Embed Size (px)
Citation preview
27/08/2015
1
Biología MolecularBiología Molecular
Es el estudio de las bases moleculares del proceso de replicación, transcripción y traducción del material genético
ADN
ARN
Proteínas
Moléculas involucradas en laBiología Molecular
Diferencias básicas entre procariotas y eucariotas
27/08/2015
2
¿Qué es un gen? Composición química de los ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos tienen tres componentes principales
Nucleótidos: Azúcar + Base + FosfatoNucleósidos: Azúcar + Base
Adenosina 5´-monofosfato
Guanosina 5´-monofosfato
27/08/2015
3
Las bases nitrogenadas pueden ser purinas o pirimidinas
La diferencia entre ARN y ADN radica en un hidroxilo de la ribosa
ARN
Ácido ribonucleico
ADN
Ácido desoxiribonucleico
La secuencia es la estructura primaria del ADN
La cadena de ADN tiene dirección y secuencia única
La secuencia de bases de la cadena es su estructura primaria
Enlace fosfodiester
27/08/2015
4
Unión entre bases por puentes H
La estructura secundaria del ADN: la doble hélice
La complementariedad de bases es clave en la función del ADN
El modelo explica: dirección, secuencia y transmisión de información.
Surco mayor
Surco menor
27/08/2015
5
Existen otras estructuras de doble hélice, cada una con una función
A-ADN
Hebras ADN-ARN y ARN-ARN
B-ADN
Estructura normal
Z-ADN (Levogiro)
Relajación del súper-enrollamiento
27/08/2015
6
El ADN tiene una estructura terciaria
Trascripción - Replicación
El súperenrollamiento es común en las cadenas de ADN
ADN circular
27/08/2015
7
Empaquetamiento: Nucleosoma
27/08/2015
8
Ácido Ribonucleico: ARN
Tipos de ARN
Tipo Función Distribución
ARN mensajeroARNm Codifica las proteínas Todos los organismos
ARN ribosomal ARNr Traducción Todos los organismos
ARN de transferencia ARNt Transporta los aaTodos los organismos
En modificaciones post-transcripcionales
ARN nuclear pequeño snRNA Corte y empalme… Eucariotas y archeas
ARN YProcesamiento del ARN, replicación del ADN
Animales
ARN Telomerasa Síntesis de los telómerosEn la mayoría de los eucariotas
ARN antisentido ARNaAtenuación / Degradación del ARNm / Estabilización del ARNm / Traducción en bloque
Todos los organismos
ARNs Reguladores
ARN ADN
Ribosa Desoxiribosa
Uracilo Timina
Simple cadena Doble cadena
Diferencias entre ARN y ADN
27/08/2015
9
Proteínas
Dogma central de la Biología Molecular
ADN
ARN
Proteínas
Transcripción
Traducción
Replicación
Tema 2. Replicación del ADN.
Teoría: Replicación in vivo: Enzimas y procesos involucrados en la replicación en procariotas y eucariotas. Regulación de la replicación. Replicación de los extremos del ADN lineal: Telómero, estructura. Telomerasa: mecanismo de acción. Telómeros y envejecimiento celular.
En el trabajo práctico: Replicación in vitro: Reacción en Cadena de la Polimerasa. Definición, usos y aplicaciones en biología molecular.
27/08/2015
10
Replicación del ADNGenoma
Totalidad de instrucciones genéticas presentes en un organismo
Totalidad de la información hereditaria de un organismo.
Está codificado en el ADN, o en el ARN de algunos virus
Incluye genes y secuencias no codificantes
Tamaño de los genomas de distintos organismos
Organismo Tamaño aproximado en pb
Bacteriófago 50.000
E. coli (bacteria) 4.640.000
S. cerevisiae 12.000.000
Arabidopsis thaliana (vegetal) 125.000.000
Drosophila melanogaster (insecto) 170.000.000
Homo sapiens 3.200.000.000
Zea mays 4.500.000.000
Lillium longiflorum 90.000.000.000
Amoeba dubia 670.000.000.000
Amphiuma (salamandra) 765.000.000.000
La doble hélice permite tres modelos de replicación del ADN
ADN Parental
Conservativa
Semi-conservativa
Dispersiva
27/08/2015
11
El modelo de replicación es semiconservativo
El modelo semiconservativo indica que cada hebra parental sirve de molde a una nueva cadena, a la que queda unida formando una nueva doble hélice.
El modelo predice la aparición de horquillas de replicación
Las horquillas de replicación son la solución más simple al problema de la separación de hebras
Complejo de ADN y proteínas. Material que forma los cromosomas eucariotas
Eucromatina
Heterocromatina
Cromatina
27/08/2015
12
Superenrrollamiento
El superenrrollamiento es el resultado de la tensión generada cuando se agregan o quitan giros a una molécula de ADN relajada.
Rotación excesiva: superenrrollamiento positivo.
Subrotación: produce superenrrollamiento negativo
Topoisomerasas
Son enzimas capaces de cambiar el número de enlaces de una molécula de ADN.
Las topoisomerasas de tipo I cambian el número en un solo paso y no necesitan energía.
Las topoisomerasas de tipo II cambian el número de enlaces en dos pasos y necesitan energía.
DNA girasa: introduce superenrrollamientos negativos en lugar de eliminarlos>>>procariontes
Tanto los procariontes como los eucariontes tienen topoisomerasas de los dos tipos.
27/08/2015
13
Las topoisomerasas son enzimas capaces de encadenar y
desencadenar moléculas de ADN ccc.
27/08/2015
14
En la síntesis de ADN se utilizan nucleótidos trifosfato
Cada nucleótido aporta la energía para la síntesis
La síntesis es un proceso energéticamente costoso
En la horquilla se encuentra muchas enzimas con funciones diferentes
Cadena retrasada
Primasa
ADN ligasa
Las polimerasas de ADN necesitan un extremo libre para elongar las cadenas. Esta es la explicación del uso de cebadores en la PCR
La ADN polimerasa III de E. coli es la encargada de la replicación
Funciones de las ADN polimerasas
Síntesis de ADN 5´-3´
Exonucleasa 3´-5´(correccion de errores)
Exonucleasa 5´-3´
Sólo hay unas 10 por célula
Las polimerasas I y II intervienen principalmente en la reparación de daños.
La replicación siempre tiene la misma dirección 5´ -3´
La cadena retrasada se sintetiza en fragmentos pequeños. Los huecos son llenados por la ADN polimerasa I y los fragmentos son
ligados entre si por la ligasa.
27/08/2015
15
27/08/2015
16
27/08/2015
17
Replicación de los telómeros
27/08/2015
18
27/08/2015
19
27/08/2015
20
