Componentes De los Acidos Nucleicos PDF

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COMPONENTES DE LOS ACIDOS NUCLEICOSLos ácidos nucleicos están constituidos por la unión de numerosos nucleótidos, de 4 tipos.COMPONENTE ÁCIDO: FOSFATOSEl fosfato inorgánico, mezcla de las especies químicas resultantes de la disociación de la molécula de ácido fosfórico, aparece como anión a pH ácido...

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COMPONENTES DE LOS ACIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos están constituidos por la unión de numerosos nucleótidos, de 4 tipos. COMPONENTE ÁCIDO: FOSFATOS El fosfato inorgánico, mezcla de las especies químicas resultantes de la disociación de la molécula de ácido fosfórico, aparece como anión a pH ácido, como dianión a pH fisiológico y como trianión a pH alcalino. Cuando un nucleótido es parte de un ácido nucleico, su grupo fosfato se esterifica con dos grupos alcohol

COMPONENTE NEUTRO: AZÚCARES El azucar siempre es una pentosa, ribosa o desoxirribosa.

COMPONENTE BÁSICO: BASES NITROGENADAS

Purinicas: ADENINA Y GUANINA

Están basadas en el Anillo Purínico. Puede observarse que se trata de un sistema plano de nueve átomos, cinco carbonos y cuatro nitrógenos. El anillo purínico puede considerarse como la fusión de DOS anillos Pirimidinas: CITOSINA, TIMINA, URACILO (ARN) Están basadas en el Anillo Pirimidínico. Es un sistema plano de seis átomos, cuatro carbonos y dos nitrógenos. Su estructura cuenta solo de un anillo Nucleosidos Tipos de nucleósidos

Estructura primaria de ácidos nucleicos Existen dos tipos de ácidos nucleicos, denominados ribonucleico o RNA y desoxirribonucleico o DNA. Diferenciados entre si, debido al azucar pentosa presente en su estructura. Su composicion quimica elemental consta de carbono, hidrogeno, nitrogeno, y fosforo. Entre las funciones características de esta biomolécula se encuentran la transmisión y expresión de la información genética, funciones que a su vez son dependientes y vienen determinadas por la localización y conformacion tridimensional.

DEBIDO A ESO ES IMPORTANTE el estudio estructural de los acidos nucleicos

y se consideran

tres niveles de organizacion ESTRUCTURA PRIMARIA Es la estructura en la cual se encuentran la mayoria del tiempo las biomoleculas de DNA y RNA La estrucura primaria hace referencia al enlazamiento de nucleotidos (monomeros) para formar ácidos nucleicos (polimero), consta de un esqueleto lineal conformado por fosfato y azúcar pentosa, la cual es la porcion constante de la cadena, mientras que la base nitrogenada hace referencia a la la porcion variable de la cadena

ESTRUCTURA SECUNDARIA ESTRUCTURA DE ORDEN SUPERIOR

PROPIEDADES FISICOQU6MICAS DE LOS 7CIDOS NUCLEICOS

ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL DNA La estructura secundaria empieza a tomar en cuenta la distribucion espacial. Para el DNA este nivel estructural se refiere a los enlances de hidrogeno entre las bases nitrogenadas de las cadenas polinucleotidas, pues estas sobresalen del esqueleto azucar-fosfato

1. Reglas de Chargaf Las bases nitrogenadas forman parte fundamental en la estructura del DNA. Edwin Chargaff observó que el ADN contiene distintas proporciones de A, G, T y C en los distintos organismos, concluyendo que la composición del DNA es característico de cada especie. Las 3 reglas de Chargaff son:

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Relación entre bases. - Hace referencia a que en la mayoría de las especies el contenido de A es aproximado al de T (T/A=1), y el contenido de G aproximado al de C (G/C=1). Esta regla se cumple siempre y cuando los organismos tengan una cadena de DNA bicatenaria. Relación entre purinas y piramidinas. - Esta regla nos indica que siempre existirá un 50% de pimidinas (T + C) y un 50% de purinas (A + G) Relación entre aminobases y oxobases. – (A+C)/(T+G)=1 Se menciona otra relacion, la cual se diferencia según la especie. – la razón de asimetría A+T/G+C, esta razon explica las relaciones entre bases que no se mantienen constantes. Esta ley es notable en animales que tienen una razón de asimetría mayor a uno lo que muestra un exceso de A+T conteniendo una cantidad menor de G+C. Por otro lado, los virus tienen una razón de simetría menor de uno lo que representa una mayor cantidad de G+C en su estructura.

2. Modelo de Watson y Crick: forma B del DNA Watson y Crick en 1953 propusieron un modelo tridimensional del DNA que corresponde a la denominada estructura B del DNA.

