GUIA Cuarto Parcial DE Bioquimica OVI Adiel PDF

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NucleótidosMoléculas compuestas de 3 elementos: Azúcar de 5 carbonos:  ADN – Desoxirribosa  ARN – Ribosa Bases nitrogenadas: Clasificación:  AGua PURa: A=Adenina (1era base nitrogenada) G= Guanina (2ª base nitrogenada)  Pirimidinas 1-. Timina 2- 3-. Uracilo (Exclusivo de ARN) Grupos fosfatos:  ...

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Nucleótidos Moléculas compuestas de 3 elementos: Azúcar de 5 carbonos: ADN – Desoxirribosa ARN – Ribosa Bases nitrogenadas: Clasificación: AGua PURa: A=Adenina (1era base nitrogenada) G= Guanina (2ª base nitrogenada)  Pirimidinas 1-. Timina 2-.Citosina 3-. Uracilo (Exclusivo de ARN) 3. Grupos fosfatos:  Los nucleótidos se ven involucrados en síntesis de ATP y NADH (Moléculas de poder reductor), segundos mensajeros

1.   2. 

Tipos de Nucleótidos:  

ARN – Uracilo, Citosina, Guanina, Adenina ADN – Timina, Citosina, Guanina, Adenina

Modificaciones Químicas de las bases nitrogenadas 1. 2. 3. 4.   

Metilación – Agregar grupo metilo Acetilación – Agregar grupo acetil Glucosilación – Agregar glucosa Reducción 2 Razones por las cuales se llevan acabo Es para que los nucleótidos sean reconocidos por enzimas especificas Protege a los nucleótidos de que no sean degradados por nucleasas

Nucleasas: se encargan de la degradación de nucleótidos

Obed Adiel Lucio Zamarrón (Ovi Adiel)

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Nucleosido Es una molécula compuesta por 2 elementos 1. Azúcar de 5 carbonos 2. Bases nitrogenadas La divergencia es que los nucleosidos se encuentran ausente de grupos fosfatos  5 Tipos de bases nitrogenadas 1. Purinas – Adenosina, Guanosina 2. Pirimidinas – Citidina, Timidina, Uridin Son los mismos solo cambia el nombre

Síntesis de nucleótidos de purina 1.   2.      3.

Paso Formación del anillo de purina Se lleva a cabo en el Hígado Paso Agregar carbonos a las estructura anular (o de anillo) de la purina Estos carbonos vienen de 3 fuentes: Aminoácidos: - Glicina – Glutamina – Aspartato Dióxido de carbono (Co2) N10 – Formiltetrahidrofolato Paso Donar nitrógenos a una molécula de ribosa 5 fosfato preformada

Reacciones químicas en la síntesis de nucleótidos de purina 1. Reacción limitante  -Ribosa 5-fosfato + una molécula de ATP pasa a PRPP (5-fosforribosil 1Pirofosfato) por la enzima PRPP Sintasa  Enzima alosterica: Su principal modulador positivo es el pirofosfato  Principal modulador negativo es el ribo nucleótido de purina 2. Reacción limitante  -PRPP+Glutamina pasa a 5-fosforribosil Amina por la enzima Glutamina: fosforribosil pirofosfato transferasa  Es la enzima alosterica más importante en la síntesis de nucleótidos de purinas  Su principal modulador positivo es el PRPP  Su principal modulador negativo son los nucleótidos Medicamentos que intervienen en la síntesis de nucleótidos Obed Adiel Lucio Zamarrón (Ovi Adiel)

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Sulfamidas  Es un fármaco el cual son análogos estructurales del ácido PABA (Acido para amino benzoico) – Antibióticos  Inhibe a la enzima formil transferasa  Inhiben de manera competitiva la síntesis bacteriana del ácido fólico Metotrexato  Es un análogo estructural del ácido fólico  Inhibe a la enzima Dihidrofolato reductasa  Este fármaco inhibe la reducción del Dihidrofolato a tetrahidrofolato  Se utiliza como antineoplásico/Anticancerígeno

Ácido mico fenólico  Fármaco inhibidor irreversible no competitivo de la enzima mono fosfato de Inosina deshidrogenasa  Tiene función de inmunosupresión, el cual ataca directamente linfocitos TyB, inhibiendo la producción de estas células  Se utilizan en pacientes que sufren rechazo a implantes o injertos (trasplante)

