Bioquímica parcial 3 PDF

UNIVERSIDAD EVANGÉLICA DE EL SALVADOR Departamento de Ciencias Fisiológicas BIOQUIMICA VISIÓN DE LA FACULTAD Ser la Facultad de Medicina, líder AGUA Y PH regional por su excelencia académica e inn...

UNIVERSIDAD EVANGÉLICA DE EL SALVADOR Departamento de Ciencias Fisiológicas BIOQUIMICA VISIÓN DE LA FACULTAD Ser la Facultad de Medicina, líder AGUA Y PH regional por su excelencia académica e innovación científica; reconocida por su práctica cristiana y espíritu de servicio MISIÓN DE LA FACULTAD Formar profesionales de la salud con excelencia académica, conscientes del servicio a sus semejantes y con una ética cristiana basada en las Sagradas Escrituras, para mejorar las condiciones de salud de la sociedad  Competencias 1-Identifica la importancia biomédica del agua. 2- Explica las características de la molécula de agua. 3- Conoce las interacciones del agua con otras biomoléculas. 4- Explica por qué el agua es una excelente nucleófilo. 5- Define los conceptos de ácidos y bases. 6- Define el concepto de pH y pOH. 7- Ejemplifica cálculos de pH de una solución. 8- Enuncia la ecuación de Henderson-Hasselbalch 9- Define constante de disociación, acidez y basicidad 10- Define la dependencia del pKa y las propiedades del medio 3  Biomédica 1-El agua es el componente químico predominante de los organismos vivos. 60% del peso corporal 2- Es un reactivo o un producto en muchas reacciones metabólicas. 3- La regulación del equilibrio del agua depende de mecanismos hipotalámicos. 4  Agua total del cuerpo Obesidad 25 L de liquido Mujer intracelular Niños 40 L 15 L de liquido extracelular Liquido extracelular 10 L Intersticial 15 L 5L En sangre 22/1/2024 5  Características del agua. 1-Una molécula de agua es un tetraedro irregular, un tanto asimétrico, con oxígeno en su centro. 2-Se disociarse hacia iones hidróxido y protones. 3-Una molécula con carga eléctrica distribuida de manera asimétrica alrededor de su estructura. 4-La formación de enlaces de hidrógeno favorece la autoasociación de moléculas de agua hacia disposiciones ordenadas. 6  La estructura del agua es dinámica y tiene puentes El agua como solvente tensos que se rompen y se restablecen de manera continua El calor de fusión es alto Agua y regulación térmica Conductividad alta El agua responde al aporte de calor al reducir la amplitud del puente de hidrogeno y al enfriamiento al aumentar los enlaces entre las moléculas de agua 22/1/2024 7  1- El agua se disocia para formar iones Hidrogeno(H+) e hidroxilo (OH-) 2- La concentración de iones hidrogeno determina la acidez de la solución que se expresan en términos de PH. 22/1/2024 8 22/1/2024 9 22/1/2024 10 22/1/2024 11  El agua, cuyos dos pares solitarios de electrones tienen una carga negativa parcial es un excelente nucleófilo Dipolo: el átomo de oxigeno con una carga parcial negativa y los dos átomos de Hidrogeno con una carga positiva. 22/1/2024 12  PH El logaritmo negativo de la concentración de ion hidrógeno: En el metabolismo de PH: - Log H + un individuo sano se generan 40- 80 mmol de iones de hidrógeno cada 24 horas 22/1/2024 13  ¿Cuál es el pH de una solución cuya concentración de ion hidrógeno es de 3.2 × 10–4 mol/L? PH: - Log [H+] :-Log(3.2x10-4 :Log(3.2)-Log(10-4) :-05+4.0 :3.5 22/1/2024 14 22/1/2024 15 Los valores de pH bajos corresponden a concentraciones altas de H+ y los valores de pH altos corresponden a concentraciones bajas de H+ 22/1/2024 16  ÁCIDOS Y BASES Los ácidos son donantes de protones y las bases son aceptores de protones Base : par de electrones disponibles para Acido: sustancia que puede ceder un protón al formar un enlace reaccionar con un acido 22/1/2024 17  El PH y el PKa Las sustancias pueden comportarse como Tampones : Sistema acuoso que tienden amortiguar los ácidos y bases débiles cambios que se producen en el PH. 1-Reacciones enzimáticas 2-Las fluctuaciones del PH celular 3- Dejar sin efecto la función enzimática 4-Es impredecible una regulación del PH para operar de manera optima. PH optimo : 7 22/1/2024 18  Disociación de un acido y la ecuación de Henderson-Hasselbalch HA---------------- A- + H + Ka: constante de disociación 22/1/2024 19  El pKa de un grupo ácido es el pH al cual las especies protonadas y no protonadas están presentes en concentraciones iguales. El pKa de un ácido puede determinarse si se agregan 0.5 equivalentes de álcali por equivalente de ácido. El pH resultante será igual al pKa del ácido Ecuación de Henderson- Hasselbalch. Ejemplo 22/1/2024 20  Constantes de disociación y valores de pKa para ácidos débiles comunes 22/1/2024 21  Los trastornos acido básicos se clasifican como respiratorios o no respiratorios (o metabólicos) según haya o no una alteración primaria (causante) en la PC02. El término acidosis significa que los [H+] tienden a estar por encima de lo normal, mientras que en la alcalosis tienden a estar por debajo de lo normal 22/1/2024 22  Bibliografía: Capítulo 1 HARPER Bioquímica ilustrada 32ª edición 22/1/2024 23  Facultad de Medicina Prolongación Alameda Juan Pablo II, Calle El Carmen, San Antonio Abad, San Salvador, El Salvador Conmutador: 2275-4000, Fax: 2275-4040 www.uees.edu.sv ¿Preguntas? Comentarios  UNIVERSIDAD EVANGÉLICA DE EL SALVADOR Departamento de Ciencias Fisiológicas BIOQUÍMICA Dr Anderson Quinteros [email protected] CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO Dr Anderson Quinteros [email protected]  Importancia