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Macromoléculas cuya función principal es el almacenamiento y la transmisión de información genética hereditaria entre células
◦ ácido desoxirribonucleico (ADN)
◦ ácido ribonucleico (ARN)
Polímeros de nucleótidos
OH
HO P O
O
CH2
H
Desoxirribosa
o
Ribosa
O
H
OH H
H
H
N
HCN C
C
C
CH
N
N
NH2
Grupo fosfato
Pentosa
Base nitrogenada
A,G,UT,C
En un nucleótido:
base nitrogenada se une al carbono 1' del azúcar,
grupo fosfato se une al carbono 5'
Doble hélice enrollada hacia la derecha
Cadenas antiparalelas y complementarias entre sí
La secuencia de una cadena, dicta la secuencia de la otra
*
Empaquetamiento del ADN
Si se extendiera el ADN de 1 célula humana en una hebra, mediría entre 1-2 m
La información la da la secuencia de las bases nitrogenadas.
En humanos se estiman 20500-22000 genes
P G H
El ADN se encuentra empaquetado en los cromosomas que son estructuras compuestas por ADN, ARN y proteínas.
Las histonas, permiten el enrollamiento del ADN para estructurar los cromosomas.
Estructura: desde ADN →cromosoma
5 tipos de histonas
•H1, H2A, H2B, H3, H4
•H2A, H2B, H3, H4 forman un octámero
•H1 une los octámeros
147 pares de bases de ADN
1. ADN (2nm)
+ Histonas
2. Nucleosoma (10nm)
3. Solenoide (30nm)
4. Fibra de cromatina
5. Cromosoma (700nm de diámetro)
Otras proteínas
cohesinas y
condensinas
2
3
4
1
5
https://www.youtube.com/watch?v=WtRA-NsERKY
Duplicación del ADN
Características generalesSemiconservativa: se conserva una de las bandas simples en cada
doble banda productoParticipan una serie de enzimas complejo de replicación
La duplicación del ADN comienza en una secuencia de nucleótidos particular el origen de la replicación
Ocurre bidireccionalmente por medio de dos horquillas de replicación que se mueven en direcciones opuestas.
Meselson y Stahl 1958
1. Enzimas helicasas desenrollan la doble hélice 2. Proteínas de unión a cadena simple (SSBP)
estabilizan las cadenas separadas. 3. Las topoisomerasas relajan el súper enrollamiento
de la hélice.4. Como la ADN polimerasa necesita un dúplex para
empezar a añadir nucleótidos de ADN a la cadena, la primasa sintetiza un cebador de ARN
5. Las ADN polimerasas:sintetizan nuevas cadenas sólo en la dirección 5' a 3‘añadiendo nucleótidos uno a uno al extremo 3' de la cadena creciente 5'P→3'OH
6. La duplicación de la cadena líder es continua, pero la de la cadena rezagada es discontinua.
7. En la cadena rezagada, se sintetizan fragmentos de Okazaki en la dirección 5' a 3'.
8. La enzima ADN ligasa une fragmentos de Okazakicontiguos.
9. El cebador de ARN se sustituye por nucleótidos de ADN
10. Una ADN polimerasa corrige los errores
Temin
Crick
Watson y Crick Craig Venter y Francis Collins
Se termina la secuencia completa del Genoma Humano
Consiste en sintetizar ARN a partir de una banda de ADN
El ARN se diferencia del ADN en: el azúcar: ribosa, en una base: uracilo que reemplaza a la timina y es una cadena sencilla.
ARNm: mensajero ARNt: transferencia ARNr: ribosomal
ARN cebador. ARNi: de interferencia
ARNsi: pequeño de interferencia
ARNnp: ARN nuclear pequeño. Con proteínas, forma complejos usados en el procesamiento de ARN en las células eucarióticas
ARNlnc: tienen un papel en el desarrollo, la proliferación celular, la regulación epigenética, la impronta genómica y la inactivación del cromosoma X
Las ribozimas son moléculas de ARN con propiedades catalíticas.
6. Aproximadamente el 97% del genoma humano consistede ADN que no codifica proteínas
7. (ENCODE): Enciclopedia de los Elementos del ADN. Busca definir todos los elementos funcionales codificados en el genoma humano.
8. La conclusión: la mayoría (~ 80%) del genoma humano no sólo se transcribe, sino que también tiene una función bioquímica.
9. Muchos tipos de ARNs no codificantes se han descrito: ARNs de infraestructura (ribosomal (rARN), de transferencia (ARNt), nuclear
pequeño (snARN) y nucleolar pequeño (snoARN) ARNs
ARNs de regulación
ARNs reguladores no codificantes se pueden dividir en largos no codificantes (lncRNAs) y pequeños ARNs no codificantes, que incluyen interferente pequeño (siARN), pío-asociado (piARN) y micro (miARN) ARNs.
1. la ARN-polimerasa se asocia a una región del ADN, denominada promotor y desenrolla la hélice
Síntesis de ARN TRANSCRIPCIÓN
2
1
2. La ARN-polimerasa, se desplaza por la cadena que se utiliza como molde o patrón, insertando nucleótidos de ARN, siguiendo la complementariedad de bases, así si:
Secuencia de ADN:
5'...TACGAT...3'
Secuencia de ARNm:
3'...AUGCUA...5‘
Síntesis de ARN TRANSCRIPCIÓN
2
Cuando se “copia todo el mensaje”, el ARN queda libre y el ADN se cierra.
