Unidad 4 2024-2 PDF

Unidad 4 La estructura del DNA proporciona un mecanismo para la herencia Empaquetamiento o compactación del ADN Empaquetamiento o compactación del ADN El DNA del genoma humano se distribuye en 23 pares de cromosomas Cada cromosoma es una cadena lineal de DNA muy larga asociada a...

Unidad 4 La estructura del DNA proporciona un mecanismo para la herencia Empaquetamiento o compactación del ADN Empaquetamiento o compactación del ADN El DNA del genoma humano se distribuye en 23 pares de cromosomas Cada cromosoma es una cadena lineal de DNA muy larga asociada a proteínas que pliegan la hebra El complejo DNA-proteína se llama cromatina 22 pares de cromosomas homólogos 1 cromosoma X 1 cromosoma Y Los nucleosomas son las unidades básicas de la estructura de la cromatina Estructura 3D del DNA enrrollado (en gris) en el octeto de histonas (en colores)  El nivel de condensación más esencial del DNA es el nucleosoma Nucleosoma: contienen DNA enrollado alrededor de un núcleo proteico de ocho moléculas de histonas Cada núcleo del nucleosoma se separa del siguiente por una región de DNA espaciador Los nucleosomas comprenden aprox. 200 pares de nucleótidos de DNA La formación de nucleosomas convierte a la hebra de DNA en cromatina  Resultado: cada molécula de DNA se condensó en un cromosoma mitótico que es 10 000 veces más corto que su longitud si estuviese extendido Los cromosomas tienen varios niveles de condensación del DNA  ¿Como se transmite la información genética con tanta exactitud de una generación a otra? Replicación del DNA Es el mecanismo que permite al DNA duplicarse La replicación da lugar a dos dobles hélices completas a partir de la molécula del DNA original Cada nueva hélice es idéntica , excepto por errores pocos frecuentes Replicación semiconservativa. Se originan dos moléculas de ADN: una compuesta de una hebra de ADN original y de una hebra complementaria nueva.  La síntesis comienza en los orígenes de replicación Son secuencias del DNA que no codifican para una proteína Son ricas en A-T Cada cromosoma tiene numerosos orígenes de replicación Se unen mediante dos puentes de hidrógeno Mas fácil de separar que los G-C En estas secuencias se unen proteínas que ayudan a la separación de la doble hebra Permite la formación de la “Horquilla de replicación”  La horquilla de replicación Separación de la doble hélice del DNA Intervienen proteínas que separan y mantienen el DNA abierto Intervienen proteínas que se unen al DNA y lo replican y/o reparan Proteínas que DNA helicasas intervienen en Topoisomerasas I y II la síntesis del DNA Proteínas de unión al DNA monocatenario DNA primasas DNA polimerasas DNA ligasa Telomerasa  Separa las dos cadenas DNA helicasas Topoisomerasas Proteínas de unión al DNA monocatenario DNA primasas DNA polimerasas  Estructura de las polimerasas Dedos: interacción con el nucleótido entrante. Palma: realiza la formación del enlace fosfodiester. Pulgar: Proporciona anclaje a la cadena molde del ADN Nucleótido trifosfato entrante Pulgar Dedos Palma  Función de las polimerasas Necesario 2 iones metálicos divalentes Mg+2 para realizar el ataque nucleofílico Polimerasa: ataque nucleofílico por el OH 3´del nt en el 5´trifosfato del nucleótido que se va a Exonucleasa: Repara la incorporación errónea incorporar de nucleótidos a la cadena de ADN ¿Cómo se forman realmente los polinucleótidos? La polimerasa incorpora el nucleosido trifosfato Cadena molde El metal de la DNA polimerasa genera el ataque nucleofilico en OH-C 3’ y lo une al fosfato del C-5’ Nucleósido Trifosfato Cadena nueva Polimerasa Metal desestabiliza la molécula para llevar a cabo el ataque nucleofílico ¿Como se forman realmente los polinucleótidos? La polimerasa incorpora el nucleosido trifosfato Cadena molde El metal de la DNA polimerasa genera el ataque nucleofilico en OH-C 3’ y lo une al fosfato del C-5’ Nucleósido Trifosfato Cadena nueva Polimerasa Metal desestabiliza la molécula para llevar a cabo el ataque nucleofílico DNA Ligasa  Telomerasa Telómero: Repeticiones de TTAGGG en el DNA Se encuentran en los extremos de los cromosomas Protegen de la degradación del DNA El