biomédica. Ubicación en el metabolismo intermediario. Reacciones químicas de la vía. Rendimiento energético del ciclo de Krebs 22/3/2024 3  Competencias por desarrollar: ✓Explica al menos 4 razones por las cuales es importante para el médico conocer la vía del ciclo de Krebs. ✓Ubica al ciclo de los ácidos tricarboxílicos en el metabolismo intermediario. ✓Explica la ganancia energética en el ciclo de Krebs. ✓Expresa el concepto del ciclo de Krebs como intermediario en el metabolismo gluconeogénico 22/3/2024 4  CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO Hans Adolf Krebs Ciclo de Krebs  Ciclo de los tres nombres El ciclo de Krebs (también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos) es una serie de reacciones químicas de gran importancia, que forman parte de la respiración celular en todas las células aerobias, es decir que utilizan oxígeno.  En organismos aeróbicos el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de hidratos de carbono, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2 y agua, liberando energía en forma utilizable (poder reductor y ATP). El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas tales como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo.  La formación del citrato era la pieza faltante para poder armar completamente un rompecabezas metabólico. El descubrimiento que resolvió este rompecabezas y unificó el metabolismo fue hecho en 1937 por Sir Hans Krebs y W.A. Johnson: ellos mostraron que el citrato es derivado del piruvato y del oxaloacetato completando lo que se conoce como el ciclo del ácido cítrico. Condensación del acetil - CoA 2 S - CoA + 3 CITRATO Acetil - CoA SINTASA HS - CoA Oxalacetato Citrato  En condiciones anaerobias, las células animales reducen el piruvato a lactato, en las levaduras a etanol. En condiciones aerobias, el piruvato ingresa a la matriz mitocondrial y es convertido a acetil-Coenzima A (AcetilCoA) para llevar estos carbonos a su estado de oxidación total en el ciclo del ácido cítrico. H H 2 + H + H+  Transformación del piruvato en Acetil-CoA Los grupos acetilo entran en el ciclo en forma de acetil-CoA Es este el producto común de la degradación de carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos El grupo acetilo esta unido al grupo sulfhidrilo del CoA por un enlace tioéster El acetil-CoA se forma por descarboxilación oxidativa del piruvato, por la acción del complejo enzimático piruvato deshidrogenasa Pyruvate Dehydrogenase O O HSCoA O H3 C C C O− H3 C C S CoA + CO2 pyruvate acetyl-CoA NAD+ NADH  El trabajo acoplado del ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones es la mayor fuente de energía metabólica. El metabolismo aerobio del piruvato por el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones produce mucha mas energía que la simple conversión aerobia del piruvato a lactato o etanol.  En condiciones aerobicas, el piruvato sufre una descarboxilacion oxidativa con la formación de AcCoA. El grupo acetilo del AcCoA es transferido al oxaloacetato para dar citrato. En reacciones subsecuentes, dos de los átomos de Carbono del citrato se oxidan a CO2 y el oxaloacetato es regenerado.  La reacción neta de ciclo del ácido cítrico también produce tres moléculas de NADH, una de FADH2 y una molécula del compuesto trifosfato de guanosina (GTP) altamente energético (en algunos organismos es directamente ATP) por cada molécula de AcCoA oxidada. Las moléculas de NADH y FADH2 son oxidadas en la cadena de transporte de electrones con la formación de ATP en la fosforilación oxidativa. REACCIONES DEL CICLO DE KREBS El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial en eucariotas y en el citoplasma de procariotas. Condensación del Acetil CoA, gracias a la Citrato sintasa ◼ Citrato sintasa es una Enzima condensante, cataliza la condensación aldólica entre el grupo metilo del acetil-CoA y el carbonilo del Oxalacetato. ◼ La velocidad depende de la disponibilidad de los sustratos, además de la Succinil-CoA.  Conversión del Citrato en Isocitrato. ◼ La enzima es denominada aconitato hidratasa. ◼ La mezcla en equilibrio, contiene aproximadamente un 93% citrato y un 7% de isocitrato. ◼ Se tiene un compuesto intermediario, denominado cis-aconitato. ◼ La aconitasa contiene Fe(II) y precisa de un tiol como el de la Cisteína o el Glutatión  Oxidación del Isocitrato a α-cetoglutarato (α- oxoglutarato) ◼ Existen 2 tipos de Isocitrato deshidrogenasa, uno dependiente del NAD+ y otro del NADP+. ◼ Estudios recientes indican que la primera es la que cataliza la reacción correspondiente. Oxidación del α-cetoglutarato (α-oxoglutarato) a Succinil-CoA ◼ Es biológicamente irreversible en células animales. ◼ Participan como coenzimas el Pirofosfato de tiamina, ácido lipoico, CoA, FADy NAD+.  Desacilación del Succinil-CoA ◼ La pérdida del CoA no se dá por simple hidrólisis sino por reacción de conservación de energía (GTP). ◼ El GTP formado en esta reacción cede su fosfato terminal al ADP para formar ATP mediante acción de la nucleósido-difosfato-quinasa. ◼ Existe formación de una fosfoenzima intermedia.  Conversión de Succinato a Fumarato ◼ La succinato deshidrogenasa está ligada covalentemente al FAD que actúa como aceptor de un hidrógeno en la reacción.  Hidratación del Fumarato ◼ La enzima se denomina fumarato hidratasa, y tiene la capacidad de catalizar una hidratación en forma Trans, para obtener Malato.  