Tema 2: la naturaleza del material genético (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Genètica molecular
Profesor P.
Año del apunte 2017
Páginas 5
Fecha de subida 15/10/2017
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Núria Fuentes Genética molecular TEMA 2: LA NATURALEZA DEL MATERIAL GENÉTICO 2.1 Tipos de bases de los ácidos nucleicos DNA: cadena doble, es más estable que el RNA, tiene de bases la timina.
RNA: cadena simple, tiene de base el uracil.
2.2 Funciones biológicas de los nucleótidos Son elementos estructurales de los ácidos nucleicos, participan en la transferencia de energía (ATP), son componentes de coenzimas y actúan de segundos mensajeros celulares.
2.3 Estructura primaria del DNA Las cadenas de DNA son dos antiparalelas. El extremo 5' de la cadena acaba con un fosfato, y el 3' con un OH. Los nucleótidos sucesivos están unidos por enlaces fosfodiéster. La estructura primaria de una cadena de polinucleótidos viene determinada por la secuencia de sus bases desde el extremo 5' al extremo 3'.
2.4 Regla de Chargaff Ayudó a descubrir la estructura del DNA en forma helicoidal. Observaba que el DNA siempre tenia una proporción constante, la cantidad de A era igual que T y la de C igual que G. Posteriormente, Rosalind Franklin y Maurice Wilkins mediante la cristalografía de rayos X, que permite ver la 1 Núria Fuentes Genética molecular disposición de los átomos dentro de la molécula, obtuvieron datos importantes de la estructura del DNA, sugiriendo que podría ser helicoidal.
Watson y Crick publicaron sus trabajos y resuelven la estructura tridimensional del DNA con el modelo de la doble hélice. Estos concluyeron que la estructura del DNA es una doble hélice, formada por cadenas orientadas en direcciones opuestas (antiparalelas). La estructura se mantiene gracias a enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas que se encuentran orientadas hacia el interior de las cadenas.
La forma B del DNA, que consiste en una doble hélice con las bases orientadas y apiladas unas sobre otras hacia dentro porque son hidrofóbicos. Las bases están perpendiculares al eje de la molécula. Cada vuelta de hélice son aproximadamente 10 pares de bases.
Una vuelta de hélice son 3,4 nm, 34 Å, por lo tanto la distancia entre bases son 3,4 Å.
La estructura del DNA forma surcos. Hay dos surcos, el mayor (G-C) y el menor (T-A). Estos se producen por una simetría en el apareamiento de las bases. Los surcos tienen un papel importante porque allí se unen diferentes proteínas que realizan diferentes funciones. Las proteínas se unen en regiones especificas del DNA. Si el DNA esta enrollado, las proteínas lo tienen difícil para identificar las bases, pero hay unos grupos para ayudar, que cuando las proteínas los detectan no les hace falta saber que base hay y se unen. En el surco menor hay menos unión de proteínas que en el mayor.
2.5 Fuerzas que estabilizan la doble hélice • Los puentes de hidrógeno entre las bases. El hecho de que el apareamiento de bases sea siempre A-T o C-G favorece que los enlaces de hidrógeno estén correctamente direccionados.
• El apilamiento de los pares de bases en el interior de la doble hélice contribuye a la estabilidad de la doble hélice de dos formas: favoreciendo las interacciones hidrofóbicas entre las bases y mediante fuerzas de van der Waals.
2 Núria Fuentes Genética molecular 2.6 Renaturalización e hibridación Con dos cadenas de DNA, si una presenta una mutación, en esa zona las dos cadenas serán diferentes. Cuando queremos separar las dos cadenas aplicamos mucha temperatura y cuando se enfría, se juntan las cadenas, se hibridan por todas las regiones homologas excepto donde no son iguales, como si por ejemplo hay una mutación.
2.7 Formas alternativas del DNA La forma estandard es la forma B, que se caracteriza por tener 10 nucleotidos por vuelta de hélice y es dextrogira.
