Acidos nucleicos
Acidos nucleicos
Acidos nucleicos
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1<br />
Estructura y Función de los ácidos <strong>nucleicos</strong>
2<br />
Estructura de los Ácidos Nucleicos
3<br />
Diferencias estructurales del ADN y el ARN<br />
Por qué Timina en el ADN y Uracilo en el<br />
ARN?<br />
La Citosina se deamina espontáneamente<br />
formando Uracilo.<br />
Las enzimas reparadoras reconocen<br />
estas "mutaciones" y reemplazan Us<br />
por Cs.<br />
Si no hubiera Timina (5-metil-U): Cómo<br />
distinguir las U normales de las<br />
resultantes de deaminación?<br />
H 2 0<br />
NH 3<br />
Por qué 2-dideoxi en el ADN ?<br />
Dos grupos OH en el ARN lo hacen más<br />
susceptible a hidrólisis.<br />
El ADN sin OH en 2´ es más estable a<br />
hidrólisis.
4<br />
Estructura secundaria del ADN: Características Principales<br />
Dos cadenas polinucleotídicas<br />
enrolladas en una doble hélice<br />
dextrógira.<br />
Las hebras son antiparalelas.<br />
Los esqueletos azúcar-fosfato en<br />
el exterior de la doble hélice.<br />
Pares de base planares a través<br />
de puentes de hidrógeno, en el<br />
centro de la estructura:<br />
A T (2 H)<br />
GC (3H)<br />
Pares de base separados 3.4 A.<br />
Una vuelta de hebra (3.4 nm)<br />
tiene aprox. 10 pares de base.<br />
La posición de los esqueletos<br />
azúcar-fosfato definen surco<br />
mayor y menor.
5<br />
Odio ser una<br />
molécula de<br />
ADN!!<br />
Hay tanta<br />
información que<br />
debo recordar!!<br />
Flujo de información<br />
en la célula
6<br />
Reglas de Síntesis de Moléculas Informativas<br />
Ácidos <strong>nucleicos</strong> y proteínas<br />
Formados por un número<br />
limitado de subunidades.<br />
Las unidades son<br />
agregadas secuencialmente<br />
formando cadenas<br />
lineales.<br />
Cada cadena tiene un<br />
punto de inicio, avanza en<br />
una única dirección y tiene<br />
un punto de finalización.<br />
Los productos de la síntesis<br />
primaria son modificados<br />
previamente a cumplir su<br />
función.
7<br />
Señales en el ADN<br />
Señales Dónde comienza y termina<br />
un gen?<br />
Dónde comienza y termina<br />
una proteína?<br />
Como leer estas señales?<br />
Legibilidad
8<br />
Reconocimiento de ADN por proteínas
9<br />
Legibilidad de secuencias de ADN<br />
Accesibilidad a la secuencia<br />
(surcos mayor y menor)<br />
Variación con movimientos de<br />
pares de base<br />
Formas alternativas del ADN
10<br />
La Estructura de los Ácidos Nucleicos no es rígida<br />
Enlaces móviles<br />
Enlace N-glicosídico<br />
Enlace Fosfo-di-éster<br />
Movilidad de las bases<br />
dependiendo de la secuencia varía<br />
el ángulo entre los pares de base<br />
Ladeado Abertura<br />
Giro Propulsor
11<br />
forma A<br />
condiciones de baja humedad<br />
híbridos ADN-ARN<br />
ARN-ARN<br />
11pb/vta<br />
bases inclinadas<br />
surco mayor profundo<br />
surco menor angosto, más<br />
expuesto<br />
Formas alternativas del ADN<br />
forma Z<br />
forma Z<br />
alternancia de purinas y<br />
pirimidinas<br />
(CGCGCG)<br />
levógira<br />
12 pb/vta<br />
surco mayor muy profundo y<br />
cerrado<br />
surco menor muy expuesto
12<br />
Propiedades Físico-químicas de los Ácidos Nucleicos<br />
1. Desnaturalización de los ácidos<br />
<strong>nucleicos</strong><br />
Desnaturalización Parcial del ADN necesaria<br />
para procesos de copiado.<br />
Experimental<br />
Por temperatura<br />
Se analiza mediante espectroscopía<br />
Tm : un reflejo de la composición promedio de un ADN<br />
