcta es: Fase S Pregunta 39 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 Regiones de codificación que forman el mRNA maduro: a. Marco de lectura abierto El Exón es una secuencia codificante o región de un gen que no se separa durante el proceso de splicing o corte y empalme b. Exón ! manteniéndose en el mRNA maduro. c. Codón d. Intrón e. Operón Respuesta correcta La respuesta correcta es: Exón Pregunta 40 Correcta Se puntúa 2,20 sobre 2,20 El producto de la traducción es: a. mRNA b. proteína ! Las proteínas son los productos de la traducción génica c. RNAns d. DNA e. tRNA Respuesta correcta La respuesta correcta es: proteína Finalizar revisión & Temario de la cuarta unidad Ir a...  INFORMACION GENETICA REPLICACION, PEPARACION Y RECOMBINACION  INFORMACION GENETICA Requiere de dos aspectos , dos reinos moleculares: 1. Conservación ; el DNA, posee características estructurales que potencian el almacenamiento y duplicación de la información. 2.- Transferencia; las proteínas tienen estructuras tridimensionales diversas y flexibles que potencian la transferencia de información.- Pueden doblar, girar, desenrollar y abrir las moléculas de DNA; durante procesos como la replicación y la trascripción.  INFORMACION GENETICA Todos los individuos ,siguientes características: 1. Síntesis rápida y exacta del DNA 2. Estabilidad genética proporcionada por mecanismos de reparación del DNA eficaces 3. La supervivencia a largo plazo de las especies depende también de la variación genética para adaptarse al ambiente cambiante.- Estas variaciones surgen de las recombinaciones genéticas y también de las mutaciones  REPLICACION DEL DNA  La principal función consiste en proveer a la progenie con la información genética del progenitor  Debe ser completa, fiel que asegure la estabilidad  Tiene lugar antes de cada división celular  Al separarse las dos cadenas cada una se utiliza para la síntesis de una cadena complementaria  Cada una de las dos nuevas moléculas de DNA contiene una cadena vieja y y una cadena vieja  Replicación semiconservadora  SINTESIS DE DNA EN LOS PROCARIOTAS ( E.COLI) PASOS BASICOS: 1. Origen de replicacion 2. Desenrollamiento del DNA 3. Síntesis del cebador 4. Síntesis de DNA 5. Unión de los fragmentos de DNA 6. Control del superenrollamiento Tienen lugar durante la mayor parte de la división celular  ORIGEN DE REPLICACION EL DNA circular bacteriano tiene un único origen de replicacion,esta secuencia denominada Ori C, consta de un mínimo de 245 pares de bases donde se unirá una proteína iniciadora(DNA A en E.COLI )  DESENROLLAMIENTO DEL DNA ◼ Las helicasas son las enzimas que catalizan el desenrollamiento del DNA del duplex en la E. Coli, la helicasa principal es la proteína Dna B, un producto de el gen DNAB ( requieren de ATP) ◼ Rompe lps puentes de hidrogeno entre cadenas complementarias, pero solo lo hará si previamente se ha unido la proteína iniciadora al origen de replicación ◼ Las bandas separadas se volverían a unirse ,si no fuera porque las proteínas de unión a cadena sencilla (SSB, del ingles Single Strand Binding Proteínas)se unen rápidamente a las bandas sencillas impidiendo su reanillamiento  SINTESIS DEL CEBADOR ◼ La formación de segmentos cortos de RNA que se denominan cebadores (primers) (10 a 12 nucleótidos de largo).- Necesarios para la iniciación de la replicación del DNA Esta catalizada por la primasa , (una RNA polimerasa) Primosoma; es un complejo multienzimatico que contiene primasa y varias proteínas auxiliares  SINTESIS DE DNA ◼ Por la formación de enlaces fosfodiester entre los nucleótidos apareados por la base a una cadena molde esta catalizada por grandes complejos enzimáticos ; DNA polimerasas ◼ La DNA polimerasa III es la principal enzima que sintetiza DNA en los procariotas ◼ La maquina de replicación del DNA ( replisoma); esta formada por dos copias de la holoenzima pol III, el primosoma y las proteínas de denserollamiento del DNA ◼ Participa la DNA polimerasa I; eliminando el oportunamente el RNA cebador durante la replicación DNA POLIMERASA DE LA E.COLI DNA POLIMERASA procariotas  Formación del enlace fosfodiéster La reacción de formación de este enlace se dan espontáneamente gracias a que el dNTP está activado energéticamente y libera un Pi al formar el enlace.  COMPLEJO DE LA DNA POLIMERASA PROPIEDADES IMPORTANTES: 1. Elongación de la cadena : velocidad en la que ocurre la polimerización, en mamíferos 100 nucleótidos por segundo,10 veces menor que el bacteriano. 2. Posesividad : numero de nucleótidos agregados a la cadena naciente antes de que la polimerasa se separe del molde 3. Corrección de la lectura: identifica los errores y los corrige Gracias a su actividad correctora la DNA polimerasa solo se equivoca 1 vez cada 10 millones de bases añadidas  ACTIVIDAD DE CORRECCION DURANTE LA LECTURA DE LA DNA POLIMERAZA LA DNA polimerasa aparea nucleótidos durante la replicación del DNA con un alto índice de precisión. Si se añade una base incorrecta, la polimerasa se detiene y elimina la base incorrecta,reemplazandola por la correcta, después la replicación continua  ACTIVIDAD EXONUCLEASA 5`--3` DE LA DNA POLIMERASA I ELIMINA EL PRIMERS EN DIRECCION 5`-- 3` Y REEMPLAZA EL ESPACIO DEJADO POR LOS PRIMERS CON NUCLEOTIDOS COMPLEMENTARIOS MEDIANTE SU ACCION POLIMERASA DNA polimerasa de las células eucariotas  UNION DE LOS FRAGMENTOS ◼ Al completarse la replicación una enzima denominada ligasa une los extremos del DNA recién sintetizado (DNA ligasa) ◼ Sella la muesca en la cadena sencilla que existe entre la cadena naciente y los fragmentos de Okasaki en la cadena retardada.  CONTROL DEL SUPERENROLLAMIENTO ◼ Las DNA topoisomerasas(DNA GIRASA); evitan el enmarañamiento de las cadenas de DNA.- alivian la torsión (fuerza giratoria) del DNA que puede lentificar el proceso de replicación. ◼ La doble hélice se desenrolla rápidamente (50 revoluciones por segundo) ◼ Las topoisomerasas son enzimas que cambian el superenrollamiento del DNA( rompen y unen las cadenas( superenrollamiento controlado) COMPONENTES NECESARIOS PARA LA REPLICACION EN CELUAS BACTERIANAS  REPLICACION DEL DNA PROCARIOTA ◼ La replicación del cromosoma circular de E.Coli comienza en un lugar de iniciación que se denomina oriC y se produce en dos direcciones ◼ Al separarse uno de otro los dos lugares de la síntesis activa de DNA (horquillas de replicación) se forma un ojo de replicación ◼ Unidad de replicación o replicón; DNA, iniciación y secuencia reguladoras. HORQUILLA DE REPLICACION Componentes : 1. La DNA helicasa desenvuelve un segmento corto del DNA de doble cadena original 2. Una primasa inicia la síntesis de una molécula de RNA, esencial para la cebadura de la síntesis de DNA 3. La DNA polimerasa inicia la síntesis de la cadena hija naciente 4. Proteínas de unión a cadena sencilla ( SSB) se une al DNA de cadena sencilla y previene la transformación prematura en DNA de cadena doble HORQUILLA DE REPLICACION ◼ La síntesis bidireccional del DNA, se produce una síntesis continua en la dirección 5´--3´ en una cadena y en la dirección 3´---5´ en la otra ◼ Cadena conductora: se sintetiza de forma continua en la dirección 5´---3´(actividad enzimática) ◼ Cadena retardada: se sintetiza en dirección 5´---3´ de forma discontinua( fragmentos Okasaki),DNA ligasa.  