nucleotidos y acidos nucleicos

NUCLÉOTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS

Q.F.B. Lénica R. Tecanhuey Fernández

Clases y origen de los ácidos nucleicos

Ácido nucleicoDNADNA nuclearDNA celularDNA plasmidialDNA mitocondrialDNA de los cloroplastosDNA viral

RNARNA mensajeroRNA ribosomalRNA de transferenciaRNA nuclear pequeñoRNA viralRNA subviral

Origen

Núcleo de los eucariontesProcariotesProcariotesMitocondria de los eucariotesCloroplastosVirus animales, vegetales y bacterianos

Procariotes y eucariotesProcariotes y eucariotesProcariotes y eucariotesEucariotesVirus animales, vegetales y bacterianosMoléculas de RNA libres

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

• RNA.-Ácido Ribonucleico• DNA.-Ácido Desoxiribonucleico

• Funciones biológicas:– Almacenamiento– Replicación– Recombinación– Transmisión

Informacióngenética

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

Nucleótidos

• Componentes monoméricos de los ácidos nucleicos

• Ac. Nucleicos = polinuclétidos

• Formados:

• Enlace éster

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

Cadena polinucleótida

EnlaceFosfodiéster3´ 5´

Unidadesmonoméricas de nucléotidos

Enlaceéster

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

Azúcares del DNA Y RNA

• RNA: β-D-ribosa• DNA: β-D-2-desoxirribosa

pentosasSistema anular de furanosas

Conf.β

Conf. D

Barahona. A y Piñero. D. Mirando dentro del gen. http//:omega.ilce.edu.mx:3000/.../ 125/img/gen066.gif

Purinas y Pirimidinas

BasesNitrogenadaDNA:

A, G, C, TRNA:

A, G, C, U• UV

J. Sancho. Estructura de Macromoléculas. Lehninger. http://bifi.unizar.es/jsancho/estructuramacromoleculas/12nucleotidos/bases3.JPG

? modificadas

+-

-+

Nucleósidos

• S-B (azúcar-base) ?

Purinas:C1 (β) N9

Pirimidinas:C1 (β) N1

12

1

Puromicina

5

5

Benvinguts a la Viquipèdia, l’enciclopèdia lliure. http://ca.wikipedia.org/wiki/Portada

2

9

Nucleótidos

• Nucleósido + Fosfato en el azúcar• Enlace éster (5´ de la pentosa)

Ribonucleótidos Desoxirribonucleótidos

5 5

Difosfonucleótido TrifosfonucleótidoMonofosfonucleótido

Benvinguts a la Viquipèdia, l’enciclopèdia lliure. http://ca.wikipedia.org/wiki/Portada

Nucleótidos cíclicos• AMP cíclico• GMP cíclico

ATP

Adenilatociclasa

Esterasa

cAMP

AMP

Encilopedia wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Image:A-B-Z-DNA_Side_View.png

Extracción y aislamiento de los ácidos nucleicos

• Propiedades del DNA– Insolubles en sol. diluidas de NaCl– Soluble en sol. concentradas NaCl– Insoluble en alcohol– Detergente o fenol disocia proteína

• Propiedades del RNA– Soluble sol. diluidas NaCl– Insoluble en alcohol– Detergente o fenol disocia proteína

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

Composición del DNA• Nucleasas o fosfodiesterasas

– Desintegrar las bases del DNA• Hidrólisis de enlaces fosfodiéster de los ac.

Nucléicos– Endonucleasas– Exonucleasas

1.- Actuar RNA, DNA o ambos2.- Actuar cadena ss, ds o ambos3.- Rompimiento a o b4.- Exonucleasas: C terminal 3´o 5´5.- Especificidad de bases (pur o pir)6.- Especificidad secuencial (sec. bases)P PP

5´

3´

Rompimiento tipo a

Rompimiento tipo b

B B

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

Composición del DNA• Reglas de Chargaff:1.- (A+G)/(T+C)=1 2.- A/T=13.- G/C=1• Ligasas: Unión de dos extremos de una

cadena polinucléotida

Equilibrio

Composición del RNA• Cuantificar % de bases

•Degradación hidrolítica•Cromatografía (intercambio iónico en columna)

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

ESTRUCTURA PRIMARIA

DNA Y RNA

Cadena polinucleotídica• Código genético

Universidad de la Laguna. Frías V,I. http://webpages.ull.es/users/jfrias/fotos.htm

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

Secuencia de basesdel cromosoma de DNA del virus del Sarcoma murinode Harvey.