Oxidación del Malato a Oxalacetato. ◼ Es la última reacción del ciclo, aún siendo endergónica se dá con mucha facilidad. ◼ Es estereoespecífica para la forma L del malato.  ENERGÉTICA DEL CICLO DE KREBS ◼ El ciclo de Krebs siempre es seguido por la fosforilación oxidativa. ◼ Este proceso extrae la energía en forma de electrones de alto potencial de las moléculas de NADH y FADH2, regenerando NAD+ y FAD, gracias a lo cual el ciclo de Krebs puede continuar. REACCIÓN CATALIZADA MÉTODO DE NÚMERO DE ATP POR: PRODUCCIÓN DE FORMADOS FOSFATOS Isocitrato Ox. del NADH en la 3 deshidrogenasa Cad.Respiratoria α-cetoglutarato Ox. del NADH en la 3 deshidrogenasa Cad.Respiratoria Succinato tionasa Ox.a nivel del 1 Sustrato Succinato Ox. del FADH en la 2 deshidrogenasa Cad.Respiratoria Malato Ox. del NADH 3 deshidrogenasa Cad.Respiratoria TOTAL NETO 12 ATP / MOL Acetil CoA ◼ La glucosa origina 2 moléculas de piruvato y por ende 2 moléculas de AcetilCoA, lo que nos da lugar a 24 moléculas de ATP. ◼ Si hacemos un análisis de rendimiento de ATP por molécula de glucosa, tendríamos lo siguiente:  Glucólisis 8 ATP  Piruvato a AcCoA 6 ATP  Ciclo de Krebs 24 ATP  TOTAL 38 ATP  Glucólisis REACCIÓN MÉTODO DE NÚMERO DE ATP CATALIZADA POR: PRODUCCIÓN FORMADOS DE FOSFATOS Gliceraldehido- Ox. De 2 NADH en la 6 3- fosfato Cad.Respiratoria deshidrogenasa Fosfoglicerat Ox. A nivel 2 o cinasa del Sustrato Piruvato cinasa Ox.a nivel 2 del Sustrato TOTAL 10 Consumo de 2 ATP Nivel de Hexocinasa -2 y fosfofructocinasa TOTAL NETO 8 ATP / MOL Glucosa ◼ En teoría solo trabajamos con un total de 2 ATP como ganancia neta, pero eso se debe a que se emplean estos, en la transformación de ácido pirúvico a ácido láctico, se pierden: -2 NADH = -6 ATP Oxidación del Ácido pirúvico hasta Acetil Coenzima A ◼ Se forman 2 NADH, por lo tanto se tienen 6 ATP. H H 2 + H + H+  IMPORTANCIA BIOMÉDICA ◼ La función principal de Ciclo del Ácido Cítrico es actuar como vía común final de la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas. ◼ Esto se debe a que estos son metabolizados a acetil- CoA o a intermediarios del ciclo.  ◼ Interviene en forma principal en:  Gluconeogénesis  Transaminación  Desaminación  Lipogénesis ◼ Algunos de estos procesos se llevan a cabo en los tejidos pero el Hepar = Hígado hepático es el único donde ocurren todos, por lo que una Cirrosis o una Hepatitis aguda afecta este proceso.  BIBLIOGRAFÍA Capítulo 16 HARPER Bioquímica ilustrada 32ª edición. 3/22/2024 38  Facultad de Medicina Prolongación Alameda Juan Pablo II, Calle El Carmen, San Antonio Abad, San Salvador, El Salvador Conmutador: 2275-4000, Fax: 2275-4040 www.uees.edu.sv ¿Preguntas? Comentarios Dr Anderson Quinteros [email protected]  U N IVERSID A D EVA N G É L I C A D E EL SALVADOR Departamento de Ciencias Fisiológicas Bioquímica DRA. DARLENE GAITÁN Lipoproteínas 2  Objetivos 1. Mencione los cinco tipos de lípidos en plasma, identificando el tipo metabólicamente más activo 2. Nombre la fracción proteica de las lipoproteínas 3. Explique el proceso de formación de los quilomicrones y proteínas de baja densidad (LDL) Explique el destino metabólico de los quilomicrones y de las proteínas de baja densidad 4. Explique el papel de la lipoproteína lipasa 5. Identifique el órgano en donde se sintetizan las lipoproteínas de alta densidad (HDL) 6. Nombre las apoproteínas que se almacenan en las lipoproteínas de alta densidad. 7. Mencione valores normales de los lípidos y lipoproteínas más importantes. CAPÍTULO 18. BIOQUÍMICA. HARVEY, RICHARD. 6ª EDICIÓN 13/3/2023 3  IMPORTANCIA BIOMEDICA. Lípidos son insolubles en agua…. ¿Cómo se transportan? ✓ Lípidos NO polares Lipoproteínas miscibles en agua. ✓Proteínas Antipáticas (Apolipoproteína) Las lipoproteínas transportan lípidos : Intestino Hígado Qm VLDL Tejido. Graso ( almacenar) Otros Tejidos (aterosclerosis)  ¿Que lípidos me forman las lipoproteínas? 30% 16% 14% Exógeno o Endógeno (Novo) 36% AGL: Acidos grasos de cadena larga no esterificados 4%, son los lípidos mas activos, desde el punto de vista metabólico. LIPOPROTEINAS PLASMATICAS. Funciones. 1. Solubilidad a los lípidos al transportarlos en el plasma. 2. Medio adecuado de transporte de lípidos a los tejidos. ESTRUCTURA DE LIPOPROTEINAS A mayor porcentaje de proteínas mayor densidad.  Funciones de apolipoproteína. 1) Estructura de lipoproteínas: Apo B. 2) Sitios de reconocimiento para receptores de superficie celular. 3) Activadores de enzimas: C-II para la lipoprotein lipasa, A-I para la colesterol Acil transferasa. 4) Inhibidores de enzimas: Apo A-II y Apo C-III para lipoprotein lipasa.  Insulina estimula 10%  METABOLISM O DE VLDL lipoproteínas de muy baja densidad. ✓Se sintetizan en el hígado. ✓Se componen 60% de TAG endógeno. ✓Función: Transportar TAG desde el hígado hacia tejidos periféricos.  2 1 4 3 5  METABOLISMO DE LDL lipoproteínas de baja densidad. Función: Suministrar colesterol a los tejidos periféricos o de devolverlos al hígado.  Estabiliza. L prot. Sx Novo Libera degradación 1 + 2 3 CELULAS ESPUMOSAS lipoproteínas de baja densidad.  METABOLISMO DE HDL lipoproteínas de ALTA densidad. Función: Provisión de apolipoproteína. Absorción de colesterol no esterificado. Esterificación del colesterol. Transporte inverso del colesterol.  