HORQUILLA DE REPLICACION LAS DOS CADENAS DE DNA RECIEN SINTETIZADAS TIENEN POLARIDAD OPUESTA  MODELO DE REPLICACION EN E.COLI ◼ Velocidad de replicación hasta 1000 pares de bases por segundo y horquilla de replicación. ◼ 1 error por 10 a la 9 a 10 a la 10 pares de bases ◼ La pol III como la pol I corrigen el DNA sintetizado ◼ La mayoría de los nucleótidos mal apareados se eliminan por las exonucleasas ◼ La región ter (20pb )se une a una proteína de unión ter (TBP), la replicación cesa  DUPLICACION DEL DNA EN EUCARIOTAS PASOS BASICOS: ◼ Identificación de los orígenes de la duplicación ◼ Desenrollamiento( desnaturalización) del DNA de cadena doble para proporcionar un molde de DNA de cadena sencilla ◼ Formación de la horquilla de replicación ◼ Inicio y elongación de la síntesis de DNA ◼ Formación de burbujas de duplicación con ligadura de los segmentos de DNA recién sintetizados ◼ Reconstitución de la estructura de la cromatina BURBUJAS DE DUPLICACION En los eucariotas:  La duplicación es bidireccional; la duplicación sucede en ambos sentidos a lo largo de todos los cromosomas y ambas cadenas se replican al mismo tiempo  La duplicación avanza desde múltiples orígenes en cada cromosoma( 100 en humanos)  DNA TOPOISOMERASAS ◼ Además de la separación de las cadenas de la hélice doble, debe desenrollarse la molécula ( 1 de cada 10 pares de nucleótidos), esto debe ocurrir en segmentos ◼ Esta función la proporcionan enzimas que introducen cortes que introducen cortes en una cadena de la doble hélice que se desenrolla ◼ Los cortes se cierran con rapidez sin gasto energético  CICLO CELULAR Incluye las actividades de crecimiento y división. Es el periodo que va desde el principio de una división hasta el inicio del siguiente Fases; 1.- Interfase;etapa entre dos divisiones 2.- Fase M(mitosis) 3.-Fase de latencia o fase Go  CICLO CELULAR ◼ En las células humanas, la duplicación del genoma del DNA ocurre durante un periodo especifico de la vida de la célula ◼ Este periodo se le conoce como fase sintética o fase S ◼ Durante la fase S las células contienen la mayor cantidad de DNA polimerasa, las enzimas tienen mayor actividad ◼ El DNA nuclear se replica por completo una vez En la actualidad parece que los fenómenos que desencadenan la división consisten en fosforilaciones de proteínas cromosómicas especificas, por quinasas nucleares, las quinasas son inactivas hasta que se unen de manera no covalente a unas proteínas denominadas ciclinas CICLINAS  CICLINAS TRANSICION DEL CICLO CELULAR  INTEGRIDAD ESTRUCTURAL DEL DNA MECANISMOS DE REPARACION MECANISMOS DE REPARACION ◼ La fidelidad de la duplicación reside en el apareamiento especifico de las bases de nucleótidos Se vigila el apareamiento en dos ocasiones: 1.- En el momento del de la inserción de los trifosfatos de desoxirribonucleósido 2.- Corrección de lectura: impide que la frecuencia de incorporación errónea inducida por los tautomerías sea mayor a una vez cada 10 a la 8 a 10 a la 10 pares de bases de DNA sintetizado  La fidelidad en la replicación es crucial para la reproducción celular Se estima que la frecuencia de errores durante la replicación corresponde a una base cada 10 a la 9 a 10 a la10 nucleótidos incorporados  MUTACIONES Es un cambio heredable en la información genética Son la fuente de la variabilidad y diversidad de los organismos vivos, de la evolución Sin ellas los organismos no podrían adaptarse a los cambios del medio ambiente y estarían en peligro de extinción Pueden ser fatales , no solo para la vida de una célula sino para el organismo completo  MUTACION Una alteración en la secuencia de bases Púricas y pirimidicas de un gen causada Por un cambio, ya sea por eliminación o Inserción, de una o mas bases puede dar Origen a un producto génico anormal.  MUTACION La tasa de mutación espontánea natural es notablemente constante entre las especies con un valor de 0.1 a 1 mutación por gen por millón de gametos de cada generación La mayoría de las mutaciones son adversas Aproximadamente el 50% de las concepciones se pierden debido a factores genéticos Un humano dispone de 10 a la 14 células nucleadas , cada una con 3 por 10 a la 9 pares de bases de DNA ,ocurren cerca de 10 a la 16 divisiones celulares en toda la vida y 10 a la menos 10 mutaciones por par de bases, pude haber hasta 1 mutación por cada 10 a la 6 pb en el genoma  TIPOS DE MUTACIONES GENICAS Sustituciones de bases; Es el tipo mas sencillo de mutación génica. Se produce la alteración de un solo nucleótido en el DNA. Cuando se altera la base de un nucleotido,tambien se altera la base del nucleótido de la cadena opuesta. La sustitución de una base provoca la sustitución de un par de bases  SUSTITUCION DE BASES 1.- transición; se cambia una purina por otra diferente o, alternativamente ,una pirimidina se reemplaza por otra pirimidina diferente 2.- transversion:una purina es reemplazada por pirimidina o lo contrario, una pirimidina es reemplazada por una purina  TIPOS DE MUTACIONES GENETICAS Inserciones o deleciones ; Suponen la adición o la eliminación ,respectivamente de uno o mas pares de nucleótidos son mas frecuentes que las sustituciones de bases la adición o delecion de un nucleótido cambia el marco de lectura y altera todos los aminoácidos codificados por los codones que siguen a la mutación  MUTACIONES CAUSAS Mutaciones espontaneas; Las que surgen por cambios naturales en la estructurales en el DNA Mutaciones inducidas; Provocadas por cambios causados por Sustancias químicas ambientales o por radiaciones TIPOS DE DAÑO AL DNA  EFECTOS FENOTIPICOS DE LAS MUTACIONES Mutación cambio se sentido; la sustitución de una Que altera un codón en el mRNA y produce la Incorporación de un aminoácido diferente Mutación si sentido; cambia un codón con sentido (aquel codifica un aminoácido) por un codón sin Sentido(uno que termina la traducción) Mutación silenciosa; altera el codón, pero sigue Codificando el mismo aminoácido Mutación neutral; es una mutación de aminoácidos Que altera la secuencia de aminoácidos de una Proteína ,pero no cambia su función EFECTOS FENOTIPICOS DE LAS MUTACIONES MECANISMOS DE REPARACION  REPARACION AL APAREMIENTO INCORRECTO Corrige errores que surgen cuando se copia el DNA Podría insertarse una C frente a una A, o la polimerasa podría deslizarse o detenerse e insertar 2 a 5 base adicionales sin pareja Proteínas que revisan el DNA recién formado y utilizan la metilación de A en una secuencia GATC como referencia La cadena molde se metila y la nueva no  REPARACION POR ESCISION DE BASES ◼ La despurinacion del DNA, sucede en forma espontánea por la labilidad térmica del enlace N- glucocidico de la purina ◼ Ocurre a un ritmo de 5000 A 1000 células por día a una t° de 37°c ◼ Las bases citosina, adenina y guanina forman uracilo, hipoxantina y xantina respectivamente ◼ N-glucosilasas; las reconocen y eliminan del DNA  REPARACION POR ESCISION DE NUCLEOTIDOS ◼ Se emplea para sustituir regiones de DNA dañado con una longitud hasta de 30pb ◼ Implica la hidrólisis de dos enlaces fosfodiester de la cadena que contiene el defecto, por una excinucleasa ◼ Se elimina esta cadena y se sustituye de nuevo mediante el apareamiento exacto de bases por una polimerasa y ligasa  REPARACION DE RUTAS DE CADENA DOBLE ◼ Es parte del proceso fisiológico del reordenamiento del gen para inmunoglobulina ◼ Al inicio, dos proteínas participan en la unión no homologas de una rotura en la cadena doble: 1. Ku ; tiene actividad latente de helicasa dependiente de ATP 2. Proteincinasa dependiente de DNA (DNA-PK),cuenta con dos sitios de unión,  INTEGRIDAD DEL DNA Y LOS CROMOSOMAS ◼ Se vigila en forma continua en todo el ciclo celular ◼ Los cuatro pasos específicos de esta vigilancia se denominan puntos de control ◼ El supresor tumoral p53 lleva una función primordial en los puntos G1 y G2 ◼ P53 : activa la trascripción de un conjunto de genes que retrasan el transito del ciclo celular y la apoptosis ◼ p21; inhibidor de CDK ciclina (CKI),inhibe las CDK RECOMBINACION DEL DNA RECOMBINACION DEL DNA ◼ Es el reordenamiento de las secuencias de DNA por el intercambio de segmentos de diferentes moléculas ◼ Importante origen de las variaciones que hace posible la evolución ◼ Es responsable de la diversidad de los seres vivos y oportunidad de adaptarse a ambientes cambiantes Este proceso produce: 1. Combinaciones nuevas de genes 2. Fragmentos de genes RECOMBINACION DEL DNA Existen dos formas: ◼ Recombinación general: tiene lugar entre moléculas homologas de DNA, se observa durante la meiosis (división de células eucariotas en las que se producen gametos haploides) ◼ Recombinación especifica de lugar: el intercambio de secuencias de moléculas diferentes solo se requiere regiones cortas homologas de DNA, dependen de las interacciones de las proteína -DNA RECOMBINACION GENERAL PASOS: 1. Apareamiento de dos moléculas homologas 2. Rotura de dos de las cadenas de DNA, una de cada molécula 3. Entrecruzamiento de los dos segmentos (intermediario de Holliday) 4. La DNA ligasa sierra los extremos 5. La migración de rama; transferencia de un segmento de DNA a otro 6. Una segunda serie de cortes de cadenas de DNA 7. DNA polimerasa rellena los huecos y DNA ligasa las sella  RECOMBINACION EN LAS BACTERIAS ◼ Transformación: los fragmentos desnudos del DNA entran en una célula bacteriana a través, de una pequeña aper5tura en la pared celular y se introduce en el genoma bacteriano ◼ Transducción; un bacteriófago de forma inadvertida transporta DNA bactriano a una célula receptora.