Guía de Biomol 1 Bloque - Guía de Biomoléculas (PDF)

TEMA I - INTRODUCCIÓN Y ASPECTOS GENERALES EN EUCARIOTAS Tres aspectos que ponen de manifiesto el papel de los ácidos nucleicos en la célula, en especial del DNA, como portador de la información genética 1.1 Dogma central de la Biología molecular “DNA pasa a RNA y ahí a proteína” Si del dna se...

TEMA I - INTRODUCCIÓN Y ASPECTOS GENERALES EN EUCARIOTAS Tres aspectos que ponen de manifiesto el papel de los ácidos nucleicos en la célula, en especial del DNA, como portador de la información genética 1.1 Dogma central de la Biología molecular “DNA pasa a RNA y ahí a proteína” Si del dna se hace dna es -> una replicación (copia de DNA) Si dna pasa a rna se trata de ->una transcripción Si del rna pasa a proteínas es ->una traducción La transcripción y traducción se trata de una expresión génica En virus hay excepciones y NO entran en este dogma Genoma Conjunto total de material genético hereditario presente en una célula, tanto nuclear como extra nuclear, codificante o no. Extra nuclear= dna de organulos (fuera de su zona nucleoide, en eucariotas ) Bacterias pueden tener dna extras= plásmidos (ya que no tienen núcleo procariotas ) , genoma es circular Magnitud del genoma Está relacionado con el grado de información requerido por especie, es mayor cuanto más complejo es el organismo y cuanto más asciende en la escala evolutiva Esta ausencia entre la cantidad de material genético y complejidad del organismo sugiere que tamaño de genomas…En eucariotas: DNA es más complejo por presencia de intrones y exones, tiene que haber un proceso para que llegue a madurar en procariotes es más sencillo Tema 2. Componentes fundamentales de ácidos nucleico Unidad: nucleótido, compuesto por ácido= grupo fosfato /neutro= azúcar/ básico= base nitrogenada Si no tiene grupo fosfato - se llama nucleósido (y NO nucleótido) Los ácidos nucleicos están constituidos por uno de numerosos nucleótidos Estructura de nucleótido La union de fosfato con azúcar = grupo fosfoéster Componente neutro: Azúcar Grupo fosfato: se obtiene de ionización del acido fosfórico Puedo tener 1,2 o 3 grupos fosfatos Cuando apenas va a sintetizar entra como Tri fosfato Mono fosfato, bi fosfato, trifosfato Bases con 1 anillo ciclo= pirimidinas 2 anillos cíclicos= purinas Citosina, timina y uracila son de 1 anillo que son pirimidinas Si tiene dos anillos es adenina y guanina (purinas) Se cuenta a favor de las manecillas del reloj Uracilo está en RNA Propiedades fisicoquímicas de purinas y pirimidinas - Existencia de dipolos- Hidrofobicidad - Carácter basico - Absorbción de luz UV Dipolos: puede generar enlace con algún otro grupo químico, reaccionan entre si las bases y pueden formar puentes de hidrógenos Hidrofobicidad: por ser un arillo aromático no permite que la base sea soluble Carácter básico: se pueden protonar ya que son bases débiles ya que pueden aceptar iones Absorción de luz: propiedad de las bases pirmidínicas debido a su carácter aromático, en espectros de absorción a ph neutro, se observa una fuerte absorción de luz UV, con un máximo cercano a 260 nm para todas ellas Tema 3 - Nucléosidos Y Nucléotidos Estructura de un Nucleósido osido= azúcar Nucléosido + azúcar Ninguno tiene fosfato Si es adenina y guanina: es sufijo OSINA Adenosina Guanosina Sufijo IDINA: timidina - uridina No tiene glucofosfato Timidina Uridina Materia prima para sintetizar DNA : TRIFOSFATO Nucleósido MONOfosfato= NMP cuando está como DNA La nomenclatura de los fosfatos es : Alfa beta y gamma (Precursores para el DNA) Nomenclatura Fosfato es importante porque da solubilidad y porque puede interaccionar con otros metales Nucléotidos compuestos no forman parte del DNA solo el Monofosfato Estructura primaria de Ácidos nucleicos DNA tiene 1 fosfato Las proteínas tienen azufre El DNA va a tener: -Estructura primaria= polímero lineal/ secuencia -Estructura secundaria= conformación espacial de la molécula de A.N. de doble hélice (cuando se juntan como hebras) Y estructura del orden superior= estructura tridimensional, que puede tener un superenrrollamiento y de asociación con proteínas básicas para formar cromatina Al relacionarlo con proteínas tiene estructuras que se llaman niveles de organización Estructura primaria de los A.N. Enlace a través de un enlace fosfodiéster que se da entre carbono 5 y carbono 3 (que están libres) Pueden emplearse hasta 6 formas distintas para representación lineal Reactividad: como reacciona ante un ácido o ante una base GLUCOSA + BASE = enlace fosfodiéster GLUCOSA + GRUPO FOSFATO = enlace n-glicosídico Hidrolisis alcanina Dna no hace nada Rna si rompe fosfodiéster -> libera el fosfato Secuencia lineal, secuencia variable, el por que es 5 y 3 prima Estructura secundaria del B-DNA Reglas de Chargaff Proporción de bases es similar a 1 Relación entre