Codón

ESTRUCTURA SECUNDARIA Y

TERCIARIADNA

Watson y Crick: Estructura de doble hélice• Cadenas alineadas con polaridad opuesta• Giro hacia la derecha

3´ 5´

5´ 3´

Universidad de Alcala. DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR. http://www2.uah.es/biomolq/BM/Esquemas/Tema2.htm

Pareamiento de bases• Purinas y Pirimidinas

Puentes de hidrógeno

Pontificia Universidadjaveriana. Colombia. Dpto de Ciencias Fisiológicas Farmaco web. med.javeriana.edu.co/.../ images/girasa1.gif

Ө ӨӨ

Ө

Ө

ӨӨ

Ө

PolimorfismoDNA

ӨӨ

ӨӨӨ Ө

Ө

ӨӨ

ӨӨ

Anillos Pu- Py: HidrofóbicasCadena doble: Van del WaalsFosfato-: Iones (Mg2+), histonas, poliaminas

FuerzasEstabilizadoras

Humedad

Expresión de genes

B ↔Z

20 Å 18 Å

10 bp34 Å

12 bp45.6 Å

Metilación Residuos C

Secuencias repetitivas, Palíndromos, Repeticiones Inversas

*Secuencias repetitivas– Cortas(100-500 pb) – Largas(5000 pb) de long.– Moderadas: 1000 a 10000 veces– Muy repetitivas:100000 a 1000000 veces

*Palíndromos– Enzimas restrictivas:

Enlace fosfodiéster

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

3´-NGAATTCN-5´5´-NCTTAAGN-3´

3´-NNGGCCNN-5´5´-NNCCGGNN-3´

Sitio restrictivode la EcoR 1

Sitio restrictivode la Hae III

-NNNCTCGAGNNN--NNNGAGCTCNNN-

C װGT װAC װG

Gװ CA װ TG װC

NNN-NNN-

-NNN-NNN

Doble hélice ordinaria

Estructuras cruciformes

Secuencias repetitivas, Palíndromos, Repeticiones Inversas

*Repeticiones Inversas

•Patrones de rompimiento de las enzimas restrictivas

5´-NGGCCN-3´-NCCGGN-

-NGG CCN--NCC GGN-Extremos romos

5´-NGAATTCN-3´-NCTTAAGN-

-NG AATTCN--NCTTAA GN-Extremos cohesivos

•Secuencias Repetidas inversas

Asas

Estructuracruciforme

Hae III

EcoR 1

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición.Edit. Addison-Wesley.Iberoamérica.EE.UU. 1991

transposones

Superespiralización del DNA

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

Superespiralización del DNA

Microscopía electrónica

Girasas del DNA: Enzimas que se encargan de formarlo

Swivelasas del DNA:Volverlo a convertir en estructuras relajadas

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

•Histonas son proteínas con contenido de lisina y arginina•Policatiónicas•Estabilizan al DNA•Regula la expresión de los genes

•Racimos (octámero)•Superespiralización positiva

Nucleosomaso cuerpos v

Unidad elemental de proteínay DNA para organización de la cromatina

DNA

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

ESTRUCTURA DEL RNA

Producto génicofinal

transcripción traducción

RNA ribosomalRNA mensajeroRNA de transferencia

Genes de DNA

ribosomas

aminoacil-tRNApolipéptido

a.a.

Productos génicosiniciales

E. coli2% mRNA16% tRNA82% rRNA

Estructuras de una sola cadena

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

RNA mensajero• Dirige el ensamblaje de polipéptidos • Codificada en forma de tripletes o codones (secuencia

de tres bases)• Eucariotes:

– Cada mRNA codifica un sólo polipéptido• Procariotes y sistemas virales:

– Cada mRNA codifica uno, dos o tres polipéptidos=TANDEM

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

RNA de transferencia• Pequeños (73 a 93

nuclétidos• Anticodón• Pareamiento

intracatenario de bases GC y AU

Estructura de trébol

Funciones dependiendo de la región:1.- Extremo 3´: -CCA2.- Asa TΨC (asa I)3.- Asa D (asa III)4.- Asa II.- Anticodón

T: ribosiltimidinaΨ: pseudouridinaD: dihidrouracilo

Bohinski, R. Bioquímica. 5a. Edición. Edit. Addison-Wesley Iberoamérica. EE.UU. 1991

TΨC

I

II

IIID

RNA ribosomal

Ribonovix Inc. www.ribonovix.com/ ribosomal_rna_small.gif(ribosomal)

Ribosomas: Conjuntos plurimoleculares de proteínas (35%)y RNA(65%)

40S 60S80S

RNA nucleares pequeños

Partículas de ribonucleoproteínas (RNP)

(Maduraciòn del RNA)

Productos de transcripción de genes del DNA + proteínas

VIRUS, VIROIDES Y PRIONES

Virus• Partículas nucleoproteínicas: ac. nucleico

(cromosoma viral) empacada en una vaina de proteínas.