Los 3 fármacos son inhibidores de la síntesis de purinas humanas, son extremadamente tóxicos para las células que están en constante reproducción/replicación/síntesis (células fetales, piel, células foliculares, células del tubo digestivo – enterocitos)

Síndrome de Lesch – Nyhan  Es la principal causa hereditaria de hiperuricemia (niveles elevados de ácido úrico en sangre)  Enzima deficiente es hipoxantina guanina fosforribosil transferasa  Es una enfermedad ligada al cromosoma “x”  Cuadro Clínico  Déficit neurológico cognitivo  Formación de litos de ácido úrico en el riñón (uro litiasis) – Disfunción motriz  Depósitos de cristales en articulaciones (ácido úrico) (crisis gotosa)  Trastorno de comportamiento: se mutilan los labios, dedos

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Enfermedad de Gota  Formación de Ácido Úrico (se da la degradación de las bases nitrogenadas de las purinas) – por esto se da la formación de ácido úrico  Es el producto final de la degradación de las purinas  Las 2 cosas de hiperuricemia no genética:  Una mayor consumo de bases nitrogenadas o menor eliminación (por falla renal) del ácido úrico  Enfermedad de Gota = hiperuricemia patológica/sintomática  Cuadro clínico  Cristales de Urato mono sódico (UMS) en articulaciones (dedo gordo del pie)  Estos cristales generan una reacción inflamatoria secundaria al sistema inmune  Tofos: son masas nodulares de cristales de urato mono sódico  Se localizan en los tejidos blandos  Tratamiento  AINES – Antinflamatorios…  Esteroides (prednisona)  Colchicina – Inhibidor del huso mitótico  Probenecid y Sufinpirazona son agentes uricosuricos que ayudan a que el ácido úrico se excrete en mayor cantidad en el riñón

Alopurinol (Fármaco)  Es un análogo estructural de la hipoxantina  Inhibe a la enzima xantina oxidasa

Carencia de Adenosina desaminasa  Cuando esta enzima se encuentra carente se acumula la adenosina y se detiene el crecimiento y la apoptosis de linfocitos  La deficiencia de esta enzima causa la enfermedad de inmunodeficiencia combinada grave (SCID)

Síntesis de Desoxirribonucleotidos    

Enzima alosterica limitante más importante es la ribo nucleótido reductasa Principal modulador alosterico positivo es el ATP y trifosfato de nucleosidos Principal modulador negativo son los nucleótidos de ADN Es inhibida por la hidroxiurea (fármaco): sirve como antineoplásico. Este fármaco sirve como tratamiento de melanoma y tratamiento de drepanocitos

Dato: Nucleótidos cualquier tipo (ARN y ADN) se sintetizan en el hígado Obed Adiel Lucio Zamarrón (Ovi Adiel)

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Síntesis y degradación de las pirimidinas  Se lleva a cabo en el hígado 1. Paso  Formación de los anillos de las pirimidinas 2. Paso  Se le agregan carbonas al anillo  Provienen de los:  Aminoácidos: - Glutamina – Aspartato  Co2

Reacciones    

Glutamina + Co2 pasa a UMP por la enzima CPS-2 (carbamoil fosfato sintetasa 2) Principal enzima alosterica en la síntesis de las pirimidinas El producto final de la síntesis de pirimidinas es el UMP La UMP sintasa, su deficiencia causa una aciduria orotica

Fármacos 

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5-Fluorouracilo  Es un análogo de la timina  Inhibidor suicida  Inhibe a la enzima Timidilato Sintasa  Agente antineoplásico/antitumoral Aciclovir  Es un análogo de purina  Funciona como retroviral (tratamiento del virus herpes)  Inhibe a la enzima ADN polimerasa vírica AZT  Es un análogo de pirimidina  Fue el pilar central en el tratamiento del VIH  Inhibe la ADN polimerasa vírica

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Estructura, replicación y reparación de ADN 

ADN – Ácido Nucleico  Es un polímero compuesto de nucleótidos de ADN  Es la biomolécula encargada de almacenar y transferir la información genética