- La célula utiliza el DNA transducido ◼ Conjugación ; la célula donadora tiene un plásmido, le permite sintetizar un apéndice filamentoso que actúa en el intercambio de DNA, el cual se3 integra en el cromosoma del receptor RECOMBINACION ESPECIFICA DE LUGAR ◼ Transposición: determinados segmentos de l genoma pueden moverse de un segmento a otro (transposones: elementos transponibles, segmentos de DNA que contienen los genes para la transposición ;genes saltarines) Movimiento de un trozo del DNA de un lugar del genoma a otro Papel importante en la diseminación de resistencia a los antibióticos  MECANISMOS DE TRANSPOSICION ◼ Transposición replicativa;durante la transposición una copia replicada se inserta en una localización nueva( lugar diana), dejando el transposon original en su lugar original  MECANISMOS DE TRANSPOSICION ◼ Transposición arreplicativa: los elementos transponibles se eliminan de su lugar original ( lugar donador) y se inserta en un lugar diana, posteriormente debe repararse el lugar donador.- Si no se puede reparar las consecuencias son letales  NUCLEOTIDOS DE PURINA Y PIRIMIDINA DEGRADACION  DEGRADACION DE LOS NUCLEOTIDOS Se degradan constantemente Debido al recambio normal de los ácidos nucleicos , nucleótidos y la digestión de ácidos nucleicos de los alimentos Ácidos nucleicos se hidrolizan a oligonucleotidos por enzimas (nucleasas especificas ) Desoxirribonucleasa (DNAsas) Ribonucleasas(RNAsas) Los oliginucleotidos se degradan a mononucleotidos por fosfodiesterasas Los mononucleotidos se degradan a nucleósidos por la acción de nucleotidasas Los nucleósidos se degradan a bases libres y pentosas por nucleosidasas en la forma que se absorben DEGRADACION DE NUCLEOTIDOS Ácidos nucleicos Hidrólisis DNAsas/RNAsas Oligonucleótidos Fosfodiesterasa Mono nucleótidos Eliminación fosfato Nucleotidasas Nucleósidos Absorción intestinal Nucleosidasas Bases libres Ribosa o Desoxirribosa Sintetizar ácidos nucleicos Degradación en el enterocito  CATABOLISMO DE LAS PURINAS Los humanos convierten a La adenosina y guanosina A ácido úrico La fosforolisis de los nu- Cleosidos de purina o piri- midina es un paso impor- Te en el salvamento de Azucares para recciones Subsecuentes La formación de nucleósidos De purina y pirimidina en Reacciones catalizadas por las Fosforilasas representa un mecanis- mo de salvamento y reutilización de las Bases y la ribosa 1-fosfato La ribosa 1-fosfato puede ser convertida por Una mutasa a ribosa 5- fosfato : sustrato de La PRPP sintetasa.  DEGRADACION La adenosina 5`monofosfato(AMP),presenta dos vías distintas de degradación dependiendo del tejido; 1. Ruta general; que ocurre en la mayoría de los tejidos :una nucleotidasa libera el grupo fosfato y se forma un nucleosido de adenosina que sufrirá una desanimación por una adenosina desaminasa,transformandose en inosina 2. En el tejido muscular; se realiza primero la desaminacion,pasando a inosina monofosfato(IMP),que sufrirá una defosforilacion para convertirse a inosina  DEGRADACION La inosina, punto de confluencia de ambas vías, perderá el azúcar fosfato(la ribosa)pasando a hipoxantina(purina oxidada libre)que tras una oxidación originara xantina y tras una segunda oxidación originara acido úrico La guanosina monofosfato(GMP),se desfosforila pasando a guanosina, esta pierde el azúcar y da guanina, que se desamina originando xantina CATABLISMO DE LAS PURINAS  CATABOLISMO DE LAS PURINAS En el músculo, el AMP inicialmente se convierte En IMP por el AMP desaminasa En la mayoría de los tejidos el AMP se hidroliza Por la 5´nucleotidaza La purina nucleósido fosfohidrolasa(fosforilasa) Convierte la inosina, guanosin y xantosina en hipo- Xantina,guanina y xantina respectivamente. En el catabolismo de AMP, GMP y XMP se libera: 1. Ribosa 1- fosfato 2. Ácido úrico 3. O2 mas agua Las reacciones de la xantina deshidrogenasa y la xantina oxidasa difieren pero los términos se usan de manera intercambiable La xantina deshidrogenasa es un blanco para el el tratamiento de la hiperuricemia y de la gota CATABOLISMO DEL ACIDO URICO  ENFERMEDADES COMO CONSECUENCIA DE DEFECTOS DE LA RUTA DE LAS PURINAS La gota : es el resultado de la producción excesiva de purinas,cuando las concentraciones de urato serico exceden el limite de la solubilidad , el urato monosodico se cristaliza; artritis gotosa(dedo gordo del pie y cálculos renales y tofos) La gota primaria : aberraciones no comprendidas(deficit de HPRT o Hiperactividad de PPRS) La gota secundaria: 1. Recambio celular aumentado 2. Después de tratamiento con antimetabolitos o de radioterapia 3. La PRPP sintetasa no responde a la retroinhibicion por el GMP y el AMP 4. Variantes de la PRPP sintetasa con actividad aumentada  ENFEMEDADES COMO CONSECUENCIA DE DEFECTOS DE LAS RUTAS CATABOLICAS DE LAS PURINAS Síndrome de Lesch-Nyhan: o Ligada al cromosoma X o Falta de actividad de la fosforribosil transferasa de hipoxantina-guanina o Hay elevación de la PRPP y disminución de retroinhibidores,estimulacion de la PRPP amidotransferasa, aumento de 200 veces la síntesis de purinas por la vía de novo o Retrazo del desarrollo psicomotor,coreoatetosis,espasmos, retardo mental , conducta agresiva y autolesiva , anemia macrocitica y sobreproducción de ácido úrico, mortal por insuficiencia renal  ALOPURINOL COMO SUSTRATO DE LA XANTINA DESHIDROGENASA El efecto terapéutico tres Mecanismos: 1. Es oxidado a aloxanti- por la xantina deshidrogenasa ( el alopurinol y la aloxantina,inhiben esta enzima) 2. El ribonucleótido de alopurinol y el ribonucleo- tido de aloxantina son re- troinhibidores de la PRPP amidotransferasa 3. El alopurinol y la aloxantina son sustratos de la fosforribosil transferasa de hipoxantina- guanina  ENFERMEDADES COMO CONSECUENCIA DE LOS DEFECTOS DE LAS RUTAS DE LAS PURINAS Inmunodeficiencias: Deficiencia de adenosina deamidasa Las concentraciones elevadas de dATP inhiben la ribonucleótido reductasa Esto deprime la síntesis de DNA Esto se observa en linfocitos T y B Fallecimiento temprano por infecciones masivas Deficiencia de nuclceosido fosforilasa Las concentraciones de los nucleótidos de purina son elevadas y disminuye la síntesis de ácido úrico, Las concentraciones elevadas de dGTP es responsable del deterioro de los linfocitos T  DEGRADACION DE LAS PIRIMIDINAS Los productos finales son Muy hidrosolubles: 1.- CO2 2.-NH3 3.-B-alanina 4.-B-aminoisobutirato  DEGRADACION DE LAS PIRIMIDINAS La citidina y desoxicitidi- na se convierten en uri dina y desoxiuridina por reacciones de desamina cion , cataliza la citidina desaminasa La dCMP se deamina a dUMP, este se convierte a de- soxiuridina por la 5´nucleo- tidasa La uridina y la desoxiuridina por la Nucleosido fosforilasa a acido uracilo La timina se forma a partir del timidilato dTMP por acciones secuénciales de la 5,nucleotidasa y nucleótido fosforilasa PASOS COMUNES EN LA DEGRADACION DE LAS PIRIMIDINAS Uracilo y timina se redu- cen por la hidrouracilo- deshidrogenasa Dihidrouracilo y dihidro- Timina, la hidrólisis por la hidropirimidinahidrasa abre los anillos El B-ureidopropianato y el B-ureidoisobutiratose deami- nan por la B-ureidopropianasa La B- alanina y el B-aminoisobutirato se pueden degradar a acetil-coA y succi- nil-coA, respectivamente.  