• Sólo pueden replicarse despúes de haber infectado una celula hospedera.

Viroides• RNA desnudo: no necesita un virus auxiliar.

– Agente patógeno subviral• Vegetales• RNA circular de cadena sencilla• RNA de los viroides cno funciona como mRNA para

la síntesis de proteínas.

•Virosis neurotóxica ovina “scrapie”•Enfermedad neurológica degenerativaPriones

Sustancia proteínica libre desnuda

Hibridación de Ác. Nucleicos

+

(1) Calentamiento(2) y temple

ds DNA Cadenas sencillas+

+

oHíbridosDNA/RNA

DetectorUnicaternario deDNA o RNA

TRANSCRIPCIÓN:BIOSÍNTESIS DE RNA

Procesamiento de información genética

mutación

1.- Replicación o duplicación del DNA: DNA DNA antes de la mitosis2.- Reparación DNA: eliminación y resíntesis segmentos cortos DNA dañado3.- Recombinación DNA: Intercambio de segmentos génicos4.- Transposición DNA: Gen se desplaza de un lugar a otro en el cromosoma5.- Reversotranscripción: Biosíntesis de DNA (RNA DNA)6.- Replicación del RNA: Biosíntesis de duplicado del cromosoma viral de RNA antes de la formación de nuevas partículas (RNA RNA)

traduccióntranscripción

DNA´

DNA

DNA´

RNA polipéptido

recombinación

Reversotranscripción

reparación

replicación

replicación

Sólo en algunos virus

Funciones catalíticas de algunos RNA

T. Cech (1982): Tetrahymena thermophila RNA ribosomal

• Interferones

• Universidad de Alcala. DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR. http://www2.uah.es/biomolq/BM/Esquemas/Tema2.htm

• Encilopedia wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Image:A-B-Z-DNA_Side_View.png

• J. Sancho Estructuras del DNA .UNIZAR. Calladine

• Pontificia Universidadjaveriana. Colombia. Dpto de Ciencias Fisiológicas Farmaco web. med.javeriana.edu.co/.../ images/girasa1.gif

• Beckman Institute for Advanced Science and Technology // National Institutes of Health (dsDNA http://www.ks.uiuc.edu

• Dr. Arturo Panduro Cerda Universidad de Guadalajara Servicio De Biología Molecular en Medicina http://www.invsalud.udg.mx/cromosomas.html (histonas)

• Ribonovix Inc. www.ribonovix.com/ ribosomal_rna_small.gif(ribosomal)