TRANSPORTE INVERSO DEL COLESTEROL. < Fosfolípidos y Apo A II y E Síntesis de ácidos biliares o se elimina por bilis. Proteína de transferencia Colesterol aciltransferasa de esteres de colesterilo I GAME PIN: 062160  DUDAS? Bibliografía Richard Harvey, Bioquímica 6ª edición cap. 18 25/3/2020 20  UNIVERSIDAD EVANGÉLICA DE EL SALVADOR BIOQUÍMICA MÉDICA NUCLEÓTIDOS Dra. Sofía Jarquín de Flores [email protected]  Ejemplifica la importancia bioquímica de los nucleótidos y poli nucleótidos Diferencia los nombres de las purinas y pirimidinas Diferencia nucleósidos de nucleótidos Menciona los poli nucleótidos más importantes Describe el tipo de unión entre nucleótidos para constituir cadenas 14/5/2024 2  Define los ácidos nucleicos y explica su importancia. Explica la composición química de los ácidos nucleicos. Describe la estructura y función del ADN y de las clases principales de ARN. Explica la función del DNA en el Dogma central de la genética molecular. 14/5/2024 3  FORMAN PARTE DE COENZIMAS PRINCIPALES TRANSDUCTORES DE ENERGÍA APLICACIONES MÉDICAS 14/5/2024 4  Participan en funcio Metabolismo energético nes metabólicas tan diversas como Síntesis de proteínas Regulación de la actividad enzimática Transducción de señales. Fosforilación dependiente de ATP 14/5/2024 de enzimas metabólicas clave. 5  En orden descendente de importancia: 1. Síntesis a partir de intermediarios anfibólicos (síntesis de novo) 2. Fosforribosilación de purinas 3. Fosforilación de nucleósidos de purina. 14/5/2024 6  BIOSÍNTESIS HÍGADO (citoplasma) 14/5/2024 7  EXCRECIÓN RENAL DEGRADACIÓN INTESTINO DELGADO 14/5/2024 8  Purina y pirimidina. Los átomos están numerados según el sistema internacional. 14/5/2024 Figura 32.1 Capítulo 32, Harper 32° Ed. 9 14/5/2024 10 14/5/2024 11 14/5/2024 12 *Son moléculas pequeñas sintetizadas por todos los organismos vivos. **Están formadas por la unión de tres elementos: ✓Una base nitrogenada. ✓Un pentosa (azúcar). ✓Uno, dos o tres grupo fosfato. 14/5/2024 13  BASE PENTOSA (RIBOSA O NUCLEÓSIDO NITROGENADA DESOXIRRIBOSA) GRUPO NUCLEÓSIDO NUCLEÓTIDO FOSFATO 14/5/2024 14  NUCLEÓSIDO DE NUCLEÓTIDO DE PIRIMIDINA PURINA 14/5/2024 15  ADENINA BASE NITROGENADA ADENOSINA NUCLEÓSIDO AMP ADP ATP AMP: ADENOSINA MONOFOSFATO NUCLEÓTIDO NUCLEÓTIDO NUCLEÓTIDO ADP: ADENOSINA DIFOSFATO ATP: ADENOSINA TRIFOSFATO 5/2024 16 14/5/2024 17  Puente de hidrógeno Nucleótido de Nucleótido de guanosina citidina Cadena de azúcar Cadena de azúcar fosfato Puente de hidrógeno fosfato Nucleótido de timidina Nucleótido de adenosina Puente de hidrógeno Nucleótido de Nucleótido de guanosina citidina Cadena de azúcar Cadena de azúcar fosfato Puente de hidrógeno fosfato Nucleótido de timidina Nucleótido de adenosina Puente de hidrógeno Nucleótido de Nucleótido de guanosina citidina Cadena de azúcar Cadena de azúcar fosfato Puente de hidrógeno fosfato Nucleótido de timidina Nucleótido de adenosina Puente de hidrógeno Nucleótido de Nucleótido de guanosina citidina Cadena de azúcar Cadena de azúcar fosfato Puente de hidrógeno fosfato Nucleótido de timidina 14/5/2024 Nucleótido de adenosina 18  Puente de hidrógeno Nucleótido de Nucleótido de guanosina citidina Cadena de Puente de Cadena de azúcar fosfato hidrógeno azúcar fosfato Nucleótido de timidina CADENA DE Nucleótido de MONÓMEROS DE adenosina POLINUCLEÓTIDOS Puente de hidrógeno Nucleótido de Nucleótido de guanosina citidina Cadena de Puente de Cadena de azúcar fosfato hidrógeno azúcar fosfato Nucleótido de timidina Nucleótido de adenosina 14/5/2024 19 14/5/2024 20 14/5/2024 21 14/5/2024 22  Hipoxantina Xantina Ácido úrico 14/5/2024 23  EXCRECIÓN RENAL 14/5/2024 24  GOTA ADEMÁS: HIPOURICEMIA ENFERMEDAD DE VON GIERKE (hiperproducción de purinas) 14/5/2024 25  Síndrome de LeschNyhan Retraso del desarrollo motor Trastorno que seguido de movimientos hereditario. anormales y aumento de los Afecta la forma como el reflejos. cuerpo produce y Comportamiento descompone las purinas. autodestructivo, lo que Déficit de xantina incluye morderse las yemas de los dedos y los labios. Automutilación 14/5/2024 26  Harper. Bioquímica ilustrada, 32e. McGraw Hill. BIBLIOGRAFÍA 14/5/2024 27  Facultad de Medicina Prolongación Alameda Juan Pablo II, Calle El Carmen, San Antonio Abad, San Salvador, El Salvador Conmutador: 2275-4000, Fax: 2275-4040 www.uees.edu.sv ¿Preguntas? Comentarios Dra. Sofia Jarquín de Flores [email protected]  UNIVERSIDAD EVANGÉLICA DE EL SALVADOR Departamento de Ciencias Fisiológicas BIOQUIMICA CARLOS ROSALES [email protected]  Tema: Síntesis y replicación de ADN Competencias por desarrollar: Define en qué consiste la replicación Nombra los requerimientos necesarios para que la replicación se realice Describe los pasos mediante los cuales la replicación se lleva a cabo Recuerda la etapa del ciclo y el sitio celular donde ocurre la replicación Explica las principales características de la replicación El ADN es un polímero de monofosfatos de desoxirribonucleótidos unidos covalentemente por medio de enlaces fosfodiéster 3’→5’. Con la excepción de algunos virus que contienen ADN de hebra simple (ADNhs, monocatenario), el ADN existe como molécula de doble hebra (ADNdh, bicatenario), en la que las dos hebras se enrollan entre sí formando una doble hélice Dogma central de la biología celular. NÚCLEO CITOPLASMA Ciclo celular de células eucariotas La información genética en el ADN se copia y se transmite a células hijas a través de la replicación del ADN  Estructura del ADN ✓Bicentenario ✓Eje helicoidal. ✓Cadenas Anti paralelas. ✓Extremo Hidrófilo. ✓Extremo Hidrófobo. ✓Surcos Mayor y Menor  Estructura del ADN. ✓Bases