Tema 1 Biología Molecular y Genómica 2024-2025 PDF
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Este documento presenta un resumen de los temas de biología molecular y genómica. Describe la importancia del ADN, la información genética y los experimentos históricos que destacaron la función del ADN.
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BIOLOGÍA MOLECULAR Y GENÓMICA 2024-2025 Isidoro y Gema Navarro TEMA 1: ANATOMIA DEL GENOMA 1.1)El DNA como material genético - Contiene la información genética en la mayoría de los seres vi...
BIOLOGÍA MOLECULAR Y GENÓMICA 2024-2025 Isidoro y Gema Navarro TEMA 1: ANATOMIA DEL GENOMA 1.1)El DNA como material genético - Contiene la información genética en la mayoría de los seres vivos - Conserva y transmite la información genética - Se organiza en forma de cromosomas ADN → Cromosomas → Genoma ➔ ¿Qué es un gen? Unidad funcionaldelgenomaquecontienelainformaciónnecesariaparaproducir:una molécula de ARN o una cadena polipeptídica funcional Evidencias que el ADN contiene la información genética Experimento de Avery-Macleod-McCarty Lascepasinocuasdeneumococoestudiadaspor Griffith se transformaban en patógenas al adquirir la molécula de ADN y no proteínas, como se creyó en un principio. Se trató con desoxirribonucleasas Conclusión: descubrimiento de que el principio transformante era el ADN Experimento de Hershey-Chase Utilizandobacteriófagos(virusqueinfectanbacterias)marcadosconisótopos radioactivos, demostraron que cuando un virus infecta a una bacteria, solamente penetra el ADN viral Conclusión: ADN contiene la información genética para la síntesis de nuevos viriones y por tanto, responsable de la transmisión genética 2 BIOLOGÍA MOLECULAR Y GENÓMICA 2024-2025 Isidoro y Gema Navarro ➔ Contenido de ADN de algunos seres vivos y genomas de organismos → Cuanto más complejo es el organismo, más genoma tiene; pero, no incrementa el nº de genes/ cromosomas respecto al genoma. → A más complejidad del individuo = aumento del ADN que se transcribe → No hay relación directa entre el nº de cromosoma de un organismo y su contenido de ADN Virus más tamaño = más ADN → → no del todo proporcionado Procariotas → 1 cromosoma Eucariotas a más bases = más complejidad → → nº de cromosomas variable ➔ Composición de ácidos nucléicos (ADN y ARN) Ácidos nucleicos → Polímeros lineales de nucleótidos Nucleótido Una pentosa + un fosfato + una base → nitrogenada → Proporcional al nº de fosfatos que tenga Nucleósido Unión de una molécula de azúcar a una → base nitrogenada ➔ Diferencias entre la timina y el uracil Timina Uracil Tiene un metil → No tiene un metil → → Se encuentra en la cadena de ADN → Se encuentra en la cadena de ARN → Se obtiene añadiendo un grupo metil a la → Se obtiene a partir de la desaminación de la citosina citosina → Ayuda a controlar y remediar las mutaciones → Si estuviera en la cadena de ADN, dificultaría en la célula el control de las mutaciones y no podrían ser reparadas 3 BIOLOGÍA MOLECULAR Y GENÓMICA 2024-2025 Isidoro y Gema Navarro → Los fosfatos a pH fisiológico son responsables de la carga negativa de los ácidos nucleicos Nucleótidos trifosfatos (NTPs y dNTPs) oléculas precursoras en la síntesis de ácidos M nucleicos Nucleótidos monofosfatos ( NMPs y dNMPs) onómeros constituyentes de los ácidos M nucleicos → La unión de 2 ácidos nucléicos recibe el nombre de unión fosfodiester → Si la cadena crece siempre lo hará por el C3’, nunca por el C5’ ➔ Moléculas de azúcar de los ácidos nucleicos: 2 tipos de pentosas ADN ARN → Desoxirribosa (2’- desoxi -D-ribosa) → Ribosa (D-Ribosa) → Sin grupo hidroxil Ciclo en forma de furanosa → → Sus carbonos son impares ➔ Estructura de los nucleótidos: tipos de bases nitrogenadas Las moléculas de azúcar realizan una función estructural y las bases nos proporcionan información. Por tanto, las bases son las que se describen normalmente porque es la secuencia más importante del ADN. Pirimidinas Purinas Tiene forma de hexano → Tienen un doble ciclo → → Las bases derivadas reciben el nombre de → Las bases derivadas reciben