>human AGCTTTCTTCTTTTCCCTGTTGCTCAAATAAATAGTGTTCTTTGCTCAAA  CCCCCTTTCCCTCCTCCTTCTGCAATCTCAGCGCCTAGCGAAATCTGTTT TCTTCATTGTAACCTCAGCTTCACCGCAATTAATTTTTTTTCCCTCTGGT  CACAAGATAATTCCTGACGCCAGTGAGTCTGGAGGTCAGACGAACAGCAA  ATTGGGGAACAAGGCGGCACTAATTCCTTACAAGTTCCTTGAAAAATCTT  TCGCTTAAAAAAAACGGGGGGTGGGGGGAGCTTCTTTGCTGTTCAGGGAT  TTATGCCTCGCGGAGCTGTGGCTCGAACCAGTGTTGGCTAAGGCGGACTG  GCAGGGGCAGGGAAGCTCAAAGATCTGGGGTGCTGCCAGGAAAAAGCAAA  TTCTGGAAGTTAATGGTTTTGAGTGATTTTTAAATCCTTGCTGGCGGAGA  GGCCCGCCTCTCCCCGGTATCAGCGCTTCCTCATTCTTTGAATCCGCGGC  TCCGCGGTCTTCGGCGTCAGACCAGCCGGAGGAAGCCTGTTTGCAATTTA  AGCGGGCTGTGAACGCCCAGGGCCGGCGGGGGCAGGGCCGAGGCGGGCCA  TTTTGAATAAAGAGGCGTGCCTTCCAGGCAGGCTCTATAAGTGACCGCCG  CGGCGAGCGTGCGCGCGTTGCAGGTCACTGTAGCGGACTTCTTTTGGTTT  TCTTTCTCTTTGGGGCACCTCTGGACTCACTCCCCAGCATGAAGGCGCTG  AGCCCGGTGCGCGGCTGCTACGAGGCGGTGTGCTGCCTGTCGGAACGCAG  TCTGGCCATCGCCCGGGGCCGAGGGAAGGGCCCGGCAGCTGAGGAGCCGC  TGAGCTTGCTGGACGACATGAACCACTGCTACTCCCGCCTGCGGGAACTG  GTACCCGGAGTCCCGAGAGGCACTCAGCTTAGCCAGGTGGAAATCCTACA  GCGCGTCATCGACTACATTCTCGACCTGCAGGTAGTCCTGGCCGAGCCAG  CCCCTGGACCCCCTGATGGCCCCCACCTTCCCATCCAGGTAAGCCTCGAA  GTCGGGACAGGGCTGAACACCCAGGCAAGGATGCTGCGGGACCCTCGGAG  CTCCCGATTGCCTCGCGTAACTCTTCCCTCTTTTCCTCTAATCAGACAGC  CGAGCTCGCTCCGGAACTTGTCATCTCCAACGACAAAAGGAGCTTTTGCC  ACTGACTCGGCCGTGTCCTGACACCTCCAGGTGAGTATCTCCTCTCTTGG  AGAGGGAGGTTTAAACGGCAAGTCCTGGAGTTGGCAGACGTTTTGAAAAA  TTGCCACTCACTCGGTTTAGGGAAACTGAGGCCAGAGAGGGACAAGTGAC  TTGCCCATGGTTGCATCAAATGAATGGCAGAGTCAGTTTCCATGTGATGT  GCATTTAAGCCTTAATGCGCCTGGCCCTGCCTCCGCAGTGGCCGAGGTCT  GGCAAGTAGACATGGTCCGACTAAATACAAGTCTTTCTGTTCCATGTTGT  ATAGGAGCTGTCTTCGGCAGCCCCCTCCCAGCTAGTGTCAATTCCAAGTA  GGAGGGGTAGCGCAACGTCCGCCTGTGGTCTTTGGCGCCAACTGGGTGGG  GGCAGCGTGGGGGGCGGAGTTATCAGGCTGGAGGTACAGACCAAGTTTCC  TCCCTGGCGCCGGCCAGTCTGCGGACGGCCCCCGCCTCGGCACGCTCGGC  GGAAACTGACTGCTCCTTGGTCTTCTTTCCTCCCCCGCCCAGAACGCAGG  TGCTGGCGCCCGTTCTGCCTGGGACCCCGGGAACCTCTCCTGCCGGAAGC  CGGACGGCAGGGATGGGCCCCAACTTCGCCCTGCCCACTTGACTTCACCA  AATCCCTTCCTGGAGACTAAACCTGGTGCTCAGGAGCGAAGGACTGTGAA  CTTGTGGCCTGAAGAGCCAGAGCTAGCTCTGGCCACCAGCTGGGCGACGT  CACCCTGCTCCCACCCCACCCCCAAGTTCTAAGGTCTTTTCAGAGCGTGG  AGGTGTGGAAGGAGTGGCTGCTCTCCAAACTATGCCAAGGCGGCGGCAGA  GCTGGTCTTCTGGTCTCCTTGGAGAAAGGTTCTGTTGCCCTGATTTATGA  ACTCTATAATAGAGTATATAGGTTTTGTACCTTTTTTACAGGAAGGTGAC  TTTCTGTAACAATGCGATGTATATTAAACTTTTTATAAAAGTTAACATTT  TGCATAATAAACGATTTTTAAACACTTGTGTATATGATGACACCCGTCTC  CATTAAGTACTAATGATGCTTTCTCGCACATGGCCGAATTTTGGGAGCTT  TGGGAAAGTGAACTTGCTTATTCTACGAGAGGGAAATGAAAAACTGCCTG  GTTGAGAGGGGATGGGGTGGAGAGAGAAGGGTTCATGATGGGAGTCTCAT  GTCCATTGAGGGATGGGTGCAGAGAAAAGTTCTGGCTCTGCCTCATTATT  TCAGAGATGAAACCAGAGACTGGTGCAAGCT