T24-qui

  • October 2019
  • PDF

This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA


Overview

Download & View T24-qui as PDF for free.

More details

  • Words: 1,625
  • Pages: 40
Facultad de Medicina Humana

Acidos nucleicos. Tipos de bases nitrogenadas. Nucleósidos y nucleótidos. Conformaciones sin y anti . Complementaridad de bases. DNA. Enlace fosfodiéster. Estructuras, doble hebra. Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

1

Gen

mRNA

tRNA rRNA

1. ejecutores Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

Información para 2 su secuencia

Definición:

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

3

Nucleotidos: •Energía •Señales de transducción •Cofactores enzimáticos •Intermediarios metabólicos •Monómeros de DNA RNA

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

4

Nucleotido Enlace ester

Enlace N-glucosidico

En DNA Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

5

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

6

A = 6-aminopurina G =6-oxi-2-aminopurina

C = 2-oxi-4-aminipirimidina T = 5-metil-2,4-dioxipirimidina U = 2,4-dioxipirimidina T= 5-metiluracilo Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

7

Orga. superiores

Bacterias

Bases Menores tRNAs

Bacterias infectadas con fagos

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

8

Nucleosido La unión de la base nitrogenada a la pentosa recibe el nombre de nucleósido y se realiza a través de un enlace N-glucosídico entre el carbono 1’ de la pentosa y los nitrógenos de las posiciones 3 (pirimidinas) o 9 (purinas) de las bases nitrogenadas.

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

9

Nomenclatura de nucleósidos y nucleótidos

Bases

Base-Azucar

Base-Azucar-Fosfato

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

Ac nucleico

10

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

11

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

12

Los nucleótidos y los nucleósidos contienen una pentosa: la D-ribosa (ribonucleótidos y ribonucleósidos) o la 2-desoxi-D-ribosa (desoxirribonucleótidos y desoxirribonucleósidos). Conformación de la ribosa

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

13

Los nucleótidos pueden tener 1, 2 ó 3 grupos fosfato unidos al C 5’. Asi tenemos: nucleótidos 5’ monofosfato, nucleótidos 5’ difosfato y nucleótidos 5’ trifosfato. En algunos casos el fosfato se une al C 3’, existiendo nucleótidos 3’ monofosfato, difosfato o trifosfato según el número de grupos fosfato que posea. En otros el fosfato se une al C2’ o puede cerrar un ciclo con C3’.

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

14

Monofosfatos de adenosina Derivados de hidrólisis alcalina

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

15

Los nucleótidos se unen entre si para formar largas cadenas de polinuclóetidos, esta unión se realiza mediante enlaces fosfodiéster entre los carbonos de las posiciones 3’ de un nucleótido con la 5’ del siguiente.

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

16

El esqueleto covalente: Fosfatos y pentosas alternantes

Las bases se ubican como grupos laterales unidos al esqueleto a intervalos regulares El esqueleto es hidrofílico, S-OH ---H2O, pH 7, P- , prot+, M+, poliaminas

Polaridad; Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

17

La Hidrólisis no enzimática de DNA y RNA es muy lenta. En cambio el RNA en medio alcalino, es hidrolizado rápidamente

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

18

Representación de una secuencia de nucleótidos

P

ACGTAOH

pApCpGpTpA pACGTA

Estructura primaria

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

19

Las propiedades de las bases nucleotidicas, afectan la estructura de AN Las BN son bases débiles ? Son altamente conjugadas ? Estructura, distribución electrónica, uv “Resonancia” doble enlace parcial, estructura planar, Libres pueden tener dos formas tautoméricas dependientes de pH

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

20

Como consecuencia de la resonancia…

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

21

Las bases son hidrofóbicas, e insolubles en agua a pH 7 A pH ácido ó alcalino, adquieren carga y se hacen solubles Una de las interacciones importantes en la estructura de los AN es el apilamiento de bases hidrofóbicas, las bases se ubican con los planos de sus anillos en paralelo, el apilamiento involucra también interacciones de van der Walls y dipolo-dipolo. El apilamiento de bases minimiza el contacto de las bases con el agua, y así estabilizan la estructura del DNA. Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

22

Las bases contienen anillos de nitrógeno, grupos carbonilo, grupos amino exocíclicos. La estructura de los AN, se mantiene también debido a los H-H entre gropos amino y carbonílicos de las BN Los H-H entre las bases permiten la asociación complementaria entre 2, 3 ó 4 hebras. Este apareamiento complementario fue descrito por WC.

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

23

Estructura del DNA F. Nietzsche Miescher O. Avery Hershey y Chase J. Watson Shapiro

1865 1869 1944 1952 1953 1976

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

24

Miescher en 1871 aisló del núcleo de las células de pus una sustancia ácida rica en fósforo que llamó "nucleína". Un año más tarde, en 1872, aisló de la cabeza de los espermas del salmón un compuesto que denominó "protamina" y que resultó ser una sustancia ácida y otra básica. El nombre de ácido nucleico procede del de "nucleína" propuesto por Miescher.