primera hebra apareadas con las bases de la segunda hebra. ✓Perpendiculares al eje helicoidal. ✓Regla de Chargaff. ✓Bases unidas mediante enlaces hidrogeno. ✓Estabilizan la estructura de la doble hélice. Separación de las dos hebras de ADN. complejo de Replicacion reconocimiento de origen (ORC, Copias fieles de DNA que garantizan la transmisión y conservación de la información genética. Semiconservadora: ✓Cadena molde para la síntesis de una nueva cadena. ✓Resultado: dos moléculas de DNA. Bidireccional:  Helicasas del ADN ✓Se une a DNA de cadena sencilla cerca del tenedor. ✓Obliga a las cadenas a separarse y desenredar la doble hélice. ✓Se requiere energía (ATP). ✓Cuando las cadenas se separan las proteínas SSB se unen y previenen la reformación de la doble hélice. Superenrollamiento (positivas y negativas)  Solución de las Superhélices Topoisomerasa DNA tipo I Actividad nucleasa: corta de forma reversible una cadena sencilla. Actividad ligasa: reunión de cadena. No requiere energía Regulan las superhélices negativas.  Topoisomerasa DNA tipo II Roturas transitorias en ambas cadenas. Luego un segundo segmento de DNA de la doble hélice pasa por la rotura y al final sella de nuevo la rotura. Se liberan superhélices positivas y negativas. La ADN Girasa en plantas y bacterias. DNA girasa : E.coli  ARN cebador. Necesario para la síntesis de ADN en las hebras recién formadas es una región corta de doble hebra se une al grupo Hidroxilo en el extremo 3´ Sirve como primer aceptor de un desoxinucleotido por acción de la ADN polimerasa.  Dirección de la replicación. Las polimerasas del ADN solo pueden leer secuencias en dirección 3´- 5´ Sintetizan hebras nuevas de 5´- 3´( antiparlela) Hebra Adelantada. Se copia en dirección a la horquilla, se sintetiza de forma continua. Hebra Retrasada. Se copia en dirección opuesta a la horquilla de manera discontinua. Fragmentos de Okazaki Replicación  Polimerasas de DNA eucariota Pol Función Corrección de pruebas Contiene primasa.  Inicia síntesis de DNA. -  Repara. -  Replica DNA mitocondrial. + Alarga las cadena líderes y los  fragmentos de Okasaki. +  Repara +  Proteína Función Complejo de reconocimiento del ORC Reconocimiento del origen origen Mantenimiento minicromosomas MCM Actividad helicasa (complejo) Protección del ADN RPA Proteína A de replicación monocatenario Pol  primasa Síntesis del cebador Antígeno nuclear de células en PCNA Pinza deslizante proliferación RNasa H, FEN1 Eliminación del cebador  Bibliografía ✓Harvey Bioquímica 6ª edición cap 29 ✓Harper Bioquímica 32ª edi. Cap 35  UNIVERSIDAD EVANGÉLICA DE EL SALVADOR Departamento de Ciencias Fisiológicas [email protected] VISIÓN DE LA FACULTAD Ser la Facultad de Medicina, líder regional por su excelencia académica e innovación científica; reconocida por su práctica cristiana y espíritu de servicio MISIÓN DE LA FACULTAD Formar profesionales de la salud con excelencia académica, conscientes del servicio a sus semejantes y con una ética cristiana basada en las Harvey 6° Sagradas Escrituras, para mejorar las condiciones de salud de la sociedad Dra. Andrea Jazmín Campos Morán [email protected] ❖ Transcripción ❖ Importancia biomédica del proceso ❖ Requerimientos de la transcripción ❖ Etapas de la transcripción ❖ Productos de la transcripción ❖ Características estructurales de los diferentes tipos de RNA, tRNA, mRNA, rRNA. ❖ Características del proceso de transcripción ❖ Inhibidores de la transcripción ❖ Definición de exón e Intrón ❖ Procesamiento del mRNA en eucarióticas 13/5/2024 3  El proceso de copiado en el cual una hebra de ADN sirve de molde o plantilla para la síntesis de ARN de denomina Transcripción. Productos: 2 Características: ARNm (se traduce a secuencias de a. a) 2% Selectiva ARNr (ribosomal) ARN polimerasa ARNt (transferencia) Los transcritos iniciales pueden sufrir ARNnc 13/5/2024(no codificante, no se traduce) modificaciones. 4  3´ Moléculas poliméricas no ramificadas compuestas por monofosfatos de nucleósidos unidos entre sí mediante enlaces fosfodiéster 3´-5´ Son polímeros cuya unidad básica son los monómeros llamados nucleótidos. Cada nucleótido presenta 3 componentes básicos: 5´ un azúcar en el ARN Ribosa, que es una pentosa; un grupo fosfato y una base nitrogenada. Los nucleótidos luego se combinan para formar una cadena de 2 nucleótidos, al formar enlaces entre el fosfato de un nucleótido a la posición 3' de la ribosa de otro nucleótido. Por eso se dice que el polinucleótido crece desde el extremo 5'→ 3' (5 prima a 3 prima). 1 13/5/2024 5 13/5/2024 6  Existen 3 tipos fundamentales de ARN que participan en el proceso de síntesis de proteínas. ARN Mensajero ❖ 5% del ARN presente en la célula. ❖ Intermediario entre el ADN y la síntesis de proteínas. (Transporte de información genética) ❖ Producido en el núcleo y sale hacia el citoplasma en búsqueda del ribosoma. ❖ Puede ser policistrónico (Información de más de un gen). ❖ ARN polimerasa II es la encargada de la producción de todos los ARNm que codifican para proteínas. ❖ Muy heterogéneo ❖ Se replica varias veces 13/5/2024 7  ARN Ribosomal ❖ ARN que forma los ribosomas. ❖ Sintetizada en el nucléolo por acción de la enzima ARN polimerasa I ❖ Su función es estructural. ❖ En las Eucariotas existen 4 ARNr 28S, 18S, 5,8S y 5S ❖ Ribozima si tiene actividad catalítica ❖ 80% del ARN total Índice de sedimentación de Svedberg 13/5/2024 8  ARN de transferencia 3´ 5´ ❖ Son los más pequeños (4S) ❖ 1 tipo específico de ARNt por cada a.a ❖ Poseen una secuencia específica de 3 nucleótidos (Anticodón) ❖ Reconocimiento de la secuencia de código genético en ARN mensajero. Adición del aminoácido a la cadena 13/5/2024 9  ❖ ARN polimerasa reconoce la región promotora y región terminal ❖ El ARN se sintetiza desde su extremo 5´hasta el 3´ ❖ La transcripción es antiparalela al molde. ADN ARN Guanina Citocina Citocina Guanina Timina Adenina Adenina Uracilo ETAPAS: Iniciación Elongación Terminación Transcrito primario Actividad de Subunidad alfa (Factor sigma) Holoenzima Enzima central 13/5/2024 10 13/5/2024 11  Promotor Burbuja de transcripción 13/5/2024 12  ❖ Una vez que la holoenzima ha reconocido la región promotora y se ha unido a ella, el desenrollamiento de la hélice de ADN continúa. ❖ La ARN polimerasa no requiere iniciador. ❖ Inicia cuando el transcrito excede los 10 nucleótidos. La incorporación errónea de un ribonucleótido hace que la ARN polimerasa se detenga, retroceda, escinda el transcrito y reinicie. 13/5/2024 13  La transcripción eucariota implica polimerasas separadas para la síntesis de ARNr, ARNt, y ARNm Factores de transcripción ❖ Se unen a diferentes sitios del ADN dentro de la región promotora (distal o proximal). ❖ Ensamblaje del complejo de transcripción. ❖ Determinación de qué genes se han de transcribir. ❖ Cada ARN Pol eucariota posee sus propios promotores y factores de transcripción. ❖ La estructura de la cromatina debe descondensarse. Eucromatina 13/5/2024 14  Sintetiza en el nucléolo el precursor de ARNr de 28S, 18S y 5.8S Sintetiza a los precursores del ARNm que se procesan y después se traducen para producir proteínas. Promotores 25 nucleótidos en dirección 5´del inicio de la transcripción En la mayoría de los genes no hay una caja TATA, en lugar de ello están presentes diferentes elementos promotores centrales como un Inr (iniciador). 13/5/2024 15  Son requisitos mínimos para el reconocimiento del promotor, el reclutamiento de la ARN Pol II hacia el promotor, la formación del complejo de preiniciación e iniciación de la transcripción a nivel inicial. El factor general de transcripción TFIIF contiene una proteína de unión a TATA ¿Potenciadores? Son secuencias de ADN especiales que aumentan la tasa de iniciación de la transcripción por la ARN pol II Reguladores proximales 13/5/2024 16  El ARNm procariota es generalmente idéntico a su transcrito primario, mientras que el ARNm eucariota se modifica de modo extenso tanto después de la transcripción como junto a esta. Eliminación de intrones no codificantes del gen Unión de exones. 13/5/2024 17 Para sintetizar una proteína, es necesario un gen presente en el ADN, el que posteriormente debe transcribirse en una molécula de ARN mensajero, éste puede salir del núcleo, ir al citoplasma, buscar un ribosoma y con la ayuda de un ARN de transferencia elaborar la proteína que está determinada por ese gen. 13/5/2024 18  UNIVERSIDAD EVANGÉLICA DE EL SALVADOR BIOQUÍMICA CÓDIGO GENÉTICO Dra. Sofía Jarquín de Flores [email protected]  COMPETENCIAS Explica el termino de codón y anticodón Menciona en número de codones conocidos Expresa el significado de código genético y su importancia en la síntesis de proteica Describe los diferentes tipos de codones Reconoce las propiedades del código genético Define el concepto de mutación Describe la clasificación de las mutaciones 22/5/2024 2 22/5/2024 3  TRANSCRIPCIÓN PROCESO DE COPIADO PARA SÍNTESIS DE ARN A PARTIR DE UNA CADENA MOLDE O HEBRA DE ADN 22/5/2024 4  CARACTERÍSTICAS DE LA TRANSCRIPCIÓN SELECTIVIDAD ✓Se debe a la presencia de señales de nucleótidos en el ADN ✓ARN polimerasa: ¿Dónde iniciar? ¿Cuántas veces? ¿Dónde debe terminar? ✓Proteínas reguladoras 22/5/2024 5  ARN polimerasa Enzima de múltiples subunidades: ✓Reconoce una secuencia de nucleótidos (la región promotora) al principio de un segmento de ADN que se ha de transcribir. ✓A continuación realiza una copia de ARN complementario de la hebra molde de ADN ✓Después reconoce el final de la secuencia de ADN que se ha de transcribir (la región de terminación). ✓Desenrolla parcialmente la molécula del molde de ADN, gracias a su actividad helicasa intrínseca. ✓Enrolla 22/5/2024 6  TIPOS DE ARN CODIFICAN PROTEÍNAS ARNr: RIBOSÓMICO ARNt: (sitio donde se da ARNm: MENSAJERO ARNnc: NO TRANFERENCIA esta síntesis de (guía) CODIFICANTE (transporte) proteínas) 22/5/2024 PARTICIPAN EN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS 7  CODONES AUG CUU GUG Secuencia de Secuencia de Secuencia de tres nucleótidos tres nucleótidos tres nucleótidos 22/5/2024 8  3 codones sin sentido: Señales de terminación de la traducción 1 codón de inicio 22/5/2024 9 22/5/2024 10  Anticodón Secuencia trinucleotídica ubicada en un extremo de una molécula de ARN de transferencia, que es complementario a un codón correspondiente en una secuencia de ARN mensajero. 22/5/2024 11  Componentes necesarios para la traducción Aminoácidos: Todos los aminoácidos que aparecen en la proteína terminada deben estar presentes en el momento de la síntesis de la proteína, si falta un aminoácido, la traducción se detiene. ARN de transferencia: Se necesita al menos un tipo específico de ARNt por cada aminoácido. (sitio de unión de los aminoácidos y anticodón) Aminoacil-ARNt sintetasas: catalizan una reacción de dos etapas que tiene como resultado la unión covalente del grupo carboxilo de un aminoácido al extremo 3’ de su ARNt correspondiente. 