SOBREPRODUCCION DE CATABOLITOS DE PIRIMIDINA Productos finales hidrosolubles,la producción excesiva pocos síntomas y signos Los trastornos de metabolito de folato y vitami- na B12 originan deficiencias de TMP Acidurias oroticas;deficiencia de orotato fosforribosil- Transferasa y orotidilato descarboxilasa(UMP SINTASA)acumulacion de acido orotico; anemia megaloblastica,retraso del desarrollo y el crecimiento,malformaciones cardiacas,estrabismo bilateral y debilidad musculo eswqueletica-  RNA NATURALEZA QUIMICA  RNA  El ácido ribonucleico es un polímero de ribonucleótidos de purina y pirimidina mantenidos juntos por medio de puentes3´-5´ fosfodiester análogos al del DNA  Participan casi todos ellos, en algún aspecto de la síntesis proteica  Durante la transcripción se producen moléculas nuevas de RNA  La secuencia de bases de RNA esta especificada por la secuencia de bases de una de las dos cadenas de DNA  Las secuencias de DNA y RNA complementarias so antiparalelas  RNA CARACTERISTICAS  La parte del azúcar a la cual se unen las bases y los fosfatos es la ribosa  Contiene ribonucleótidos de adenina, guanina y citosina y en lugar de timidina contiene uracilo  Existe como una sola cadena, puede enrollarse sobre si mismo y formar estructuras tridimensionales únicas y complejas  El contenido de guanina no necesariamente es igual al contenido de citosina, ni el de adenina al de uracilo  Puede ser hidrolizado por los álcalis en 2´-3´ diesteres cíclicos de los mononucleotidos  MOLECULAS DE RNA CLASES: 1. RNA de transferencia (tRNA); 15% del total 2. RNA ribosomal (rRNA); 80% del total 3. RNA mensajero (mRNA) ;1 a 5% del total Otros : 4. RNA heterogéneo (hnRNA) 5. RNA pequeño estable; nucleares pequeños (snRNA);memos del 1% del total ( ribozimas; actúan como catalizadores)  RNA DE TRANSFERENCIA  Transportan aminoácidos a los ribosomas para su ensamblaje en las proteínas  Representan el 15% del RNA celular y el rango de longitud 74 a 95 nucleótidos (75)  Las células poseen al menos una clase de tRNA para cada uno de los 20 aminoácidos  La secuencia de nucleótidos permite un extenso doblez, complementariedad intracadena genera una estructura secundaria similar a una hoja de trébol  RNA DE TRANSFERENCIA Bases modificadas: 1. Pseudouridina 2. 4-tiuridina 3. 1-metilguanosina 4. Dihidrouridina  RNA DE TRANSFERENCIA COMPONENTES Y FUNCION: 1. El 3, terminal : forma un enlace covalente con un aminoácido especifico 2. El bucle anticodon: contiene una secuencia de tres pares de bases que es complementaria con el triplete del DNA que codifica el aminoácido especifico 3. El bucle D (dihidrouridina) 4. El bucle timina, pseudouridina y citosina 5. El bucle variable  RNA RIBOSOMAL  Es la forma mas abundante de RNA en las células ( 80% del RNA total)  Su estructura tridimensional global es compleja  El rRNA es un componente de los ribosomas  RNA MENSAJERO  mRNA es el transportador de la información genética desde el DNA para la síntesis de proteínas  5% del RNA celular  Varia considerablemente de tamaño  Polisoma: ribosomas ensamblados a mRNA para la síntesis proteica  RNA MENSAJERO (mRNA ) PROCARIOTAS: EUCARIOTAS:  Monocitronico: codifica un  Policistronicos; información que único polipéptido codifica varias cadenas polipeptídicas  Se modifica en gran medida;  Se traducen a proteínas 1. Formación de caperuza mientras que se sintetizan o (unión de una 7- inmediatamente después metilguanosina al residuo 5´- terminal) 2. Corte y empalme (eliminación de los intrones) 3. Unión de un polímero de adenilato, se denomina cola de poli A  RNA MENSAJERO (mRNA) o la caperuza o casquete (cap); esta involucrada en el reconocimiento del mRNA por la maquinaria de traducción y lo estabiliza protegiéndolo de las 5´ exonucleasa o La cola poli A previene el ataque de las 3´- exonucleasas  RNA HETROGENEO NUCLEAR (hnRNA)  Son los productos inmediatos de la trascripción genética ( transcritos primarios), procesadas para generar las moléculas de mRNA.  Son los precursores del mRNA previo a su ingreso al citoplasma  Moléculas heterogéneas en tamaño y son muy grandes  RNA PEQUEÑO ESTABLE  Forman complejos con proteínas para formar ribonucloproteinas  Están distribuidas en el núcleo, citoplasma o ambos  Los RNA nucleares pequeño (snRNA), un subgrupo de estos RNA; ( sinurps) participan en el procesamiento de los mRNA y la regulación genética  sRNA, U1, U2,U3,U4,U5y U6 ;remoción de intrones y el procesamiento de hnRNA en mRNA  TRANSCRIPCION  Toda molécula de RNA presente en una célula ha sido sintetizada a partir de un molde de DNA en un proceso denominado transcripción  TRANSCRIPCION  La síntesis de una molécula de RNA a partir de DNA ;proceso complejo involucra enzimas del grupo RNA polimerasas y varias proteínas asociadas  La síntesis de RNA se produce por la incorporación de ribonucleótidos que cataliza la RNA polimerasa dependiente de DNA  TRANSCRIPCION  La secuencia de ribonucleótidos en una molécula de RNA es complementaria a la secuencia de desoxirribonucleótidos de una cadena de la de la molécula de DNA de doble cadena  La cadena que se transcribe o copia a una molécula de RNA se conoce como cadena molde del DNA o cadena (-)  La cadena (+) que no es molde, tiene la misma secuencia de bases del transcrito primario( excepto U por T ), se le denomina también cadena codificadora  La información de la cadena molde se lee siempre en la dirección 3´ a 5´  SINTESEIS DE RNA PROCESOS: 1. FASES a) Iniciación b) Elongación c) Terminación 2. Grandes complejos de iniciación con múltiples componentes 3. Fidelidad a las reglas de apareamiento de bases  SINTESIS DE RNA  La RNA polimerasa (RNAP) dependiente de DNA es la enzima responsable de la polimerización de los ribonucleótidos con una secuencia complementaria a la cadena molde del gen  El RNA transcrito tiene la misma polaridad 5´-3´ que la cadena codificadora, contiene U en lugar de T  La RNAP se asocia a un factor proteico especifico ( factor sigma),ayuda a la unión del promotor  RNAP EN EUCARIOTAS  Tres RNAP: 1. La RNAP I ( dentro del núcleo): transcribe rRNA grande 2. LA RNAP II: transcribe mRNA y la mayoría de los snRNA ( la enzima que transcribe la mayoría de los genes eucariotas) 3. La RNAP III: transcribe tRNAy rRNA  SINTESIS DE RNA  Unión al molde: la RNAP se une al DNA localiza un promotor (p) y funde las dos cadenas de DNA para formar un complejo de preinicio (pic) (complejo abierto)  iniciación de la cadena: la holoenzima RNAP cataliza el acoplamiento de la primera base ATP O GTP con un segundo trifosfato de ribonucleósido para formar un di nucleótido  Elongación de la cadena: los residuos sucesivos se agregan al extremo 3´ OH de la naciente molécula de RNA  Terminación de la cadena y liberación: la cadena de RNA terminada y la RNAP se liberan del molde SINTESIS DE RNA  TRANSCRIPCION DE LOS EUCARIOTAS  INICIACION; los factores de transcripción generales( denominados TFILA,TFIIB,TFIID) se unen al promotor del gen, que también posee una secuencia consenso denominada caja TATA por la secuencia rica en T y que se encuentra en la posición -25 del promotor  Los factores son necesarios para que la RNA polimerasa se fije al promotor y comience la transcripción del gen Cual de las dos hebras contiene el mensaje genetico  Las enzimas encargadas de transcribir los genes deben de reconocer alguna señal en cromosoma que indique donde comienza y donde termina el mensaje  La unidad de transcripción de un gen consta de tres regiones; 1. Un promotor 2. Una secuencia codificante 3. Una señal de terminación  Unidad de transcripción Componentes;  Promotor  Región codificante  Señal de terminación  TRANSCRIPCION EN LOS EUCARIOTAS ELONGACION; posteriormente al inicio de la transcripción se produce la fosforilacion de una porción de la RNA polimerasa por otros factors(TFIIH) que permite que la RNA polimerasa deje de unirse fuertemente al promotor y continúe la transcripción del gen(la fosforilacion hace que la polimerasa se separe del complejo de iniciación) TRANSCRIPCION EN EUCARIOTAS INICIACION Y ELONGACION  MADURACION DEL RNA EN EUCARIOTAS  Los mRNA transcrito en la célula eucariota sufren grandes