telómero se va acortando con cada división celular El acortamiento forma parte del envejecimiento normal La telomerasa: Se encarga de añadir repeticiones TTAGGG en los extremos de los cromosomas Coloca el RNA cebador complementario (UCCCAA) La DNA polimerasa sintetiza el fragmento faltante Mecanismo de la Replicación del DNA La replicación procede siempre en añadir un nuevo nucleótido Las DNA polimerasas (DNA pol) sintetizan el nuevo DNA en sentido 5’-3’ Por lo que la cadena molde debe estar en sentido 3’-5 https://www.youtube.com/watch?v=5l7jQAuxqu8 https://www.youtube.com/watch?v=UFoDSGvBmAY&t=32s  Una vez que se activó la replicación del DNA Las moléculas de la replicación llegan a los orígenes de replicación Se forma la burbuja de replicación con sus respectivas horquillas Las DNA polimerasas son las encargadas de la replicación del DNA Se necesita un dímero de DNA polimerasa “un monómero para cada hebra” El dímero de DNA-pol se mueve en sentido de la horquilla de replicación  La replicación es semidiscontinua Las DNA pol “leen” un hebra en sentido 3’-5’ y sintetiza la copian en sentido 5’-3’ Como el DNA tiene dos hebras antiparalelas: La DNA-pol sintetiza una hebra continua de 5’-3’, es la hebra adelantada o continua La otra hebra se sintetiza también en sentido 5’-3’ pero de forma retrasada o discontinua, se forman fragmentos de Okazaki ( de 100 a 200 nucleótidos) ¿Como hace la DNA-pol para sintetizar la hebra retrasada? Las DNA-pol “leen” un hebra en sentido 3’-5’ y sintetiza la copian en sentido 5’-3’ La otra hebra se encuentra en sentido 5’-3’ Sin embargo la hebra debe entrar a la DNA-pol en sentido 3’-5’ Como sucede eso? Se forma un loop “bucle” de DNA, para que la cadena entre a la DNA-pol en sentido 3’-5’ y la copia se haga en sentido 5’-3’  En la cadena retrasada, se coloca un cebador de RNA complementario al DNA molde La polimerasa se ensambla sobre la cadena DNA molde y el primer  Se forma el loop-DNA La DNA-pol sintetiza un fragmento de Okazaki en dirección 5’-3’, aprox. 100-200 nucleótidos Hasta el inicio del fragmento del fragmento de Okazaki vecino La polimerasa se suelta y vuelve a unirse el cebador en otro segmento del DNA molde y se repite el proceso Ver video DNA replication -- Signalling model for loop release A la vez que se sintetizan los fragmentos de Okazaki : La polimerasa I se posiciona sobre la muesca entre fragmentos de Okazaki LA DNA-pol I quita los cebadores de RNA del fragmento de Okazaki y sintetiza DNA en esa sección Finalmente la DNA ligasa une los fragmentos adyacentes El proceso de replicación termina cuando toda la cadena de DNA es duplicada, sin errores  Reparación del DNA El DNA se puede dañar: Por Mutaciones originadas por: Errores en la replicación Radicales libres oxidativos Quimioterapias Radiaciones ionizantes “rayos X, radioactividad, Rayos UV del sol” Sistemas de reparación del DNA Reparación de emparejamientos erróneos Este fallo se hace al momento de la replicación, cuando la ADN polimerasa agrega nucleótidos que no se aparean Ej. A-G En las células eucariotas el error lo reconocen las proteínas MSH2, MLH1, MSH6, PMS1 Y PMS2 Una mutación en los genes que codifican para esas proteínas, predispone a la persona a una forma de cáncer heredada de Colon Endometrio Ovario Estómago Reparación por escisión “fragmentación” de bases En ocasiones las bases nitrogenadas pierden el grupo amino, lo que genera: La conversión de Citocina en Uracilo Uracil (U) (RNA) Esta reparación implica el reconocimiento y eliminación de los nucleótidos modificados Reparación por escisión de nucleótidos Esta sirve para eliminar lesiones en el DNA generado por Luz UV o sustancias químicas que provocan: Formación de dímeros de Timinas adyacentes en el DNA En la reparación intervienen: Endonucleasa Polimerasa I Ligasa Cuando hay mutaciones en las enzimas que reparan el DNA por escisión de nucleótidos se producen enfermedades: Xerodermia pigmentosa Por la Luz UV se forman dímeros de timina Alguna de las enzimas que repara el DNA “el gen esta mutado” por lo tanto no hay enzima Consecuencia: La reparación no se lleva a cabo Pacientes propensos a cáncer de piel