Hay otras dos formas, la A que es la forma que predomina en condiciones con poca cantidad de agua, en esta, el numero de nucleotidos por vuelta son 11, por lo tanto es más gruesa, y también es dextrogira. Esto cambia la forma de los surcos. La otra es la forma Z, que es levogira y tiene 12 pares de bases por vuelta. Su estructura es mas delgada y alargada, porque las cadenas de DNA adoptan un plegamiento en zig-zag.
Cuando una zona de DNA presenta metilación, no esta activa. Donde haya metilacion habrá una forma de hélice que no es estandard.
Características de las conformaciones de la doble hélice 3 Núria Fuentes Genética molecular A parte de estas tres conformaciones, también tenemos que la secuencia de bases puede alterar la estructura secundaria. Los palíndromos pueden alterar la estructura secundaria. Las secuencias se aparean dentro de la misma cadena porque presentan homología y pueden formar estructuras en forma de horquilla(cuando interviene una sola cadena) o en forma de cruz (cuando intervienen dos cadenas), dos horquillas enfrentadas. Cuando el DNA esta muy compactado es difícil que esto ocurra. Ocurre en zonas con menos compactación.
2.8 Problemas topológicos de la replicación Cuando se produce la replicación, los puentes de hidrógeno se rompen y la doble hélice se condensa, y se produce un superenrollamiento. Hay mecanismos que lo frenan ya que si no se frenara la transcripción se pararía, las topoisomerasas, que tienen la capacidad de cortar y volver a unir el DNA. Las topoisomerasas tienen un residuo de tirosina, que tiene un OH, que rompe los enlaces en el nivel del DNA . Cuando lo rompe se forma otro enlace. Esto permite que el DNA se desenrolle.
2.9 Estructura y características del RNA Estructura primaria → secuencia de nucleótidos.
Puede tener estructuras secundarias porque existe homología entre las bases que lo componen, por lo tanto se repliega y forma puentes de hidrógeno. La estructura secundaria, en algunos son muy importantes en su función.
4 Núria Fuentes Genética molecular La estructura terciaria es cuando tenemos un plegamiento de la estructura secundaria. Forma estructuras muy complejas.
Un ribozima es un RNA que tiene capacidad catalítica, no es una proteína.
Muchas tienen estructuras terciarias.
2.10 Ribozimas Dos tipos representativos: • Ribozima cabeza de martillo: apareamientos entre bases. Tres horquillas y una zona que queda abierta porque no hay homología.
Actúa como mecanismo de corte de algunos RNA virales de virus vegetales. El RNA del virus sirve para autoextinguirse a si mismo.
Este virus tiene un mecanismo de replicación en que los RNA aparecen unos unidos a otros (El RNA se circulariza y se empieza a replicar. Al final queda una molécula larga, de varios RNA unidos). Cada uno de los trozos unidos va a adoptar la forma de martillo, y provocará su propia escisión, se cortan los martillos.
• Ribozimas que rompen otras moléculas de RNA: son ribozimas que se van a unir a un RNA sustrato por homología y esto va a determinar donde van a cortar. Una vez cortan la molécula, las ribozimas se liberan.
Ejemplo: ribozimas que actúan sobre el procesamiento de los RNAt. Provocan la eliminación de ciertas partes del RNAt inmaduro. Las ribozimas que provocan este corte se llaman RNAsaP. Luego se sustituyen los U unidos al OH. Los RNAt tienen algunas bases raras, como la base Dihidrouridina o la Ψ, que es la Pseudoutidina. Las ribozimas también cambian algunas bases por estas bases raras. Estas modificaciones son necesarias para la movilidad de los RNAt. Encontramos tres brazos, el aceptor donde se unen los aminoácidos, el anticodón, donde se une el codón del RNAm, y el brazo TΨC. Si la forma de RNAt no se mantiene no podrá acoblarse y por lo tanto no podrá realizar su función.
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