Dogma Central  ADN se sintetiza por Replicación  ADN pasa a ARN por Transcripción  ARN pasa a Proteínas por Traducción

Estructura del ADN     

Doble hélice con eje helicoidal Ambas cadenas se encuentran formadas de nucleótido Existen 2 tipos de surcos Amplio (mayor) Estrecho (menor) – Puede ser ocupado por un fármaco llamado Actinomicina D O Dactinomicina Este fármaco se une al surco menor (estrecho) y se utiliza como antineoplásico

Dato: Las células procariotas tienen ADN en un solo cromosoma y se encuentra en forma circular Las células eucariotas tienen ADN en el núcleo y mitocondrias

 Se necesitan dos tipos de enlaces: 1. Enlace fosfodiester 3’ – 5’ (Une a 2 azucares de 5 carbonos entre sí) 2. Puentes de hidrogeno (Une las bases nitrogenadas en el interior de la doble hebra) Interacción de bases nitrogenadas (Apareamiento de bases) Adenina a la Timina tiene 2 puentes Guanina a Citosina tiene 3 puentes

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Tipo de Estructura del ADN  Existen 3 tipos de estructura de la doble hélice: 1. Estructura beta más abundante del ADN  Cada giro o vuelta de esta estructura tiene 10 pares de bases nitrogenadas  Tiene un giro dextrógira (derecha) 2. Estructura A: Tienen 11 pares de giro o vuelta  Tiene un giro dextrógira (derecha) 3. Estructura 2: Tiene12 pares de bases por giro  Tiene un giro levógiro (izquierda)

Pasos previos para la replicación 

Separa la hebra mediante:  Medios físicos: PH y temperatura

Etapa de síntesis replicación del ADN  Replicación o duplicación de ADN: Es el proceso donde el material genético se copia en su totalidad 1. Paso (Síntesis)  Identificar el origen de la replicación  En los procariotas solamente existe un solo origen de replicación a diferencia de las eucariotas donde existen múltiples orígenes de replicación  Formación de la orquilla de replicación  Formación de la burbuja de replicación Enzimas implicadas en los primeros tres pasos de la replicación:  Proteína ADN (DNA A): se encarga de pegarse y fusionarse en el sitio de replicación lo cual permite que se dé la separación de la doble hebra Es dependiente de ATP  Helicasas: Son las enzimas encargadas de romper y separar la doble hebra de ADN  Proteínas de unión del ADN: Se encargan de mantener separadas las hebras simples del ADN Hace que las hebras simples no sean degradadas por nucleasas  Otras enzimas  Topoisomerasas: son las enzimas encargadas de vencer el súper enrollamiento en el proceso de replicación Existen 2:  Topoisomerasa 1: Estas enzimas pueden cortar y pegar una sola hebra o hélice No dependen de ATP  Topoisomerasa 2: Pueden cortar y pegar dos hebras o hélices Requieren de ATP Obed Adiel Lucio Zamarrón (Ovi Adiel)

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Fármacos   

Camptotecinas:  Inhibe a las topoisomerasas 1 Etoposido:  Inhibe a las topoisomerasas 2 Fluroquinolonas:  Inhibe a la ADN girasa (Es un tipo de topoisomerasa bacteriana) – Antibiótico

ADN Polimerasa  Es la proteína/enzima encargada de copiar o sintetizar al ADN (Lleva a cabo la replicación) Copia en un sentido de 3’ – 5’ Sintetiza en un sentido 5’ – 3’

Primer o cebador o iniciador

 

 Es una estructura formada de ARN Primasa: Es la enzima encargada de sintetizar el ARN complementario a la plantilla del ARN Primosoma: Complejo enzimático encargado de sintetizar el primer/cebador/iniciador y desintetizar los fragmentos de okazaky

En la replicación existen 2 tipos de hebras:  

Adelantada: Se sintetiza de manera continua y que se va acercando hacia la orquilla de replicación Retrasada: Se sintetiza de manera descontinua y s la que lleva los fragmentos de okazaky y se aleja de la orquilla de replicación

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En las procariotas existen ADN polimerasa 