22/5/2024 12  Componentes necesarios para la traducción ARN mensajero: necesario como plantilla. Ribosomas funcionalmente competentes: ARN ribosómico, proteínas ribosómicas, ubicación celular de los ribosomas. Factores proteicos: realizan una función catalítica, mientras que otros parecen estabilizar la maquinaria sintética. El ATP y GTP son necesarios como fuente de energía: para añadir un aminoácido a la cadena polipeptídica en crecimiento es necesaria la escisión de cuatro enlaces de alta energía. 22/5/2024 13 22/5/2024 14  Múltiples codones descodifican al mismo aminoácido. 22/5/2024 15 22/5/2024 16  Dado un codón específico, solo se indica un único aminoácido. 22/5/2024 17  No se solapa 22/5/2024 18 22/5/2024 19  No hay signos de puntuación Se lee en una secuencia continua de tripletes de nucléotidos. 22/5/2024 20 22/5/2024 21  El mismo para todos los organismos. El mismo codón codifica para los AA de la mayoría de los seres vivos. Siempre hay excepciones 22/5/2024 22  Alteración en la secuencia de mucleótidos. Mutación puntual: Se dividen en 2 tipos: Cambios en el ✓Trancisiones: cambio entre los ARNm en una sola mimos tipos de base base de ✓Transversiones: no nucleótidos. importa el tipo de base 5/22/2024 23 5/22/2024 24  Alteración en la secuencia de mucleótidos. ✓Efectos de la mutuación puntual: ✓Mutación silenciosa: El codón que contiene la base combinada puede codificar el mismo AA. ✓Mutación de cambio de AA: El codón que contiene la base cambiada puede codificar un aminoácido diferente. Se conoce como Sentido alterado o cambio de sentido. (aceptable, parcialmente aceptable o inaceptable) ✓Mutación sin sentido o finalizadora: Causa una terminación prematura de la traducción. El codón que contiene la base combinada puede convertirse 5/22/2024 en un codón de terminación. 25 5/22/2024 26 5/22/2024 27  Otras mutaciones ✓Expansiones por repetición de trinucleótidos. Se presentan muchas copias de triplete. ✓Mutaciones del ciclo de encorte y empalme. ✓Mutaciones del marco de lectura. 5/22/2024 28  Ejemplos 5/22/2024 29  BIBLIOGRAFÍA CAPÍTULO 37 HARPER 22/5/2024 30  Facultad de Medicina Prolongación Alameda Juan Pablo II, Calle El Carmen, San Antonio Abad, San Salvador, El Salvador Conmutador: 2275-4000, Fax: 2275-4040 www.uees.edu.sv ¿Preguntas? Comentarios Dra. Sofia Jarquín de Flores [email protected]  UNIVERSIDAD EVANGÉLICA DE EL SALVADOR BIOQUÍMICA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS Jorge Antonio Cabezas Gómez. M.D. Mtr. [email protected]  COMPETENCIAS Explica en qué consiste la traducción de los mensajes genéticos. Menciona los 4 sitios importantes para la biosíntesis de proteínas, que poseen los ribosomas. Nombra los componentes necesarios para la biosíntesis de proteínas. Describe las etapas de la síntesis de proteínas. Explica las modificaciones post-traduccionales que sufren las proteínas. 22/5/2024 2  Explica en qué consiste la traducción de los mensajes genéticos. Las letras A, G, T y C La colección de corresponden a los estos codones, nucleótidos que se una vez encuentran en el DNA. transcritos en Estos nucleótidos mRNA, forman el están organizados en código genético palabras codificadas de tres letras llamadas codones 22/5/2024 3  IMPORTANCIA BIOMÉDICA Era imposible entender la síntesis de proteínas. (o explicar los efectos moleculares de las mutaciones genéticas) antes de que se descifrara el código genético. Proporciona una base para explicar la forma en que los defectos de las proteínas pueden causar enfermedades genéticas y para el diagnóstico y posible tratamiento de estos trastornos. 5/22/2024 4  La célula debe poseer la maquinaria necesaria para traducir la información con precisión y eficacia desde la secuencia de nucleótidos de un mRNA a la secuencia de aminoácidos de la proteína específica correspondiente. La aclaración de nuestra comprensión de este proceso, se denomina traducción Regiones codificantes (exones) formarán el mRNA maduro y largas secuencias intermedias (intrones) que separan los exones. 5/22/2024 5  Datos importantes Las moléculas de mRNA en sí mismas no tienen afinidad por los aminoácidos. Por ende, la traducción de mRNA (nucleótidos) a A.A-Proteína requiere a una molécula específica (adaptadora- intermedia). Debe reconocer una secuencia de nucleótidos específica, por un lado, así como un aminoácido específico por el otro.  Datos importantes Así la célula puede dirigir un aminoácido específico a la posición secuencial adecuada de una proteína durante su síntesis. Según lo dicta la secuencia de nucleótidos del mRNA específico. LA SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS DE UNA MOLÉCULA DE mRNA CONTIENE UNA SERIE DE CODONES QUE ESPECIFICAN LA SECUENCIA DE AMINOÁCIDOS DE LA PROTEÍNA CODIFICADA  Datos importantes Se requieren 20 Cada codón consta de una aminoácidos diferentes secuencia de tres para la síntesis del nucleótidos; es decir, es complemento celular un código triplete de proteínas; por consiguiente, debe haber al menos 20 codones distintos que componen el código genético  EL CÓDIGO GENÉTICO ES DEGENERADO, NO AMBIGUO, SIN SUPERPOSICIÓN, SIN PUNTUACIÓN Y UNIVERSAL  Más datos importantes Tres de los 64 codones posibles no codifican aminoácidos específico. Éstos se denominan codones sin sentido. Se utilizan en la célula como señales de terminación de la traducción. Algunos A.A están codificados por diversos codones. (DEGENERACIÓN)  