bases (A = T) Y (G Y C) Estructura química de bases nitrogenadas permite formación de enlaces por Puentes de hidrógeno Bases nitrogenadas van a tener átomos reactivos donde pueden donar o aceptar Si tienen esa propiedad Entre timina y adenina se forman dos puentes ya que se encuentran en equilibrio, porque uno el que dona el contrario acepta Y en guanina y citosina pasa lo mismo pero x 3 puentes de hidrógeno El acoplamiento de adenina y timina es través de dos puentes de hidrogeno y el de citosina y guanina es de tres puentes de hidrógeno Para que puedan donar. Y recibir va a haber dos posiciones Si la base está como en espejo queda en otra posición Se llama dentro o fuera del azúcar La de dentro del azúcar se llama conformación SIN Y la que esta fuera se llama conformación ANTI En DNA puede haber bases en ambas posiciones ya que es una molécula dinámica Si el PH cambia, va a cambiar la forma en la que interaccionan y va a afectar la UNIÓN y tal vez querrá juntarse con otra base y se hablaría de una mutación, si hay cambios la estructura se vuelve débil Dos hebras que se tienen que aparear por puentes de hidrógeno para formar la doble hélice Estas dos hebras se llaman ANTIPARALELAS una va de 5 a 3 y la otra de 3 a 5 con su complementario Si la hebra gira a la DERECHA se llama -> Dextrógira A la izquierda -> Levógira El rearreglo que va a tener siempre es las BASES en INTERIOR y los FOSFATOS en el EXTERIOR El hecho de que tenga grupos fosfatos le va a dar carácter HIDROFÍLICO (si se disuelve el agua), el DNA SI es soluble en agua En el interior es HIDROFÓBICO , en interior BASES son ANILLOS AROMÁTICOS Todas estas fuerzas e interacciones químicas y electroestáticas es lo que va a mantener unida mi cadena y que pueda estar en movimiento mi hélice ¿Cómo irá girando? Respecto una base contra la otra , va ir girando ciertos grados tan precisos para poder ir formando la doble hélice. Si va girando queda un hueco en interior que se llama SURCO Mi DNA tiene SURCO MAYOR y SURCO MENOR son importantes porque ahí se unen PROTEÍNAS Significado biológico de que va a estar en DOBLE cadena es que cuando se replica una de ellas es el MOLDE y la otra se va SINTETIZANDO DE NUEVO, para que no cambie la información génica. Poder preservar la información ¿Cuándo se replica? Cuando la célula también se duplique.  Tema 6. VARIACIONES A LA ESTRUCTURA DEL DNA No todo DNA está en el Beta Puede tomar diferentes formas Al tener interacción con otras proteínas su estructura va a cambiar las más comunes son la A y la Z( Son variaciones locales) La estándar es la beta Estas variaciones son importantes en replicar la transcripción del DNA La estándar es la DNA B Habrá algunas partes que serán: DNA A que se da por deshidratación, resorte donde se va a comprimir (más chico pero más ancho). Características: más ancha, más corta, más numero de bases de por vuelta y eso modifica los surcos que son más estrechos. DNA Z resorte se va a estirar y va a quedar hebra más estrecha pero más larga. Los surcos “se pierden”, no tienen profundidad y por eso no se forman adecuadamente Importan: forma y tamaño A (deshidratada) - B (Watson-Crick) - Z (Rich-Dickerson) Ancha y corta - intermedia - estrecha y larga Sentido de la hélice: dextrógiro - dextrógiro - levógiro Pares de bases por vuelta: 11 - 10,4 - 12 Curvaturas de la doble hélice Si se asocia o no con proteínas Palíndromos= aquellas regiones de un ADN cuya secuencia es la misma en ambas hebras En hebras opuestas. Si doy un giro de 180° queda la misma secuencia Misma secuencia en la 5´y en la 5´, por eso se lee igual ¿Para qué es importante es un palíndromo en mi DNA? Van a ser secuencias que las reconocen las proteínas identificadas y que dirán “aquí me pego”. Todas las interacciones con DNA es con secuencias Misma secuencia en hebras opuestas no en la misma y serían complementarias o se pueden doblar Palíndromo se lee igual, puede rotar Palíndromo interrumpido: pequeña secuencia separa las dos mitades de palíndromo y actúa por tanto como centro de simetría no puntual (secuencia aleatoria) Si mi palíndromo de hebra sencilla o doble, que son complementarias porque se leían iguales se podrían doblar o interaccionar entre ellas Es una secuencia que si se dobla se complementa Para que me sirve esto? Porque si es complementaria va a formar lo que se llama una horquilla sencilla porque mi hebra es sencilla En DNA al ser una hebra doble, se forma una estructura cruciforme, es decir la de arriba y la de abajo se complementa ¿Qué pasa con palíndromos interrumpidos? Se complementan las hebras y lo que interrumpe se queda libre y se llama BUCLE Si fuese doble hebra.. tengo estructura cruciforme con bucle Son importantes porque cuando viene toda la maquinaria de la transcripción y se encuentra con una estructura de este tipo, la para Son secuencias