Para explicar este modelo, se estudia la Complementariedad de las bases nitrogenadas Las bases nitrogenadas tienen estructuras capaces de formar enlaces por puente de hidrógeno, los mismos que les permiten interaccionar entre ellas, esto se denomina “bases complementarias”. Las interacciones entre G y C forman 3 enlaces de puentes de hidrógeno, mientras que las de A y T o A y U forman dos enlaces. Los enlaces formados por G y C serán más fuertes que los de A y T (en ADN) o A y U (en ARN)

Consecuencias de la complementariedad Las cadenas polinucleótidas podrán unirse gracias a la complementariedad, siempre y cuando sus bases sean complementarias. La unión de las cadenas polinucleótidas forma un ácido nucleico bicatenario que es la principal estructura del DNA. En estas cadenas se transporta la información genética, y la información al estar duplicada facilita la corrección de mutaciones o fallas que ocurran durante la replicación del DNA.

Efectos del pH sobre el emparejamiento de las bases Al existir una alteración en el pH los grupos funcionales que conforman a las bases nitrogenadas se ionizan evitando que exista la creación de un puente de hidrógeno, por ende, no hay emparejamiento de bases. Cuando el pH es inferior o superior al pH fisiológico se da la separación de las hebras que conforman el DNA, este fenómeno se denomina desnaturalización. Geometría de los pares de bases Los dos enlaces N-glicosídicos de los nucleósidos estarán formando un ángulo menor de 90°con la línea imaginaria que une los C-1. Cuando una purina se une a una pirimidina se mantiene constante la separación de las pentosas de las hebras, esto permitirá que se forme una molécula de DNA bicatenario.

Antiparalelismo de las dos hebras Se va a obtener la complementariedad de las bases nitrogenadas si ambas hebras van en sentido opuesto, es decir una va de 3’ a 5’ y la otra de 5’ a 3’. Diferencias en la secuencia de ambas hebras Es importante reconocer que las hebras no son idénticas, es decir que poseen secuencias de bases nitrogenadas completamente diferentes. Cuando las hebras tienen igual proporción de purinas y pirimidinas se les denomina hebras equilibradas. Helicidad y carácter dextroso El emparejamiento completo de las hebras ocurrirá si los pares de bases se encuentran girando uno con respecto a otro, en consecuencia, la molécula bicatenaria toma forma de doble hélice. En la forma B del DNA las hebras formarán una doble hélice dextrorsa, es decir que las hélices se hallan girando hacia la derecha. Carácter anfipático y estabilidad de la doble hélice

Situación de los fosfatos y carácter hidrófilo Las bases de las hebras al estar unidas provocan que los azúcar-fosfato se coloquen en el exterior de la doble hélice, esto contribuye a que la cadena de DNA interaccione con medios acuosos y tengan propiedad hidrofílica.

Coplanariedad, apilamiento de las bases y carácter hidrófobo   

La doble hélice contiene a sus bases en el interior formando un apilamiento. Las interacciones de apilamiento ocurren cuando los anillos aromáticos de las bases se atraen entre ellos formando puentes de van de Waals. Como consecuencia las bases nitrogenadas adquieren un carácter hidrófobo, lo cual ayuda a proteger la información genética.

CONDENSACION DEL ADN Y CROMOSOMAS La estructura de orden superior hace referencia a todas las estructuras tridimensionales, hablando del DNA se menciona el superenrrollamineto y la asociación con proteinas (histonas) para formar la cromatina (estructura tridimensional)

Superenrollamiento del DNA Es el retorcimiento de la doble helice del ADN, es por esto que la helice no continua siendo una linea recta sino forman otra helice. Superenrollamietno del DNA circular Actua sobre las eucariotas y procariotas, el DNA de: plasmidos procarioticos, cromosomas mitocondriales y cloroplasticos de eucariotas tienen una estructura circular y se puede apreciar con facilidad el superenrollamiento. 

Conformacion relajada: Cuando el DNA ocupa una minima energia se considera que no esta superenrollado esto significa que el eje de la doble helice se puede disponer en un plano por completo.

Superenrollamietno del DNA circular Actua sobre las eucariotas y procariotas, el DNA de: plasmidos procarioticos, cromosomas mitocondriales y cloroplasticos de eucariotas tienen una estructura circular y se puede apreciar con facilidad el superenrollamiento. 

Conformacion relajada: Cuando el DNA ocupa una minima energia se considera que no esta superenrollado esto significa que el eje de la doble helice se puede disponer en un plano por completo.