transformaciones antes de ser traducidos por la maquinaria de síntesis proteica; 1. Adición del CAP; adición de un nucleótido modificado 7-metil-guanosina,que hace la función de caperuza 2. Poliadenilacion; se añaden un gran numero de poliadeninas denominada; cola poli(A) 3. Splicing; se retiran las secuencias no codificantes o intrones dejando solo las secuencias codificantes o exones unidas  SEPARACION DE LOS INTRONES  Las enzimas que separan los intrones son ribozimas (moléculas formadas por RNA catalíticos y proteínas) son también denominadas ribo nucleoproteínas nucleares(snRNP),que se adhieren a determinadas secuencias del transcrito primario de RNA y reconocen aquellos tramos que deben ser eliminados de la secuencia intronica  Siempre hay una secuencia fijas en los extremos del intron;GU en el 5´ y AG en el 3´  El mecanismo de corte y empalme ( splicing) se realiza por las partículas de snRNP que forman en el núcleo el gran complejo denominado spliceosoma (cinco diferentes snRNP, con una molécula snRNA cada una y mas de 300 proteínas) MODIFICACIONES EN UN TRASCRITO PRIMARIO PARA CONVERTIRSE EN UN PRE-mRNA En el extremo 5` se adiciona el cap y en el 3`una cola de poliadeninas SEPARACION DE UN INTRON NUCLEOTIDOS BIOSINTESIS Y VIAS DE RECUPERACION  NUCLEOTIDOS DE PURINA Y PIRIMIDINA  Los tejidos del hombre sintetizan purinas y pirimidinas.  Producción en cantidades y tiempo apropiados  Los ácidos nucleicos de la alimentacion son degradados a mononucleotidos absorbidos o convertidos en bases purina y pirimidina  Las purinas y pirimidina de la dieta no se incorporan a los ácidos nucleicos tisulares  NUCLEOTIDOS DE PURINA BIOSINTESIS Procesos que contribuyen a la biosíntesis de Nucleótidos de purina; A. Síntesis de intermediarios anfibolicos (síntesis de novo) B. Reacciones de rescate ( salvamento) 1. Fosforilación de purinas 2. Fosforilación de nucleótidos de purina  NUCLEOTIDOS DE PURINA  Las bases puricas obtenidas a partir del recambio normal de los ácidos nucleicos celulares o a partir de la alimentación se convierten en nucleótidos.  El hígado es el sitio principal de la biosíntesis de nucleótidos de purina, proporciona purinas y nucleótidos de purina para los sitios que no son capaces de biosintetizarlos: 1. El cerebro humano : disminución de amidotransferasa 2. Eritrocitos y leucocitos PMN : no sintetizan 5 fosforribosilamina  FUENTES METABOLICACAS DE LOS ATOMOS DEL ANILLO DE PURINA Los átomos que forman el anillo proceden de 1. Aspartato 2. CO2 3. Glicina 4.-Glutamina 5.Formiltetrahidrofolato NUCLEOTIDOS DE PURINA  La síntesis de novo comienza con la formación de 5- fosfato-alfa-D- ribosil-pirofosfato (PRPP)  El sustrato de esta reacción es la alfa- D-ribosa – 5 – fosfato (ruta de las pentosas fosfato)  NUCLEOTIDOS DE PURINA  El determinante principal de la rapidez de la biosíntesis es la concentración de PRPP  La rapidez de síntesis de PRPP depende de la disponibilidad de la ribosa 5-fosfato y de la actividad de la PRPP sintetasa  El PRPP se convierte a inosina monofosfato (inosinato) IMP.-Primer nucleótido de purina NUCLEOTIDOS DE PURINA  NUCLEOTIDOS DE PURINA CONVERSION DE IMP EN AMP  NUCLEOTIDOS DE PURINA Reacciones de rescate: Conversión de purinas, ribonucleosidos,y Desoxirribonucleósidos en mononucleotidos 1. La fosforilación me- diante PRPP de una Purina libre para formar un 5¨mononucleotido de purina (mecanismo mas importante) 2. Transferencia de fosforilo desde ATP a un ribonucleósido de purina (Adenisin cinasa y la desoxicitidina)  NUCLEOTIDOS DE PURINA Los nucleótidos trifosfato son los nucleoti- dos que se utilizan en el metabolismo. ATP se sintetiza del ADP + PI (reacciones de glicólisis, metabolismo aeróbico). ADP --- ATP :adenilato quinasa. Nucleósidos difosfato quinasa -----nucleósidos trifos- Fato( el ATP es el donador de fosfato para la conversion de nucleotidos difosfato a trifosfato)  NUCLEOSIDOS DE PURINA Regulación de la bio- Sintesis de los nucleo- tidos de purina: La PRPP sintetasa una Enzima sensible a la Inhibición por retroali- mentación que ejercen AMP, ADP,GMP Y GDP El AMP Y GMP inhiben por Retroalimentacion la adenil- Succinato sintasa y la IMP des- Hidrogenasa La conversion de IMP a AMP requiere de GTP, La conversion de XMP en GMP Requiere de ATP EL AMP Y GMP Inhibe la hipoxantina- guanina fos- Forribosiltransferasa GMP inhibe LA GLutamilamidotransferasa se PRPP  NUCLEOTIDOS DE PIRIMIDINA Fuentes metabólicas de Los átomos del anillo de Pirimidina: 1.-El carbamoil-fosfato se deriva del bicarbonato 2.-El nitrógeno amido de Glutamina 3.-El aspartato  NUCLEOTIDOS DE PIRIMIDINA El anillo de pirimidina se Se ensambla primero y Luego se liga a la ribo- Sa fosfato Los átomos de carbo- no y nitrógeno del anillo: Del bicarbonato, el as- Partato, y gluatamina La orotidina 5´-fosfato;OMP Es el primer nucleótido de la ruta Por reacción con el PRPP EL UMP es un precursor de los Nucleótidos de pirimidina: UTP y CTP  PROTEINAS MULTIFUNCIONALES DE LA VIA BIOSINTETICA DE LAS PIRIMIDINAS  Las primeras tres enzimas se encuentran en la misma proteína citoplasmática como proteína trifuncional o poliproteina.  La deshidrogenas se localiza en la cara externa de la membrana mitocondrial interna.  Las ultimas dos enzimas en el citoplasma como proteína bifuncional  NUCLEOTIDOS DE PIRIMIDINA Regulación de la biosíntesis:  Regulación alosterica  Inhibición de la sintasa II de fosfato de carboilo (nucleótidos de purina y UTP)  Activación de la sintasa II de fosfato de carboilo (PRPP)  Inhibición de la aspartato transcarbamoilasa y activación (CTP Y ATP respectivamente)  Represión y desrepresion coordinadas BIOSINTESIS NUCLEOTIDOS DE PIRIMIDINA  El metrotexate inhibe la dihidrofolato reductasa  Ciertos análogos de pirimidina son sustratos para las enzimas de la biosíntesis de nucleótidos de pirimidina  Recuperación de las bases de pirimidina Ocurre en una ruta de dos pasos: La enzima pirimidina nucleósido fosforilasa relativamente (poco específicas) convierte las bases en sus respectivos nucleósidos Las nucleósido cinasas (más específicas) reaccionan con los nucleósidos formando los nucleótidos (ribonucleósido y desoxiribonucleósido cinasas)  Recuperación de las bases de pirimidina /DSLULP LGLQD IRVIRULODVD SXHGHXVDUWRGDVODV SLULP LGLQDVSHURWLHQH SUHIHUHQFLDSRUHOXUDFLOR (uridina fosforilasa). Poseen baja afinidad por la timina Hay una WLP LGLQD IRVIRULODVD que tiene mucho mayor afinidad por la timina y agrega un residuo de dRibosa  TIMIDILATO SINTASA Y REDUCTASA DE DIHIDROFOLATO Terapia del cáncer Timidilato sintasa: Es el sitio de accion del fluoracilo. Reductasa de dihi- droofolato:es inhibi- da por el metotrexato Síntesis de desoxi-ribonucleótidos TR: tiorredoxina reductasa NDP: ribonucleótido difosfato dNDP: desoxi ribonucleótido difosfato Síntesis de desoxi-ribonucleótidos  Regulación de la síntesis de desoxi-ribonucleótidos Las flechas color morado indican la estimulación de la vía y las flechas rojas inhibición de las vías  ADN ESTRUCTURA Y FUNCION ESTRUCTURA Y FUNCION DEL DNA Los rasgos físicos se heredan en unidades discretas denominadas genes Los cromosomas del interior del núcleo son los depósitos de la información genética En la composición química de los cromosomas se identifico el DNA ( ácido desoxirribonucleico) como la información genética La secuencia de bases en el DNA celular es la fuente de información para la copia fiel o duplicación Al conjunto completo de esta información de un organismo codificado en la secuencia de nucleótidos de DNA se denomina genoma  INFORMACION GENETICA Gen: es un segmento de DNA que codifica la secuencia primaria de un producto final sea una proteína o un RNA,con una función estructural o catalítica Genoma: el material genético de un organismo conjunto único y completo de informa- cion genética  ADN La secuencia de bases del DNA celular es la fuente de información para la copia fiel o duplicación La secuencia de bases en el DNA es la fuente de información para la síntesis de RNA, o transcripción Algunas veces, el RNA viral proporciona la