UNIDAD_1_CLASE_1.pptx

Biología celular y molecular 2023 Prof.: Lic. Susana B. Popich Prof. Adj.: José Peres Da Gracia JTP: Dr. Benjamín Socías JTP: Magdalena Laurito Ayudante de Primera: Lic. Cecilia G. De Armas  Biología celular y molecula...

Biología celular y molecular 2023 Prof.: Lic. Susana B. Popich Prof. Adj.: José Peres Da Gracia JTP: Dr. Benjamín Socías JTP: Magdalena Laurito Ayudante de Primera: Lic. Cecilia G. De Armas  Biología celular y molecular 3er año. 1er cuatrimestre.  Consta de 11 unidades teóricas.  Condiciones de cursado  Para regularizar la materia los alumnos deben tener aprobados los dos (2) exámenes parciales ó sus recuperatorios respectivos y el 80 % de los trabajos prácticos.  Para aprobar los parciales los alumnos deben contestar correctamente el 60% de las preguntas realizadas en el mismo. Puede utilizarse la herramienta “evaluativo” del aula virtual o un examen escrito presencial.  Para aprobar cada práctico los alumnos deberán aprobar las actividades propuestas.  Unidad 1 Biomoléculas: Contenidos Generalidades de Proteínas. Formación gradual de proteínas en los ribosomas. Manipulación de proteínas. Proteínas de membrana. Transportadores. Estructura de los ácidos nucleicos. Geometría del ADN. Síntesis de Biopolímeros. Síntesis de ácidos nucleicos. Las tres funciones del ARN en la síntesis de proteínas., ADN y ARN.  PROTEINAS Funciones catalíticas Moléculas complejas Funciones estructurales Esqueleto peptídico + Puentes hidrógeno, cadenas laterales Estado de mínima enlaces energía Libre y el electrovalentes y Conformaciones más estable fuerzas de Van der y disposiciones Walls tridimensionale s La organización se estructura en La forma se debe cuatro niveles: estructuras a su organización primaria, secundaria, terciaria y tridimensional cuaternaria (a veces quinaria o supramolecular).  Pasos por los que transita una proteína en su proceso de formación  Proteínas Estabilidad de la estructura terciaria Unión Unión no Unión de Uniones covalente covalente grupos temporales apolares Los puentes Puentes de Fuerzas de Interaccione disulfuro hidrógeno s Van der (S-S) Waals hidrofóvicas Entre cadenas Estos grupos Unión fuerte laterales se ubican hacia el interior La estructura terciaria se estabiliza por tipos de interacciones débiles, entre grupos funcionales de los AA  Proteínas  La organización tridimensional o espacial se denomina conformación.  La conformación que adopta en su medio fisiológico se llama estructura o estado nativo.  El estado nativo es esencial para que ejerza su función biológica específica. Lisozima: También llamada muramidasa, es una enzima de 14,4 kDa que daña las células bacterianas catalizando la hidrólisis de las paredes bacterianas  Mecanismos de supresión de plegamiento erróneos  La información necesaria para la maduración de una proteína viene “impresa” en la secuencia de aminoácidos.  La célula tiene sistemas que reducen las posibilidades de plegamiento erróneo  Cualquier proteína mal plegada es degradada por un sistema celular especializado de deshecho.  Plegamiento y modificación de las proteínas  La célula promueve el plegamiento adecuado de las cadenas polipeptídicas.  Puede escindir, modificar los residuos de la cadena principal.  Las proteínas plegadas incorrectamente suelen carecer de actividad biológica incluso pueden estar asociadas a enfermedades (Priones).  ¿Como se pliega una proteína? 2 1  Cuando una proteína sale del ribosoma comienza a plegarse en una estructura compacta denominada glóbulo fundido  Se generan muchas interacciones energéticamente favorables  La suma de todas ellas determina el patrón de plegamiento. 3 4 Glóbulo fundido  Cada dominio adquiere su primer estado de glóbulo fundido. El plegamiento posterior se produce mas lentamente y por diferentes vías. Esas vías que requieren la participación de proteínas acompañantes llamadas chaperonas. Algunas moléculas pueden no plegarse correctamente y son degradadas por proteasas Plegamiento final de la proteína. Plegamiento erróneo  Proteínas que ayudan al plegamiento Enzimas:  Peptidil prolil cis-trans isomerasas  Protein-disulfuro isomerasas Chaperonas moleculares: Familia de proteínas  Hsp100 llamadas  Hsp90 de Choque  Hsp70/Hsp40/BAG (DnaK / DnaJ / GroE) térmico  Hsp60 (Chaperoninas / Co-chaperoninas) (Heat Shock  Hsp 27/28 Proteins)  Calnexina / Calreticulina  Nucleoplasminas  Otras  Proteínas de Choque térmico (Heat Shock Proteins: HSP) Son proteínas que sintetiza la célula en situaciones de estrés. La expresión de las HSP, puede aumentarse por:  Aumento de temperatura: 5 grados en la temperatura normal de la célula, desencadena síntesis de HSP.  