el nombre de “bases pirimidínicas” “bases púricas” → Bases de mayor tamaño → Bases de menor tamaño → Anillo fonamental: anillo de 6C con dos N → Anillo fonamental: anillo de 5C o 6C, con 4N dentro, moléculas planas e hidrofóbicas dentro 4 BIOLOGÍA MOLECULAR Y GENÓMICA 2024-2025 Isidoro y Gema Navarro ➔ Conformación del enlace N-β-glicosídico → Se forma entre la pentosa y la base nitrogenada → Tiene la capacidad de rotar → Son heterociclos →Presenta2conformaciones:syn-yanti-.Laanti-eslamásestableporqueevitalatensiónestérica con la molécula de azúcar Pirimidinas Purinas Presentan:anti- → Presentan:syn-yanti- → → no hay conformaciónsyn-por la repulsión que → Rota el N 9’ se crea con el grupo ceto( tiene 2 O muy cerca) → Rota el N 1’ ➔ Bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos: purinas y pirimidinas ADN ARN Purinas Adenina(A) Guanina(G) Purinas Adenina(A) Guanina(G) Pirimidinas Citosina(C) Timina(T) Piriminas Citosina(C) Uracilo (U) → La adenina y la guanina, tienen grupos aminos adicionales y (laadenina)grupoceto adicional, para poder diferenciarlas → La citosina,latiminayeluracilo,tienenencomún el grupo ceto en posición adyacente al N1’ al que se unirá. Para diferenciarlos, nos fijamos que la citosina tiene un grupo amino( que puede desaminar y es la única) 5 BIOLOGÍA MOLECULAR Y GENÓMICA 2024-2025 Isidoro y Gema Navarro ➔ Nucleótidos de los ácidos nucleicos ADN Desoxiadenilato Desoxiguanilato Desoxitimidilato Desoxicitidilato ARN Adenilato Guanilato Uridilato Citidilato ➔ Bases modificadas que se encuentran en el ADN →Lasbasesmodificadasqueaparecenmayormentesonlasformasmetiladas.Sebasanenlaadición de un metilo a una base nitrogenada y provoca un cambio en la expresión de un gen →Modificacionesqueseutilizancomomecanismoderegulaciónyenlaepigenéticaqueeselcambiode estructura del genoma sin cambiar las bases nitrogenadas → Solamente se añaden metilos en zonas concretas 5 - metilcitidina N-6- metiladenosina 6 BIOLOGÍA MOLECULAR Y GENÓMICA 2024-2025 Isidoro y Gema Navarro N-2- metilguanosina 5-Hidroximetilcitidina ➔ Bases modificadas que se encuentran en el ARNt Inosina Pseudouridina Única en tener un grupo ceto → Tiene 2 grupos cetos → → Se obtiene por desaminación de la adenina → Se obtiene por desaminación de la guanina → Su ribosa se encuentra en el C5’ 7-Metilguanosina 4-Tiouridina →Es una versión metilada de la guanosina → Tiene un grupo tiol ➔ Aparición de mutaciones espontáneas por desaminación de bases →Se produce por el cambio de una base nitrogenada por otra → Causas: agentes químicos, radiaciones, ambiente y espontáneamente (ej.: desaminación) →Lacitosina,laguaninaylaadeninasepuedendesaminarydanlugarabasesquenoseencuentran en el ADN, lo que permite su corrección 7 BIOLOGÍA MOLECULAR Y GENÓMICA 2024-2025 Isidoro y Gema Navarro Lacitosinaa causa de la desaminación puede → transformarse enuracilo → Hay mecanismos para corregir este cambio, se elimina el uracilo → muy frecuente La5-metilcitosinase transforma entiminapor → la desaminación →Se ha de corregir antes de la replicación para evitar que las células hijas presenten está mutación Laadeninapuede pasar a serhipoxantina → → Esta mutación puede estar controlada Laguaninase desamina axantina → → Es una mutación fácil de detectar y eliminar ➔ Análogos de bases o nucleósidos como agentes terapéuticos → Los análogos son moléculas muy parecidas a nucleósidos, que pueden ser utilizados con fines terapéuticos. →Lasbasesnitrogenadaspuedenmodificarseparalucharcontraalgunasenfermedades,enlasquese ha de detener la replicación, o para tratamientos de inmunosupresores. Tratamiento de la leucemia aguda Tratamiento herpesvirus 8 BIOLOGÍA MOLECULAR Y GENÓMICA 2024-2025 Isidoro y Gema Navarro Inmunosupresores Tratamiento del VIH ➔ Propiedad fisicoquimica de las bases → Son bases débiles (pka:9-10) →Son moléculas planas o casi planas →Absorben la luz UV (260nm) →Son hidrofóbicas y relativamente insolubles en agua a pH fisiológico,apesardequelosoxígenosylosnitrógenospuedan formar enlaces de hidrógeno. → Presentan tautomeria. (ejemplo: la foto) 9