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Conformaciones superenrolladas: Cuando las topoisomerasas del ADN por medio de un corte transitorio, se genera un aumento o una disminucion en el numero de las vueltas de la helice, produciendo una tension en la estructura, Si se reduce el numero de vueltas se libera y forma una superhelice negativa Si aumenta el numero de vueltas se libera y forma un superenrollamiento positivo

Superenrollamiento del DNA lineal En las eucariotas no se denota mucho el superenrollamiento del DNA y es mas dificil de estudiar ya que la molecula de DNA es lineal y no son estables por si mismas y la libertad de giro hace que las superhelices se deshagan solas. Cuando se unen las proteinas al DNA lineal es lo que permite que se estabilicen los superenrollados En los DNA eucarioticos tambien se unen proteinas al superenrollamiento toroidal y plectonemica

En este caso el cordon es la molecual bicantenaria de DNA la misma que se enrolla de dos maneras distintas

Condensación del DNA en eucariotas

Condensación: se da desde la doble helice extendida hasta la cromatina y el cromosoma se da de forma gradual en la fase G2 Descondensaión: Por otro lado, comienza despues de la division celular (M) y continua en la fase G1 y en la fase S hace una replicacion Proteinas componentes de la cromatina Histonas: son las proteinas principales que forman parte del material genetico y tienen como funcion estabilizar la estructura del DNA y la compactan    

Existen 5 tipos de histonas H1: esta en distintas especies o tejidos con una diversidad de secuencia y tamaño H2A-H2B-H3-H4: estan altamente conservadas El grado de condensacion del DNA se regula por medio de la acetilacion, fosforilacion y metilacion de las histonas.

Proteinas no histonicas Con funcion estructural  

Proteinas basicas: Protaminas Proteinas acidas: HMG – Proteinas del esqueleto o matriz nuclear

NIVELES DE CONDESACION DEL DNA EUCARIOTICO 

El grado de condensacion o de empaquetamiento se descirbe en cuatro niveles,

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se clasifican dependiendo al cociente entre la longitud del B-DNA bicantenario y el tamaño de cuando ya se encuentra condensado,

NIVEL1

Disposicion de nucleosomas y fibra de 10 nm Nucleosomas: es un complejo plurimolecular que resulta de la asociacion del DNA con las histonas  

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Es la unidad elemental que constituye la cromatina y los cromosomas y responsable de la organización estructural del material genetico en las eucariotas Uno de los principales apoyos para el descubrimiento de los nucleosomas es el analisis por electroforesis de la cromatina fragmentada El nucleosoma esta formado por 9 moleculas de histonas y un tramo de una molecula de DNA con aproximadamente 200pb. En el centro esta un octamero de histonas y lo enrolla el DNA bicantenario, que se engancha a la histona H1 El H1 protege de la degradacion por nucleasas a decenas de pares de bases La estructura de nucleosomas espaciados se denomina fibra de 10 nm o basica

NIVEL 2 Formacion de la fibra de 30 nm Es una fibra mucho mas condensada que tiene un grado de empaquetamiento superior a 40 veces la doble helice original 

La histona H1 es requisito para que se pueda formar esta fibra mientras que para la de 10nm no es esencial

NIVEL 3 Cromatina o cromosoma interfasico Tiene la presencia de superenrollamientos, aquí se encuentran los bucles o asas radiales que emergen de un armazon de proteinas no histonicas sufren supererollamiento regulado por las topoisomerasas. 

La densidad de la condensacion varia entre la eucromatina y la heterocormatina

NIVEL 4 Cromosoma metafasico: el cromosoma al final de la profase ya se encuentra condensado como heterocromatina pero durante la matafase se condensa mucho mas y aquieren aspectos como los de los cromosomas metafasicos, los cuales tienen aspecto de bastancillos con dos cromatidas un poco separadas entre si Morfologia de los cromosomas La region mas estrecha del cromosoma se llama centromero, constriccion primaria o central, y es por esto que se mantienen unidas las cromatidas hermanas. El centromero delimita los brazos cromosomicos 

Cuando se tienen brazos cortos se denomina la letra (p) y en los largo la letra (q)

Centromero: es el lugar de union del cromosoma a las fibras del huso acromatico, en el se situan los cinetocoros (estructuras protiecas que anclan las fibras que cosntituyen al

huso acromatico), estas mismas pueden separar las cromatidas durante la division celular. Telomeros: son regiones situadas al extremos de los cromsomas eucariotas, estan formados por secuencias especializad de DNA que poseen caracteristicas estructurales y funcionales. 

Las secuencias se denomian secuencia telomerica, repeticion telomerica, repeticion terminal.

Cariotipo: es la constitucion cromosomica o complmento de un indivudo, es un rasgo caracteristico de cada especie, todos los organismos de una especie tienen el mismo cariotipo, pero muchas veces las especies similares pueden tener cariotipos diferentes  

Este estudio se realiza en cromosomas en estado de prometafase o metafase Los metafasicos analizan anomalias y determian la presencia o ausencia de cromosomas extra.

Bandeado: Por medio de tecnicas de tincion se puede observar en los cromosomas bandas palidad y oscuras que definen los isocoros. Esto esta relacionado con la organización estructural del genoma, relfeja variaciones de bases, grado de condensacion, conformacion de cromatina, secuencias repetidas o no transcritas. Existen diversos metodos de tincion del DNA para bandeo    

Bandeo G Bandeo Q Bandeo R Bandeo T...