El ADN, permanece dentro del núcleo en eucariotas
El ARN, es la "copia de trabajo" de la información genética, que sale del núcleo.
Este ARN que lleva las instrucciones para la síntesis de proteínas = ARN mensajero.
El ARNt es el que traduce el mensaje
En eucariotas antes de salir el ARNm sufre una edición (eliminan intrones y agrega copia de poli AAA en 3'OH y CAP o protección por el extremo 5'P del ARN)
Existe el procesamiento alternativo que permite que un mismo ARN codifique para varias proteínas
Ocurre en ribosomas dos subunidades, una
grande y otra pequeña
El orden de los nucleótidos determina la proteína a sintetizar.
La información está codificada en forma de tripletas
Las reglas de correspondencia entre codones y aminoácidos constituye el Código Genético.
El código genético consiste en 64 combinaciones de tripletas y sus correspondientes aminoácidos.
De los 64 codones, 61 especifican aminoácidos particulares 3 determinan la finalización de la cadena
Dado que los 61 tripletes codifican para 20 aminoácidos, hay "sinónimos": existen 6 codones diferentes para la leucina. ¡Degenerado¡¡¡¡La mayoría de los sinónimos, difieren solo en el tercer nucleótido.
Es altamente conservado, es decir, es casi universal
Código genético
U C A G
UFEN
FEN
LEU
LEU
SER
SER
SER
SER
TYR
TYR
FIN
FIN
CIS
CIS
FIN
TRIP
U
C
A
G
CLEU
LEU
LEU
LEU
PRO
PRO
PRO
PRO
HIS
HIS
GLN
GLN
ARG
ARG
ARG
ARG
U
C
A
G
AISOL
ISOL
ISOL
MET
TREO
TREO
TREO
TREO
ASN
ASN
LIS
LIS
SER
SER
ARG
ARG
U
C
A
G
GVAL
VAL
VAL
VAL
ALA
ALA
ALA
ALA
ASP
ASP
GLU
GLU
GLI
GLI
GLI
GLI
U
C
A
G
3 bases constituyen un codón
1 codón codifica para un aminoácido
El ARNt transporta los aa al ARNm
Tiene forma de trébol En un extremo está el
anticodón En el otro hay sitio para un
aminoácido Hay un tipo de molécula de
ARNt para cada tipo de aade las células.
Las enzimas aminoacil- ARNtsintetasas catalizan la unión de cada aminoácido al ARNtespecífico.
Síntesis de proteínas TRADUCCION
Codón de inicio
Codón de término
La subunidad ribosómica pequeña se une al extremo 5' de una molécula de ARNm.
Generalmente es el aminoácido Met, que se une con el codón de inicio AUG
La subunidad ribosómica grande se une y se forma
el complejo ARNt-Metque ocupa el sitio P (peptídico).
El sitio A (aminoacil) está vacante.
Otro ARNt con aa, se coloca en A y forma un enlace peptídicocon el anterior aa.
Se rompe el enlace entre el primer aa y ARNt.
El ribosoma se mueve en dirección 5' a 3', y el segundo ARNt, con el dipéptido, se mueve del sitio A al P.
Terminación:
Cuando el ribosoma alcanza un codón de terminación (en este ejemplo UGA), el polipéptido se escinde del último ARNt y se desprende del sitio P.
El sitio A es ocupado por un factor de liberación que produce la disociación de las dos subunidades del ribosoma.
MECANISMOS
Metilación del ADN Modificación química de las colas de las
histonas Micro ARNs miARN Organización espacial de la cromatina dentro
del núcleo
La epigenética es el conjunto de procesos químicos que modifica la
actividad del ADN pero sin alterar su secuencia
Las colas de las Histonas H3 y H4 pueden sufrir una variedadde modificaciones postranscripcionales que incluyenacetilación, metilación y fosforilación entre otros.
En general, ◦ Acetilación de histonas se asocia con una configuración de cromatina
más abierta (eucromatina), la cual permite la transcripción.
◦ Deacetilación de histonas se asocia con una configuración de cromatina condensada (heterocromatina) y represión de la transcripción.
◦ La posición de los nucleosomas en relación con la cadena de ADN también influye en cuáles genes son capaces de ser transcritos.
Cáncer:◦ Hipometilación e hipermetilación de ciertos genes.
https://www.youtube.com/watch?v=WtRA-NsERKY Duplicación del ADN
http://www.johnkyrk.com/indexkaleido7x7.esp.swf
www.bioygeo.info/AnimacionesBio1.htm
https://www.youtube.com/watch?v=nzlt8oit32o
Replicación telómeros YouTube
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/hersheychase.swf
http://www.nobelprize.org/educational/medicine/dna_double_helix/dnahelix.html
(juego)
Finch ML, Marquardt JU, Yeoh GC, Callus BA. Regulation of microRNAs and their rolein liver development, regeneration and disease. Int J Biochem Cell Biol 2014.,
http://dx.doi.org/10.1016/j.biocel.2014.04.002 o en
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1357272514001174
Kaelin,W. G. Jr. & Steven L. McKnight. 2013. Influence of Metabolismon Epigenetics and Disease Cell 153, March 28, 2013 ª2013 Elsevier Inc.
http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2013.03.004