Más datos importantes El código genético no es ambiguo, es decir, dado un codón específico, sólo se indica un único aminoácido. La distinción entre ambigüedad y degeneración es un concepto importante. El código inequívoco pero degenerado se puede explicar en términos moleculares  Más datos importantes El reconocimiento de codones específicos en el mRNA por parte de las moléculas adaptadoras de tRNA depende de la región del anticodón del tRNA Cada molécula de tRNA contiene una secuencia específica, complementaria a un codón, que se denomina su anticodón. Para un codón dado en el mRNA, sólo una especie única de molécula de tRNA posee el anticodón adecuado. Cada codón especifica sólo un aminoácido. Sin embargo, algunas moléculas de tRNA utilizan el anticodón para reconocer más de un codón El código genético NO SE SUPERPONE. Tal cual inicia, se sigue la lectura.  Menciona los 4 sitios importantes para la biosíntesis de proteínas, que poseen los ribosomas. 1. Centro peptidil o centro P: Es el sitio donde se une el primer aminoácil-ARNt y se inicia la síntesis de la proteína. 2. Centro aceptor de nuevos aminoácil-ARNt o centro A: Es el sitio donde se unen los aminoácil-ARNt sucesivos para formar la cadena de aminoácidos. 3. Sitio de unión del aminoácido iniciado: Es el lugar donde se une el aminoácido iniciado a la cadena de aminoácidos en formación. 4. Sitio de unión del aminoácido siguiente: Es el lugar donde se une el aminoácido siguiente a la cadena de aminoácidos en formación. Partes del ribosoma Componentes necesarios para la biosíntesis de proteínas/ Etapas de la biosíntesis de proteínas AL IGUAL QUE LA TRANSCRIPCIÓN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS PUEDE DESCRIBIRSE EN TRES FASES: INICIACIÓN, ELONGACIÓN Y TERMINACIÓN Datos importantes El mensaje se decodifica de 5′ a 3′, y concluye con la formación del extremo carboxilo de la proteína El RNA se sintetiza a partir de una plantilla de DNA mediante la RNA polimerasa. La transcripción es nuclear La traducción es citoplasmática  STEPS 1.Disociación del complejo 80S en las subunidades 40S y 60S del componente, un proceso que se facilita por la unión de los factores eIF1, eIF1A y eIF3 a la subunidad ribosómica 40S  STEPS 2) Formación del complejo de preiniciación 43S, un complejo ternario que consta de met-tRNA (INICIADOR) y GTP unidos al factor de iniciación eIF2  STEPS 3) Activación del mRNA con capuchón 5′ y formación del complejo de in iciación 48S. El mRNA se une a través de su capuchón 5′ por eI F4F (compuesto por factores eIF4E, eIF4G y eIF4A) y la cola poli(A) 3′ por la proteína de unión poli A (PAB) que forma el complejo de iniciación 48S.  STEPS 4. Formación del complejo de iniciación 80S cuando una subunidad ribosómica  Disociación ribosómica Antes de la iniciación, los ribosomas 80S se disocian en las subunidades de los componentes 40S y 60S. La disociación permite que estos componentes participen en rondas posteriores de traducción. 22/5/2024 25  1. Formación del complejo de pre iniciación 43S. 2. Formación del complejo de iniciación 48S. 3. Cola Poli A y su relación con el inicio eficiente de la síntesis proteica. 4. Formación del complejo de iniciación 48S. PEPTIDILTRANSFERASA Formación de enlaces peptídicos 5/22/2024 27  LAS MUTACIONES SON PRODUCTO DE CAMBIOS EN LA SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS Algunas mutaciones ocurren por sustitución de bases Los cambios de base única (mutaciones puntuales) pueden ser: transiciones o transversiones. En la primera, una pirimidina dada se cambia por otra pirimidina o una purina dada se cambia por otra purina. Las transversiones son cambios de una purina a cualquiera de las dos pirimidinas o el cambio de una pirimidina a cualquiera de las dos purinas 22/5/2024 28  Los cambios de una sola base en el mRNA pueden tener uno de varios efectos cuando se traducen en proteína 1. Es posible que no haya un efecto detectable, a menudo se denominan mutaciones silenciosas 2.Cambio de sentido cuando se incorpore un aminoácido diferente en el sitio correspondiente de la molécula de proteína. Este aminoácido erróneo, o sentido erróneo, según su ubicación en la n proteína específica, puede ser aceptable, parcialmente aceptable o inaceptable para la función de esa molécula de proteína 3. Puede aparecer un codón sin sentido que luego se reflejará en la terminación prematura de la traducción y la producción de sólo un fragmento de la molécula de proteína deseada. Se pierde su función normal. 22/5/2024 29  Ejemplos 22/5/2024 30  Datos importantes La terminación se produce cuando se reconoce un codón de terminación 22/5/2024 31  Polisomas Muchos ribosomas suelen traducir la misma molécula de mRNA de manera simultánea. Múltiples ribosomas en la misma molécula de mRNA forman un polirribosoma o “polisoma”. En un sistema sin restricciones, el número de ribosomas unidos a un mRNA (y, por tanto, el tamaño de los polirribosomas) guarda una relación directa con la longitud de la molécula de mRNA 22/5/2024 32 22/5/2024 33  MUCHOS ANTIBIÓTICOS FUNCIONAN AL INHIBIR SELECTIVAMENTE LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS EN LAS BACTERIAS 22/5/2024 34  Facultad de Medicina Prolongación Alameda Juan Pablo II, Calle El Carmen, San Antonio Abad, San Salvador, El Salvador Conmutador: 2275-4000, Fax: 2275-4040 www.uees.edu.sv ¿Preguntas? ¿Comentarios? Jorge Antonio Cabezas Gómez. M.D. Mtr. [email protected]