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Componentes 3 componentes principales Base Nitrogenada Pentosa Grupo fosfato Pentosas Ribosa Desoxirribosa Ambos con B-furanosas. No es un anillo plano 3 Bases Nitrogenadas Purinas Doble anillo Pirimidinas Anillo simple Enlace N-β Glucosídico Unión con el carbono 1’ de la pentosa Purinas: N-9 Pirimidinas: N-1 Nucleósidos Enlace entre pentosa y base nitrogenada Nucleótidos (Desoxi)ribonucleósidos 5’ - Monofosfato Enlace fosfodiéster Puentes de grupo fosfato en hidroxilo 5’ de un nucleótido e hidroxilo 3’ de otro ARN Tipos de ARN ARNno codificante. (sARN) Son fragmentos de ARN que no codifican para proteína pero que tienen una función específica, principalmente catalítica. Ejemplos: rARN tARN RNasa P (maduración de tARN) SRP (transporta proteínas al ER) ARN Tipos de ARN Ribosomal. (rARN) Moléculas que forman parte de los ribosomas. Los ribosomas son Complejos formados por ARN y proteínas. ARN de hebra sencilla Proteína ARN Tipos de ARN RNA de Transferencia. (tARN) Moléculas que transportan aminoácidos activados a los ribosomas para la elongación de la proteína naciente. ARN Tipos de ARN RNA mensajero. (mARN) Moléculas que codifican la secuencia de aminoácidos en la proteína a sintetizar. Síntesis de proteínas Cromosoma eucariótico EL CROMOSOMA EUCARIOTA El cromosoma en metafase es el más apropiado para el estudio de su morfología. Técnicas especiales según se trate de material vegetal o animal. El cromosoma eucariótico CROMOSOMA EUCARIOTA Las cromátidas: Son estructuras idénticas en morfología e información. Cada una contiene una molécula de ADN. El centrómero: Es la región que se fija al huso acromático y responsable de la segregación en la mitosis y meiosis. Constricción primaria, que divide a cada cromátida del cromosoma en dos brazos. Está compuesto de proteínas de unión a los microtúbulos y puede poseer gran cantidad de ADN repetitivo Brazos: porciones de cromátida comprendidas entre el centrómero y el extremo del cromosoma. Cromosomas con satélite EL CROMOSOMA EUCARIOTA Constricción secundaria: se ubican a lo largo del cromosoma. No existen en todos los cromosomas, pero son constantes en los que las portan. Telómero: es la región más extrema del cromosoma. Le dan estabilidad al cromosoma. También son importantes en el ordenamiento de los cromosomas y la relación con la membrana nuclear. Tiene un rol en el apareamiento cromosómico y la arquitectura tridimensional del núcleo. También en el envejecimiento celular. El organizador nucleolar: En algunos cromosomas se encuentra la región del organizador nucleolar (NOR). El NOR es la región del cromosoma donde están localizados los genes que codifican para el RNA ribosómico, esta íntimamente relacionada con el nucléolo (donde se producen los ribosomas) El satélite (SAT): Es el segmento del cromosoma entre el organizador nucleolar y el telómero correspondiente. Sólo poseen satélite aquellos cromosomas que tienen NOR. CLASIFICACIÓN DE ACUERDO CON LA POSICIÓN DEL CENTRÓMERO Telocéntrico Levan en 1964, propuso cálculos para determinar la posición del centrómero (d, r e ic) Cromosoma eucariótico El cromosoma eucariótico atraviesa por ciclos de condensación y descondensación durante la división celular. En la interfase, los cromosomas están desenrollados, no se observan como tales sino como cromatina. Cromatina y cromosomas son dos estadios funcionales de una misma sustancia. Existe una relación entre el grado de enrollamiento de la fibra y la capacidad del ADN de transcribirse en ARN y de replicarse. En profase se pueden ver los cromómeros, que son enrrollamientos de la fibra de cromatina que se encuentra recorriendo el eje de los cromosomas. Dispuestos linealmente, le dan al cromosoma un aspecto de collar con cuentas. Composición química de los cromosomas: Cromatina y cromosomas son un conjunto complejo de ADN, ARN y proteínas: Histónicas (PH)y no histónicas (PNH). El contenido de ARN y PNH varía en las diferentes células. ADN y PH se encuentran siempre en una relación 1:1 de peso con el ADN. Existen cinco clases de PH: H1, H2A, H2B, H3, H4. . Son básicas porque contienen aproximadamente entre un 10 y un 20% de aminoácidos básicos como arginina y lisina. H2A, H2B, H3, H4 son semejantes en diversas especies. H1 es distinta en las especies diferentes y hasta en los distintos tejidos de la misma especie HISTONAS PESO MOLECULAR AMINOACIDOS VARIACIÓN EN LAS ESPECIES H1 20.000 Da Ricas en lisina Amplia H2A 13.700 Da Relat. Ricas en lisina Relativ conservadas H2B 13.700 Da H3 