estructurales importantes en otras estructuras como el RNA. Contribuyen a la terminación de la transcripción. En DNA dúplex actúa con sitios de reconocimiento al que se unen proteínas reguladoras. Hay otro tipo de DNA que le llamamos de triple hebra, triple hélice o DNA H (Hoogsten): Estructura poco habitual formada por tres hebras: una triple hélice Una que es muy rica en purinas, la de arriba muy rica en piridiminas Purinas se asocian por tres puentes de hidrógeno Atrae a hebra débil y deja desapareada a mi otra hebra Porque se hace por puentes que les llaman de Hoogsten, el DNA tiene que estar en doble hebra. Parte de la doble hélice se abre y la hebra rica en C y T se repliegue y se aparee con la otra hebra (rica en AG) mediante enlaces Hoogsten, quedando libres átomos electro negativos listos para aparearse con la hebra desapareada Estructuras del orden superior Asociarse en doble hebra Estructuras del orden superior Si vuelvo a enrollar doble hebra se llama superenrollamiento Condensación - nivel estructural de orden superior DNA -> Superenrrollamiento Genoma humano 6,6 x 10´9 pb = 2,2 m longitud en forma de Superenrrollamiento “enrollar algo que ya esta enrollado Retorcimiento o giro sobre sí mismo de la doble hélice Cuando se enrolla va a ganar o perder vueltas 10,5 pb/vuelta Superenrollamiento negativo= perdió vueltas pero ganó pb Superenrrollamiento positivo = ganó vueltas pero perdió pb Dna en las células tiene superenrollamiento negativo Estructuras del orden superior en RNA RNA mensajero, carece de estructura tridimensional ni definida, va a depender de la secuencia que tenga, es el más sencillo RNA de transferencia: toma una estructura a través de palíndromos que le llaman brazos, importancia recae en que va a tener un brazo con el que tiene un aminoácido y otro brazo con el que va ir leyendo mi mensaje. Mediador entre mensaje del RNA y la proteína. Me da capacidad de interaccionar con aminoácido y de interaccionar con mi mensaje. Tengo una estructura definida con palíndromos RNA ribosomal: es el más flexible, el más largo, compuesto de N secuencias palindrómicas. Es el soporte estructural y componente principal de los ribosomas. Es el más complejo por hebras flexibles y es más grande. Hasta 75% del DNA total de una célula. Estos 3 RNAS están en proporciones diferentes. RNA Mensajero - 5% RNA Ribosomático - 75% necesita más porque está sintetizando proteínas rRNA 20% Subunidades 16s, 23s y 5s en procariotes(me da género y especie) 18s, 5,8s, en eucariotas Tengo fragmentos que van a codificar diferentes tamaños de DNa, éste dona se asocia a las proteínas con pequeñas y grandes subunidades. La S es un coeficiente de sedimentación Ribosoma se puede asociar o disociar Condensación - ir comprimiendo Se asocian con proteinas para que ocurra esto Histonas son altamente conservadas, proteínas básicas Histona H1, H2A, H2B, H3, H4 Car que tiene que tener proteína tiene que tener carga positiva y el DNA negativa y así se atraen HISTONAS : 2 H2A, A este conjunto se le llama octánero La h1 se cree que es de soporte A esto se le llama nucleosoma, compuesto de 8 proteínas de HISTONA se asocia con el DNA y va a formar un nucleosoma El nucleosoma es mi unidad básica de condensación Condensación 4 niveles: fibra 10 nm- DNA doble cadena se asocia con mi nucleosoma y a esto ese le llama de fibra de 10 nm n(primer nivel de condensación) si esto lo enrollo sería mi 2do nivel que se llama fibra de 30 nm o solenoide Si a esto a un asa eucromatina sería el nivel 3 de condensación Heterocromatina 4to nivel de condensación donde se vuelve a disponer se conoce como cromosoma metafase (ya no pueden tener interacciones Se descondensa y en eucromatina ya es legible y solo se desenrolla Nucleosoma 8 histomas  Organización del genoma *Dna de copia única -> que codifica es equivalente a un gen > no codificante = intragénico o intergénico (que separa los genes) Dna repetitivo - 20%-50% Unidad de repetición: bloque de repeticiones agrupadas “en tándem” Repeticiones dispersas DNA repetitivo codificante 1.Agrupado: Familias génicas clásicas o conservadas, con genes repetidos o en tándem. Familias multigénicas con genes agrupados 2.Disperso: Familias multigénicas con genes dispersos Globina: hay alfa y beta tiene pseudogenes (porque no se expresa y no es funcional), genes truncos (que le falta un pedacito) Organización del genoma humano Que no se repite, pero que no codifica - 60% Solo el 40% si codifica 10 regulador 10 codificante Mas de la mitad no sabemos para que codifica (Que cuando se hace una y luego proteína, eso si es codificante) Puede estar en copia unica o que se esté repitiendo N veces Histonas son genes conservados Minisatelites y microsatelites: para identificar a un individuo, diferente número de repeticionesDNA repetitivo no codificante Distribución en el genoma