información para la biosíntesis de DNA a través de la trascripción inversa Durante la traducción incluye la biosíntesis de proteínas por el sistema ribosómico, la secuencia de bases en el RNA determina la secuencia de aminoácidos en la proteína correspondiente ( varios tipos de RNA)  ADN Es un polímero de desoxirribonucleótidos formado por miles e incluso millones de residuos monomericos Los desoxirribonucleótidos están formados por una base de purina o de pirimidina unida al átomo de carbono 1´de la 2´desoxirribosa Una unión fosfodiester une el grupo 5´hidroxilo de la desoxirribosa al grupo 3´- hidroxilo de un desoxirribonucleótido adyacente para formar un esqueleto repetido La secuencia de bases a lo largo del esqueleto azúcar fosfato constituye la estructura primaria del DNA  ADN La secuencia de bases especifica distingue el DNA de un gen al de otro La secuencia de bases representa el contenido de información del DNA (código genético) La cadena de polidesoxirribonucleotidos tiene polaridad Un grupo 5´-hidroxilo o fosfato terminal, se encuentra hacia el extremo 5´y el grupo 3´- hidroxilo hacia el extremo 3´ para probar la polaridad se dibuja una flecha del grupo 5´hidroxilo al grupo 3´-hidroxilo de un residuo de desoxirribosa La información genética reside en el orden de las unidades monomericas dentro del polímetro  ADN Esta formado por dos cadenas de polidesoxirribonucleotidos enrolladas una alrededor de la otra, a lo largo de un eje común Las dos cadenas muestran los pares de bases complementarias de Watson-Crick Las cadenas complementarias de la doble hélice muestran polaridad opuesta y por lo tanto son antiparalelas Forma común de DNA : hélice derecha ;los residuos de las bases forman una espiral en la dirección de las manecillas del reloj Cada base esta orientada en ángulo con el eje largo de la hélice , la estructura global se parece a una escalera de caracol  ADN Las dos cadenas de esta doble hélice se mantienen en su lugar por medio de puentes hidrogeno entre las bases de purina y pirimidina Existen dos clases de apareamiento especifico de bases :la adenina se aparea con la timina, la guanina se aparea con la citosina Esta restricción del apareamiento de las bases explica que en una molécula de ADN de doble cadena , el contenido de A es igual al de T y el de G es igual al de C La especificidad del apareamiento es la característica estructural mas importante del DNA  MOLECULAS DE DNA DIFERENTE COMPOSICION DE BASES ERWIN CHARGAFF 1940 Reglas de Chargaff 1. La composición de las bases del DNA generalmente varia de una especie a otra 2. Las muestras de DNA aisladas de los diferentes tejidos de la misma especie se componen de las mismas bases 3. La composición de bases del DNA de una determinada especie no varia con la edad del organismo, ni con su estado nutricional, ni con las variaciones ambientales 4. En todos los DNA de diferentes especies, el numero de los residuos de adenina es igual al de los residuos de timina(A=T) y el numero de residuos de guanina es igual al numero de residuos de citosina(G=C),a partir de esta proporción es posible considerar que la suma de los residuos de purina es igual a la suma de los residuos de pirimidina ( A+G=T+C)  ADN Las cadenas dobles de DNA existen ,por lo menos, en 6 formas (A a E y Z ) La forma B es la que por general se encuentra en condiciones fisiológicas (baja concentración salina y alto grado de hidratación Un solo giro de la forma B del DNA alrededor del eje de la molécula contiene 10 pares de bases , cada par de bases se extiende 0.34 nm a lo largo del eje, la distancia que separa un giro de la forma B es de 3.4 nm y el diámetro helicoidal de la doble hélice en la forma B es de 2 nm  ADN Cuando el DNA se deshidrata parcialmente, asume la forma A Los pares de bases no se encuentran formando ángulos rectos con el eje de la hélice sino que se doblan alejándose de la horizontal La distancia de las pares de bases esta reducida por vuelta de hélice, Cada vuelta de hélice se produce 2.5 nm y el diámetro de la molécula es de 2.6 nm Se observa cuando se extrae con disolventes como el etanol Los duplex de RNA y los duplex de RNA/DNA que se forman durante la trascripción se asemejan al DNA A  DNA La forma Z ( conformación en zig-zag) se aparta radicalmente de la forma B Es mas delgado, esta enrollado en una espiral izquierda, cada vuelta se produce en mayor nm Los segmentos de DNA alternos especialmente CGCGCG son los que con mayor probabilidad adoptan esta forma No esta claro su significado fisiológico  CARACTERISTICAS ESTRUCTURALES DEL DNA A B Z Sentido de la hélice Hacia la derecha Hacia la derecha Hacia la izquierda Diámetro 26 A 20A 18A Pares de bases por vuelta de 11,6 10 12(6 dímeros) hélice Giro de hélice por par de 31grados 36 grados 60 grados (por dímero) base Paso de la hélice(avance por 34A 34A 44A vuelta) Ascenso de la hélice por por 2,9A 3,4A 7,4A ( por dímero) par de bases Inclinación de la base 20 grados 6 grados 7 grados perpendicular al eje de la hélice Surco mayor Angosto y profundo Angosto y profundo chato Surco menor Ancho y plano Angosto y profundo Angosto y profundo Conformación del enlace anti anti Anti para las pirimidinas glucocidico y sin para las purinas SEGMENTOS DE MOLECULAS DE DNA TIENEN DIVERSAS ESTRUCTURAS DE ORDEN SUPERIOR Cruciformas estructuras en forma de cruz: Se forma cuando una secuencia de DNA contiene un políndromo( secuencia que proporciona la misma información leída hacia delante o hacia atrás) Las secuencias de DNA que forman políndromos que pueden constar de algunas bases o miles de bases se denominan repeticiones invertidas  SEGMENTOS DE MOLECULAS DE DNA TIENEN DIVERSAS ESTRUCTURAS DE ORDEN SUPERIOR Formación de triple hélice, se denomina DNA H: Depende de la formación de apareamiento de bases no convencionales( apareamiento de las bases de Hoogsteen) que se producen sin romper los pares de bases de Watson –Crick No se conoce su significado Pueden participar en la recombinación genética  SEGMENTOS DE MOLECULAS DE DNA TIENEN DIVERAS ESTRUCTURAS DE ORDEN SUPERIOR Superenrrollamiento del DNA: Es un proceso dinámico tridimensional Facilita diversos procesos biológicos Empaquetamiento del DNA en una forma compacta 1. Superenrrollamiento negativo ( se enrrolla a la derecha :entrelazado) 2. Superenrrollamiento positivo (se enrrolla a la izquierda: toroidal)  DNA ESTABILIDAD DE SU ESTRUCTURA HELICODAL ENLACES NO COVALENTES: A. Interacciones hidrófobas: la nube de electrones es apolar el agrupamiento es un factor de estabilidad de la macromolécula tridimensional minimización de sus interacciones con el agua B. Enlaces de hidrogeno: La proximidad de los pares de bases dan lugar a los enlaces hidrogeno,tres entre GC y dos entre AT , el efecto cremallera acumulativo mantiene las cadenas en la orientación complementaria adecuada  DNA ESTABILIDAD DE SU ESTRUCTURA HELICOIDAL C. Apilamiento de bases: el apilamiento paralelo de las bases heterocíclicas estabiliza las moléculas debido al efecto de las fuerzas débiles de Van der Waals( interacciones electrostáticas transitorias débiles, la atracción depende de el radio) D. Interacciones electrostáticas: la superficie externa del DNA se denomina azúcar-fosfato posee fosfatos cargados negativamente, la repulsión entre los grupos fosfato se ve minimizado por los efecto de pantalla de los cationes divalentes como el mg2 y moléculas policationicas como las poliaminas y las histonas(H1 del DNA) TAMAÑO DE LOS GENOMAS DE DISTINTOS ORGANISMOS valor C es la cantidad de DNA presente en el genoma de un organismo  ORGANIZACIÓN DE LOS GENES EN EL DNA EUCARIOTA Mas compleja que en los procariotas Intrones ( secuencias intercaladas); Son segmentos intercalados de DNA que no codifican la secuencia de aminoácidos del producto del polipetido,secuencias de DNA no traducido. Exones (secuencias codificantes); Segmentos codificantes, con información para productos proteicos o RNA En los eucariotas superiores; los genes tienen en general mas secuencias en los intrones que en los exones Solo el 1.5% del