15.700 Da Ricas en arginina Muy conservadas H4 11.200 Da 26 Estructura de la cromatina Varios autores consideran solo la asociación del ADN y las histonas formando una estructura molecular definida: los nucleosomas Nucleosoma: médula y ligador. Médula: octámero de proteínas: H2A, H2B, H3, H4. Existe un modelo de ensamblaje de las Histonas Ligador: ADN. La H1 está relacionada con el plegamiento de la fibra de cromatina 28 Doble hélice Nucleosoma (Octámero de Histonas) Solenoide (Histona H1) De ADN a cromosoma metafásico Cromosoma metafásico 28 DNA Nucleosoma Fibra cromatina (Solenoide) Andamio (Scaffold) Bucles de cromatina Cromátida ADN Son enzimas que enrollan y desenrollan el ADN equilibrando fuerzas de torsión introducidas en las hebras para controlar la síntesis de proteínas y facilitar la replicación. Topoisomerasas Forma tridimensional del DNA Isidro Espinosa A01228189 Debido a que el DNA es una molécula muy flexible la rotación es posible. Causas de la rotación Rotación alrededor de los diferentes tipos de enlace azúcar-fosfato en la columna. La fluctuación térmica que puede producir flexión, estiramiento y la separación de hebra. Debido a las restricciones estéricas, las purinas solo pueden tener dos conformaciones estables con respecto a la desoxirribosa, llamadas syn y anti. Las pirimidinas están restringidas a la conformación anti por su interferencia estérica entre el azúcar y el oxígeno carbonilo. Variantes estructurales del DNA La estructura de Watson-Crick es también llamada B-DNA. Esta forma es la más estructuralmente estable para una secuencia aleatoria de DNA sobre condiciones fisiológicas. A-Form B-Form Z-Form Sentido de la hélice Dextrógira Dextrógira Levógira Pares de base por vuelta de hélice 11 10.5 12 Inclinación respecto a la base de la hélice 20o 6o 7o Conformación del enlace glicosídico Anti Anti Anti para pirimidinas; Syn para purinas Palíndromo: secuencia de DNA o RNA que es lo mismo leída de 5´ a 3´ en una hebra o 5´a 3´ en la hebra complementaria con la que forma la doble hélice. Espejo repetido: repetición inversa en una hebra individual del DNA. Los palíndromos pueden adquirir una forma de pasador o de cruz. La secuencia de espejo repetido no tiene secuencias complementarias en la misma hebra y por lo tanto no pueden adquirir forma de pasador o de cruz. Algunas estructuras pueden tener tres o cuatro hebras de DNA. Los nucleótidos pueden formar puentes de hidrógeno adicionales, en especial con los grupos funcionales del surco mayor. Cuatro hebras de DNA forman un tetraplex, sólo ocurre cuando las secuencias de DNA tienen una gran proporción de residuos de guanosina. Metilación de bases de DNA Metilación enzimática A y C más frecuentes 1. Mecanismo de defensa celular: distingue DNA propio y al otro lo marca con un metilo para después destruirlo 2. Sistema de reparación de bases incorrectas: a) Metilación de residuos de adenosina: N6 metiladenosina, Sistema de reparación en replicación b) Metilación de citosina: 5-metilcitosina, estructura Z. Metilación: suprime migración transposones. Método electroforético para secuenciación de cadenas largas Separación de hebras de DNA, difieren en 1 solo nucleótido Poliacrilamida: matriz de geles de DNA corto Agarosa: DNA largo Método Sanger & Maxamy método de Gilbert Principios: A) generan 4 grupos de fragmentos modificados B) Reacción para generar cada grupo es específica x base C) longitud de fragmentos = posición de la base en la secuencia. Método de Sanger Síntesis enzimática de una hebra de DNA complementaria a la analizada con DNA polimerasas Cebador (oligonucleótido corto) marcado con radiactividad detiene crecimiento. Didesoxinucleótidos Secuenciación automática: didesoxinucleótidos marcados con fluoróforos que emiten luz de diferente color. Obtención de secuencia -Proyecto del Genoma Humano Síntesis química de oligonucleótidos para la síntesis de ácidos nucleicos Otras funciones Transportadores de energía. Hidrólisis de nucleosidos trifosfato: energía para impulsar reacciones químicas Ribosa con 3 grupos fosfato: α, β, γ (anhidros de ácido fosfórico) Ejemplo: ATP Nucleótidos de adenina: componentes de cofactores de enzimas Moléculas reguladoras: captan señales extracelulares con receptores Receptor: segundo mensajero, es un nucleótido Cambios adaptativos en el interior de la célula AMP cíclico adenosina 3’,5’-monofosfato cíclico: formado por ATP en reacción catalizada por adenilil ciclasa En respuesta a hormonas y otras señales químicas.
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