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

25

La primera evidencia que el DNA era el material de la herencia se obtuvo de Oswald T. Avery, Colin MacLeod y Maclyn Mc Carty con Streptococus pneumoniae

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

26

1

3

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

2

4

27

Impurezas protéicas

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

28

1952 Hershey y Chase Evidencia innegable…

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

29

1940 Chargaff •La composición de bases del DNA varía con la especie •El DNA aislado de diferentes tejidos de un mismo organismo tiene la misma composición de bases. •La composición de bases de un DNA no cambia con el tiempo, nutrición o medioambiente. •En todos los DNA A=T y G=C, A+G=T+C

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

30

Rosalind Franklin y Maurice Wilkins 1950 Espectros Difracción de rayos X

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

31

Doble helix, 2 periodicidades a lo largo del eje una a 3.4 Aº y la otra a 34 Aº

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

32

Las bases púricas y pirimidínicas se encuentran unas sobre otras, apiladas a lo largo del eje del polinucleótido a una distancia de 3,4 Å. Las bases son estructuras planas orientadas de forma perpendicular al eje (Astbury, 1947). El diámetro del polinucleótido es de 20 Å y está enrollado helicoidalmente alrededor de su eje. Cada 34 Å se produce una vuelta completa de la hélice. Existe más de una cadena polinucleotídica enrollada helicoidalmente (Wilkins et el. 1953, Frankling y Gosling, 1953). Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

33

El asunto ahora era diseñar una estructura 3D acorde con los patrones de difracción y las reglas de Chargaff

propusieron su Modelo de estructura para el ADN conocido con el nombre de Modelo de la Doble Hélice Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

34

•El ADN es una doble hélice enrollada helicoidalmente en sentido dextrogiro. •Enrollamiento es de tipo plectonémico: para separar las dos hélices es necesario girarlas como si fuera un sacacorchos.

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

35

•Cada hélice es una cadena de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster en los que el fosfato forma un puente entre grupos OH 3’ de un azúcar y 5’ del siguiente. El esqueleto hidrofílico, alterna P y dR hacia el exterior. •Las dos hélices se mantienen unidas mediante puentes o enlaces de hidrogeno producidos entre las bases nitrogenadas de cada hélice. •Siguiendo los datos de Chargaff (1959), la Adenina de una hélice aparea con la Timina de la hélice complementaria mediante dos puentes de hidrógeno y la Guanina de una hélice aparea con la Citosina de la complementaria mediante tres puentes de hidrógeno. Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

36

Apareamiento de bases W y C

Observar las formas tautoméricas

Este apareamiento específico, permite la duplicación de la información genética Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

37

•Las dos hélices por razones de complementaridad de las bases nitrogenadas son antiparalelas, teniendo secuencias de átomos inversas. Una hélice lleva la secuencia 5’P → 3’ OH , mientras que la hélice complementaria sigue la secuencia de átomos 3’OH → 5’P. • El apareamiento complementario crea 2 surcos. •El diámetro de la doble hélice es de 20 Å. •Las bases nitrogenadas son estructuras planas perpendiculares al eje de la doble hélice y están apiladas unas sobre otras a una distancia de 3,4 Å. Cada 10 bases, cada 34 Å se produce una vuelta completa de la doble hélice (360º). •Las bases se encuentran en sus configuraciones cetónicas, cumpliendo así las reglas de apareamiento A-T y G-C. •El anillo de furanosa C-2’ esta en conformación endo. •La secuencia de bases nitrogenadas puede ser cualquiera, no existe ninguna restricción. Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

38

Las dos hebras no son iguales, son complementarias ? El duplex se mantiene unido por : H-H entre las bases complementarias, y las interacciones por apilamiento de bases. La complementaridad se atribuye a los H-H entre los pares de bases. El apilamiento no es específico pero da la mayor contribución a la estabilidad. El modelo es apoyado por muchas evidencias ; rabajos con DNA polimerasas y análisis de rayos X. Pero lo más trascendente es que permite explicar la transmisión de la información genética. Estructura secundaria

Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

39

Trascendencia del modelo Las reglas de complementaridad de las bases nitrogenadas A-T y G-C sugieren un forma sencilla de replicación del material hereditario. Esta forma sencilla de replicación se denomina método Semiconservativo. Cuando el ADN se replica sus dos hélices se separan y cada una de ellas sirve de molde para sintetizar una nueva hélice siguiendo las reglas de apareamiento de las bases nitrogenadas. La mutación a nivel molecular consistiría en un cambio en la secuencia de bases nitrogenadas del ADN. Al no existir ninguna restricción en la secuencia de bases nitrogenadas, el ADN poseía la suficiente variabilidad como para ser el material hereditario. Además, esta estructura sugería la existencia de algún código que permitiera pasar de la secuencia lineal de bases nitrogenadas en el ADN a la secuencia lineal de aminoácidos en las proteínas. Mg. Carlos M. Santa Cruz Carpio

40