Depende del contenido de GC<br />
Tm Temperatura de disociación<br />
T a la que la mitad del ADN está disociado<br />
Aumento de Temperatura<br />
Regiones ricas en AT se disocian primero<br />
Aumento de Temperatura<br />
Disociación cooperativa de las hebras<br />
Separación de hebras y<br />
formación de ovillos
13<br />
Desnaturalización de los Ácidos Nucleicos: Tm<br />
Tm : un reflejo de la composición promedio<br />
de un ADN<br />
Se analiza mediante espectroscopía<br />
Depende del contenido de GC<br />
Tm Temperatura de disociación<br />
T a la que la mitad del ADN está disociado
14<br />
2. Renaturalización del ADN<br />
Reacción Bimolecular<br />
Encuentro de hebra complementaria<br />
Zipping de complementarias<br />
Depende del tiempo y de la concentración de reactantes<br />
Aplicaciones<br />
Complejidad del genoma<br />
Búsqueda de secuencias específicas
15<br />
Reasociación de ADN: complejidad del genoma<br />
Permite analizar complejidad<br />
de un genoma:<br />
% DNA reasociado<br />
Secuencias repetidas<br />
reasocian rápidamente<br />
Secuencias únicas<br />
reasocian lentamente<br />
50<br />
100<br />
0<br />
C o t 1/2<br />
C o t 1/2<br />
rápido(repetidos)<br />
log C o t<br />
intermedio<br />
(repetido)<br />
C o t 1/2<br />
lento (copia única)<br />
Fracciones obtenidas:<br />
-reasociaciónrápida<br />
- reasociación intermedia<br />
-reasociaciónlenta
16<br />
Cinética de reasociación del ADN genómico humano<br />
C o t 1/2 = 1 / k 2<br />
% DNA reasociado<br />
50<br />
100<br />
0<br />
C ot 1/2<br />
k 2 = constante de segundo orden<br />
C o = concentración de ADN<br />
t 1/2 = tiempo medio de reacción<br />
C ot 1/2<br />
rápido(repetidos)<br />
C ot 1/2<br />
I I I I I I I I I<br />
log C o t<br />
intermedio<br />
(repetido)<br />
Fracciones obtenidas:<br />
-reasociaciónrápida<br />
- reasociación intermedia<br />
-reasociaciónlenta<br />
lento (copia única)
17<br />
En solución<br />
En soportes sólidos<br />
Southern Blot ADN<br />
Northern Blot ARN<br />
Dot blot<br />
Micro-arrays<br />
3. Hibridación de ácidos <strong>nucleicos</strong><br />
Búsqueda de secuencias específicas<br />
en mezclas complejas de ácidos<br />
<strong>nucleicos</strong>
18<br />
Hibridación de Ácidos Nucleicos<br />
En soportes sólidos<br />
Southern Blot ADN<br />
Northern Blot ARN<br />
Dot blot<br />
Micro-arrays
20<br />
Estructura Terciaria de los Ácidos Nucleicos:<br />
palíndromes, horquillas y cruciformes
21<br />
<strong>Acidos</strong> <strong>nucleicos</strong> monocatenarios:<br />
Estructura secundaria y terciaria<br />
Los ARN suelen adoptar distintas conformaciones, muchas de<br />
ellas estables y mantenidas por regiones autocomplementarias.
22<br />
Estructuras complejas de ARN
23<br />
Topología y función<br />
• Superenrollamiento necesario para la compactación del ADN y su función.<br />
• In vivo la mayoría del ADN está superenrollado negativamente.<br />
• Esto favorece la disociación local de las hebras, importantes durante la<br />
duplicación y transcripción.<br />
• Enzimas topoisomerasas regulan los niveles de superenrollamiento celular.<br />
• Es posible que se formen estructuras alternativas debido a desenrollamientos<br />
locales generados por superollamiento.
24<br />
Torsión y superenrollamiento<br />
Al superenrollar el ADN se genera tensión, que se expresa en un<br />
desenrollamiento local del ADN (variando la torsión).<br />
Al separar las hebras, se genera tensión que se resuelve enrollando sobre si<br />
misma la molécula de ADN (variando el superenrollamiento).