DNA humano es codificante o exonico  SECUENCIAS DEL DNA DE LAS CELULAS EUCARIOTAS TRES TIPOS DE SECUENCIAS A. Secuencias de DNA únicas B. DNA moderadamente repetitivo C. DNA altamente repetitivo SECUENCIAS DEL DNA DE LAS CELULAS EUCARIOTAS TRES TIPOS DE SECUENCIAS Secuencias de DNA únicas; están compuestas por grupos de nucleótidos que solo se repiten una vez, o como maximo,unas pocas veces en el genoma Este DNA incluyen secuencias que codifican proteínas y una gran cantidad de DNA que su función se desconoce 25 y el 50% del total de genes que codifican proteínas  SECUENCIAS DEL DNA DE LAS CELULAS EUCARIOTAS TRES TIPOS DE SECUENCIAS DNA moderadamente repetitivo: esta compuesto de secuencias de entre 150 y 300 Pb, repetidas varios miles de bases Funciones importantes en las células, los genes que codifican los rRNA y los tRNA Dos tipos de repeticiones A. Secuencias repetidas en tandem aparecen una después de otra y tienden a agruparse en unos pocos sitios del cromosoma B. Secuencias repetidas y dispersas están diseminadas por todo el genoma  SECUENCIAS DEL DNA DE LAS CELULAS EUCARIOTAS TRES TIPOS DE SECUENCIAS DNA altamente repetitivo; Tienen menos de 10 Pb están repetidas de cintos de miles a millones de veces y se encuentran agrupadas en en regiones especificas del cromosoma, sobre todo en los centrómeros y en los telomeros Sele denomina DNA satélite Importancia en el metabolismo celular humano CODIGO GENETICO SINTESIS PROTEICA  CODIGO GENETICO  Juego de reglas biológicas mediante el cual la secuencia de pares de bases nitrogenadas del DNA son traducidas en sus secuencias de aminoácidos correspondientes  Una secuencia codificante (Codón) para un aminoácido consiste en una sucesión de tres pares de bases nitrogenadas (Codón o triplete de nucleótidos)  El código genético incluye secuencias para el comienzo  ( codón de iniciación) y para la finalización ( Codón de terminación) de la región codificante  LA INFORMACION GENETICA FLUYE DESDE EL DNA AL RNA Y A LA PROTEINA  La secuencia de nucleótidos en el transcrito de RNA es complementaria a la secuencia de nucleótidos de la cadena molde de su gen  Existe una correspondencia lineal entre el gen, mRNA transcrito del gen y el polipéptido resultante  Los precursores de mRNA contienen regiones de codificación (exones) que formaran el mRNA maduro y largas secuencias intercaladas (intrones)que separan los exones  CODIGO GENETICO  Para la síntesis del complemento celular de proteínas se requiere de 20 diferentes aminoácidos  Debe haber 20 codones distintos que constituyen el código genético  Solo existen cuatro nucleótidos diferentes en el mRNA, cada codon incluye mas de un nucleótido de purina o de pirimidina  Codones de tres nucleótidos : 64 codones específicos  Código genético : código de tripletes  CARACTERISTICAS DEL CODIGO GENETICO 1. Degenerado 2. No ambiguo 3. No sobrelapado 4. Sin puntuación 5. Universal  EL CODIGO GENETICO ES DEGENERADO  Sistema de codificación degenerado cuando diversas señales tienen el mismo significado  Parcialmente degenerado debido a que la mayoría de los aminoácidos están codificados por varios codones  3 de 64 posibles codones no codifican para aminoácidos específicos (codones sin sentido : señales de terminación)  Leucina y serina codificada por 6 codones diferentes  La metionina y el triptofano son los únicos aminoácidos que están codificadas por un único codon  El tercer nucleótido en un codón es menos importante que los dos primeros( causa principal)  CODIGO GENETICO ES ESPECIFICO ( NO AMBIGUO)  Cada Codón es una señal para un aminoácido especifico  La mayoría de los codones que codifican el mismo aminoácido poseen secuencias semejantes  Dado un Codón especifico solo un aminoácido especifico será incorporado  CODIGO GENETICO NO SOLAPANTE Y SIN PUNTUACION  La secuencia codificante del mRNA se lee por un ribosoma que comienza desde el Codón de iniciación como una secuencia continua cogiendo cada vez tres bases hasta llegar a un Codón de parada  Marco de lectura abierto; conjunto de secuencias de bases tripletes de un mRNA que contiene un codón de parada  La lectura no involucra el sobrelape de codones CODIGO GENETICO UNIVERSAL  La frecuencia de uso de cada uno de los codones de aminoácidos varia de manera considerable entre las especies y entre diferentes tejidos dentro de una misma especie SINTESIS PROTEICA TRADUCCION  ESTRUCTURA DEL RIBOSOMA  El principal constituyente es el RNA ribosómico (rRNA) constituyendo hasta un 65% de su peso total  Constan de dos subunidades, una mayor que la otra  La subunidad mas pequeña consiste en una molécula grande de rRNA y unas 20 proteínas distintas, la subunidad mas grande consiste de dos moléculas de rRNA en los procariotas (tres en los eucariotas) y unas 35 proteínas en los procariotas (50 en los eucariotas) RIBOSOMA FUNCIONAL  Los ribosomas son maquinas de traducir mensajes Los ribosomas tienen tres sitios que pueden ser ocupados por el tRNA: El sitio A (de aminoácidos);donde solo puede unirse un amioacil-tRNA El sitio P (de péptido):donde entrara el peptidil-tRNA; molécula de tRNA con el péptido naciente unido El sitio E (de exit); donde encajara el factor de liberación o terminación  TRADUCCION DEL CODIGO GENETICO INTERACCION CODON-ANTICODON  Las moléculas de tRNA (adaptadoras) transporta un aminoácido especifico (en el 3´ terminal) y posee una secuencia de tres bases que se denomina anti codón  El apareamiento de bases entre el anti codón del tRNA y el Codón de el mRNA es responsable de la traducción de la información genética de los genes estructurales  Apareamiento Codón – anti codón ; anti paralelo, secuencias en dirección 5´--3´, el codón y el anti codón son anti paralelas  tRNA ; MOLECULAS ADAPTADORAS  Existe al menos un tRNA para cada aminoácido  Para algunos aminoácidos que presentan varios codones, existe mas de un tRNA con distinto anti codón que se una a los diferentes codones  Puede haber 31 tRNA distintos para los 20 aminoácidos  El mismo TRA puede leer dos codones distintos (balanceo) INTERACCION CODON ANTICODON El anti codón se une por complementariedad de bases al codón en el mRNA  AMINOACIL-tRNA SINTETASAS EL SEGUNDO CODIGO GENETICO  Cataliza la unión de los aminoácidos a los tRNA,el primer paso de la síntesis de proteínas  La precisión con la que estas enzimas esterifican cada aminoácido especifico con el tRNA correcto es necesario para una traducción correcta  La exactitud de la traducción (aproximadamente 1 error por 10 a la 4 aa incorrectos)  Existe una aminoacil-tRNA sintetiza por cada uno de los 20 aminoácidos  REACCIONES DE LA AMINOACIL-tRNA 1. Activación: la sintetaza cataliza la formación de aminoacil-AMP.( formación de un enlace anhídrido mixto de alta energía y la hidrólisis de pirifosfato) 2. Unión del tRNA; un tRNA especifico, unidos también en el lugar activo de la sintetaza, el enlace ester puede estar en el 2´ OH o del 3ÓH de la ribosa del nucleótido 3´ terminal del tRNA FORMACION DE UN AMINO ACIL-tRNA CROMOSOMA Y CROMATINA  CROMOSOMA Se le denomina a la molécula de acido nucleico que actúa como depositaria de la información genética en una célula eucariota y procariota El material genético de un organismo constituye su genoma(conjunto único y completo de información genética),en los eucariotas este material genético se encuentra distribuido en los cromosomas  CROMOSOMAS ESTRUCTURAS EN LAS QUE ESTA EMPAQUETADO EL DNA QUE CONTIENE LOS GENES Los procariotas:nucleoide El DNA consiste en una sola molécula doble, enlazada y enrollada (bucles) El DNA o cromosoma es un circulo cerrado covalentemente Consta de muchas asas mantenidas juntas por proteínas( centro proteico) Esta superenrrolado o superretorcido Se producen superespirales negativas y produce una forma de DNA mas compacta Formación de isómeros con topología diferente: topoisómeros Carece de histonas El ADN se empaqueta a HU, proteína que facilita el doblamiento y superenrollamiento Sales cargadas positivamente, aminas policationicas; espermidina, espermina, putrescina Compuesta por 3000 