Disminución de temperatura.  Cambios en la presión osmótica.  Presencia de sustancias tóxicas, como toxinas, quimioterapia drogas, alcohol.  Aumento de presión arterial.  Ambiente con pH extremos.  Presencia de metales pesados.  Traumatismos.  Mecanismo de acción de las HSP HSP Ayudan a conservar o degradar las proteínas desnaturalizadas, evitando que se agreguen Las mantienen en estado Una vez que el estrés Marcan competente: no haya cedido, pueden para luego puede realizar su volver al plegamiento función por no estar inicial y recuperar su destruir plegada en su conformación. estructura correcta Las chaperoninas Entre las chaperoninas figuran las familias Hps60 en mitocondrias; las TCP-1 en el Chaperoninas citoplasma y las GroEL y GroES en las bacterias Actúan Encierran Complejos Dan el tiempo parcialmente después de adicional para proteicos en proteínas las forma de barril plegadas o mal que se plieguen chaperonas correctamente. plegadas Las proteínas mal plegadas son captadas con uno de los márgenes del barril. Allí la proteína tiene la oportunidad de plegarse nuevamente en forma correcta. Luego de 15 segundos la proteína es expulsada.  Los proteosomas  Algunas proteínas sufren modificaciones irreversibles.  La protenina debe ser “destruída”  Debe realizarse ruptura mediante enzimas (proteasas) de los enlaces de la cadena principal  Se denomina Escisión proteolítica se realiza a través de proteosomas.  Los proteosomas  Algunas proteínas sufren modificaciones irreversibles.  La protenina debe ser “destruída”  Debe realizarse ruptura mediante enzimas (proteasas) de los enlaces de la cadena principal  Se denomina Escisión proteolítica se realiza a través de proteosomas.  El proteosoma es una proteína abundante dependiente del ATP. Un proteosoma es una estructura compleja. Posee dos cubiertas en los extremos. Estos complejos se unen a la proteína que ha sido marcada para su destrucción. Utilizan la hidrólisis del ATP para desplegar la proteína y enviarla a la cámara interior donde es digerida Hay proterosomas dispersas por el citoplasma, por el núcleo y en el RE.  Las ubiquitinas: Proteínas “marcadoras” de proteínas defectuosas  Las ubiquitinas son las responsables de unirse a las proteínas que deben destruirse. .Las ubiquitinas se encuentran libres o unidas a una gran variedad de proteínas intracelulares.  Actúan como señales de reconocimiento del proterosoma. Ubiquitina  Vías de eliminación de proteínas.  Enzimas de los lisosomas degradación por enzimas dentro de los lisosomas.  Proteosomas  Endoproteasas: atacan los enlaces peptídicos dentro de la cadena. Las principales son: Pepsina, tripsina y quimiotripsina.  Exopeptidasas: eliminan secuencialmente los residuos de los dominios N-terminal ó C-terminal. Son aminopeptidasas o carboxipeptidasas.  Peptidasas: parten los oligopeptidos que tienen cerca de 20 Aa en di y tripeptidos y Aa individuales  Plegamiento erróneo. Ejemplos  Algunas enfermedades neurodegenerativas son causadas por proteínas que están establemente mal plegadas en una conformación alternativa.  EJEMPLOS  En la estructura tridimensional del prión humano PrPc normal presentes en nuestras células humanas, la proteína normal contiene mayoritariamente estructura secundaria en ⍶- hélice  http://bvs.sld.cu/revistas/san/vol13_1_09/san08109.htm  La forma patógena experimenta una cambio de conformación y adopta plegamiento tipo hoja plegada ß antiparalela.  Formas normales y anómalas de las proteínas  La forma anómala parece capaz de inducir "catalíticamente" el mismo cambio de conformación en otros priones normales produciendo una cascada de priones de formas anómalas. Forma Normal Forma Anómala  Cambios de conformaciones en proteínas  Se produce por: A) Mutaciones genéticas: algunos aminoácidos producen formas agresivas de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (Encefalopatía bovina espongiforme o mal de las vacas locas).  B) Esporádicamente y por azar: alguna forma normal experimenta el cambio de conformación e inicia la cascada.  C) Por Transmisión (contagio) a partir de materiales contaminados. Están bien demostrados los casos de contagio por canibalismo, contagios por infección nosocomial por córneas contaminadas, hormona de crecimiento proveniente de cerebros enfermos, etc. Fin de la clase 1 de la Unidad 1:Biomoléculas