genes  CROMOSOMAS EN LOS EUCARIOTAS Las células humanas contienen 600 veces Mas DNA que las de E.coli(4,6millones de pares de bases) Genomas extremadamente grandes, su longitud y numero varia dependiendo de las especies,1.7 por 10 a la 7 nucleosomas El ser humano tiene 23 pares de cromosomas, con un total de aproximadamente 3200 millones de pares de bases Cada cromosoma contiene una sola molécula de DNA Los tamaños de los DNA asociados con cada cromosoma humano son diferentes; el cromosoma 1 contiene la molécula de DNA mas grande (250por 10 a la 6pb) y el cromosoma 23 la molécula de DNA mas pequeña(50 por 10 a la 6 pb), el promedio es de 1.3 por 10 a la 8 nucleótidos Cada una de las 23 cromatidas del numero de genes humanos se estima entre 50,000 y 100,000 El DNA humano es lineal, superenrollado El superenrollamiento del DNA humano se da por las relaciones de los segmentos de DNA con las proteínas de la matriz nuclear  CROMOSOMA HUMANO Y NUCLEOSOMA La longitud total del DNA de las células que no están en división es de aproximado 1 metro La longitud total del complemento cromosómico es cerca de 115 micras El DNA en los cromosomas en metafase debe acortarse 8 a 10,000 veces Sistema de empaquetamiento muy eficiente, ocurre en unidades discretas, los nucleosomas que contienen DNA e histonas  NUCLEOSOMAS La molécula lineal de DNA del cromosoma forma un complejo con histonas para componer las nucleohistonas Las histonas son un grupo de proteínas básicas que se encuentran en todos los eucariotas, que empaquetan el DNA Tienen una alta proporción de aminoácidos de carga positiva (lisina y arginina) lo que les permite unirse con firmeza a las cargas negativas de la doble cadena Hay cinco tipos de moléculas de histonas;H1, H2A, H2B, H3 Y H4 La estructura de las histonas es semejante con diferencias a modificaciones químicas; fosforilación, acetilacion, metilacion ,ADP,ribosilacion Las modificaciones regulan la accesibilidad del DNA a los factores de trascripción  HISTONAS MODIFICADAS POSIBLES FUNCIONES o Acetilación de histonas H3 y H4 se relaciona con la activación o desactivación de la trascripción de genes o La acetilación de las histonas centrales esta vinculada con el ensamble cromosómico durante la replicación del DNA o La fosforilación de la H1 se vincula con la condensación de los cromosomas durante el ciclo de replicación o La ADP- ribosilacion de las histonas se relaciona con la reparación del DNA o La metilación de las histona esta relacionada con la activación y represión de la trascripción de genes  NUCLEOSOMA CONTIENE HISTONAS Y DNA Es la unidad de estructural de la cromatina Son cuatro las histonas centrales,las cuales se conservan de una espesie a otra Estas cuatro histonas centrales están sujetas a por lo menos cinco tipos de modificaciones covalentes Las histonas actúan entre si en formas muy especificas, formando; tetrámeros, dimero u octameros La histona 1 no es necesaria para la reconstitución del nucleosoma  NUCLEOSOMA El nucleosoma es la subunidad fundamental del DNA e histonas en los cromosomas en interfase Un nucleosoma presenta alrededor de 146 pares de bases de DNA enroscados dos veces alrededor de un octamero de histonas,formado por dos moléculas de cada una de las histonas centrales El octamero de histonas forma un cilindro de 11 nm de diámetro y 6 nm de altura ASPECTO DE UN CROMOSOMA METAFASICO TIPICO CADA CROMOSOMA ESTA FORMADO POR DOS CROMATIDAS,CONSTITUIDA CADA UNA POR UNA MOLECULA DE DNA TRES ELEMENTOS FUNCIONALES 1. ORIGENES DE REPLICACION; DONDE SE INICIA LA SINTESIS DEL DNA,LOS CROMOSOMAS EUCARIOTAS TIENEN MULTIPLES ORIGENES DE REPLICACION 2. EL CENTROMERO; CONSISTE EN UNA SECUENCIA DE DNA QUE ACTUA COMO PUNTO DE UNION DE LAS PROTEINAS QUE FIJAN AL CROMOSAOMA A LOS MICROTUBULOS DEL HUSO MITOTICO DURANTE LA DIVISION CELULAR 3. TELOMEROS; EN LOS EXTTREMOS CONSISTEN EN SECUENCIAS C FUNCION ESTABILIZADORA  EL DNA SE ORGANIZA EN CROMOSOMAS En la metafase, los cromosomas de los mamíferos poseen una simetría doble Un par de cromatidas hermanas idénticas conectadas a un centrómero: cuya posición relativa es característica para un cromosoma determinado, es una región rica en adenina y timina, tamaño variable:10 a la 2 y 10 a la6 pares de bases.- Se asocia a proteínas no histonas para formar el cinetocoro (sitio de unión para el uso mitotico) El extremo de cada cromosoma contiene estructuras denominadas telomeros;consisten en secuencias cortas, repetidas, ricas en TG.- la telomerasa; cataliza su síntesis y longitud Acortamiento del telomero: malignidad y envejecimiento,telomerasa;quimioterapia y desarrollo de fármacos. cromosomas Los cromosomas se ven como estructuras separadas solo durante la mitosis La observación con microscopio óptico de mil aumentos permite reconocer como estructuras individuales en forma de bastón Los cromosomas difieren unos de otros en la longitud, el tamaño, y el ordenamiento de sus bandas transversales oscuras y claras( patrón de bandas), así como el punto de fijación del huso( centrómero) En el humano no existen los cromosomas telocéntricos CROMOSOMAS La cromatina: consiste en moléculas de DNA de cadena doble, muy largas y una masa casi Igual de proteínas básicas, pequeñas, llamadas Histonas, una menor cantidad de proteínas no histonas y una pequeña cantidad de RNA. Proteínas no histonas ; participan En la duplicación del DNA; topoisomerasas, proteinas de trascripción; RNA polimerasa,helicasa,primasas) En la microscopia electrónica la cromatina tiene aspecto de collar de cuentas, cada una de estas cuentas es un nucleosoma un segmento de cromatina presenta varios nucleosomas conectados por los denominados conectores(LINKER) de DNA la mayor parte del DNA se repite en una de estas estructuras , da una apariencia de cuerdas en una cuerda, separación entre nucleosomas de 30 pb  ESTRUCTURA DE CUENTA DE COLLAR DE LA CROMATINA La fibra de cromatina aparece como una cadena lineal de nucleosomas densamente empaquetados que forman un filamento de 10 a 11 nm de diámetro La formación de los nucleosomas convierte la molécula de DNA en una hebra de cromatinas de aproximadamente un tercio de su longitud original Primer nivel de empaquetamiento del DNA CROMATINA La cromatina aparece en diferentes formas; 1. La condensada (plegada con firmeza), la mayor parte de la cromatina aparece como fibras de 30nm de diámetro (300-500 A°) 2. La menos condensada (plegada de manera parcial);una fibra de 250 A° 3. La forma extendida o desplegada; perlas en un collar,las fibras de cromatina de 100A°, nucleosomas separados por una pequeña distancia( 30 pb de DNA) La longitud de cada molécula de DNA Debe comprimirse unas 8ooo veces para Generar la estructura del cromosoma CROMATINA LA EXTENCION Y CONDENSACION oEn peso la cromatina humana tiene alrededor de 35% de DNA, 5% de RNA y 6o% de proteinas oLa condensación y extensión completa del DNA lineal en los cromosomas ocurre en cuestión de horas durante el ciclo normal de duplicación celular oAndamiaje nuclear; o matriz de soporte, formado por proteínas a las cuales se une la fibra 30 nm NIVEL DE ORGANIZACIÓN DE LA CROMATINA El nivel mas simple es una estructura helicoidal formada por DNA de doble cadena El DNA forma complejos con las histonas , dando lugar a los Nucleosomas El nucleosoma se pliega y forma el selenoide ,con 6 o 7 nucleosomas por vuelta para formar una fibra de 30nm Se forman bucles con longitud promedio de 300nm El enrollamiento denso de las fibras de 300nm constituyen la cromatida con un espesor de 700nm El cromosoma metafasico esta constituido por dos cromatidas  CROMATINA REGIONES ACTIVAS E INACTIVAS o El DNA de la cromatina activa (eucromatina) transcripcionalmente, que contiene genes activos, contiene regiones( cerca de 100,000 pb de largo) que son sensibles a la digestión de las nucleasas;DNAsa I o Dentro de regiones grandes existen segmentos mas cortos , de 100 a 300 pb , que presentan una sensibilidad 10 veces mayor a la DNAsa I (sitios hipersensibles),importancia de las proteínas no histonas y acceso a la cadena