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ADN polimerasa 3  Su función es la elongación de la hebra de ADN  Es progresiva (activa, constante)  Actividad correctora exonucleasa  Reconoce al primer  3’ – 5’ ADN polimerasa 2  Es la encargada de eliminar el primer y rellenar el huevo que deja el primer con nucleótidos del ADN  Copia en dirección 5’ – 3’  Corrige y tiene función de exonucleasas en dirección de 3’ – 5’ pero también 5’ – 3’  Muy poco progresiva (lenta)

ADN ligasa  Es la enzima encargada de finalizar el proceso de replicación, ya que cataliza la formación del enlace fosfodiester Requiere ATP

Replicación del ADN en celular eucariotas    

Existen múltiples origen de replicación Existen enzimas encargadas de la eliminación del primer RNasa H Flap – 1 (Endonucleasa de colgajo 1)

A diferencia de las procariotas en las eucariotas solo existen un ADN polimerasa ADN polimerasa eucariotas Es un complejo enzimático que se compone de las siguientes subunidades Subunidad alfa (pol alfa): Se encarga de la actividad que realiza la primasa y del primosoma No sintetiza los fragmentos de okazaky Subunidad beta (pol beta):  Tiene como función rellenar el huevo que deja el primer 3. Subunidad gamma (pol gamma):  Se encarga de sintetizar o replicar el ADN mitocondrial 4. Subunidad delta (pol delta):  Se encarga de sintetizar los fragmentos de okazaky

 1.   2.

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Telomeros  Son estructuras conformadas de ADN no codificante asociado a proteínas (shelterina)  Se localizan en los extremos de los cromosomas  Tienen como función prevenir la degradación del ADN de los cromosomas por las nucleasas  Sirven como marcadores mitóticas  Telomerasa: Enzima con acción de transcriptasa inversa  Utiliza como plantilla ARN para la síntesis de una molécula de ADN (transcriptasa inversa)  Mantiene la longitud de los telomeros Trancriptiva inversa: Es una enzima utilizada principalmente por los virus, Ej. Retrovirus (VIH)

Inhibición de la síntesis de ADN por análogos de nucleótidos 

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Arabinocido de citosina/citarabina/Ara C:  Inhibidor de la síntesis de ADN  Su función es como agente quimioterapéutico, antineoplásico Arabinocido de adenina/vidarabina/Ara A:  Su función es retroviral (antivírica)

Organización del ADN eucariota 1. Cromatina: ADN asociado con proteína  Existen 2 tipos:  Heterocromatina: Transcripcionalmente No activa/cerrada  Eucromatina: Transcripcionalmente Activa/abierta  Histonas: (5 tipos) – H1, H2A, H2B 2. Nucleosoma: Se identifican – H3 y H4  Como perlas de rosario  Se compone de un fragmento de ADN y de un optamero de histonas (H2A, H2B, H3, H4)  H1 no forma parte del nucleosoma  H1 es la histona encargada la advinculación o conexión de las nucleosomas 3. Polinucleosomas 4. Nucelofilamento: Conjunto de polinucleosomas 5. Fibra de 30 nanometros

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Ciclo Celular

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Interfase  G1  S (Síntesis del material genético)  G2 Mitosis

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El ciclo celular se encuentra regulado por 2 tipos de enzimas

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 Ciclinas  Cinasas dependientes de ciclinas (Cdk)

Reparación del ADN        

Se da mediante mecanismos enzimáticos Las enzimas encargadas principalmente se llaman nucleasas Endonucleasas Exonucleasas Proteina Mut: Se encarga de identificar la hebra original La hebra original siempre se encuentra metilada Polimerasa 1 se encarga de rellenar los huecos que se dejan de la reparación del ADN

ADN ligasa Es la que se encarga de la formación del enlace fosfodiester entre nucleótidos (ultima que intervienen en la reparación) Síndrome de Lynch (Cáncer colorrectal hereditaria no polipósico) Esta patología se presenta cuando existe mutación en las proteínas que intervienen en la reparación del ADN

Reparación del daño causado por la luz ultravioleta  La luz ultravioleta causa en el ADN formación de dímeros de pirimidinas por unión covalente en el ADN (principalmente son de timina)  Este tipo de mutaciones se reparan mediante la enzima UVrABC, esta enzima tiene una acción de exonucleasa por lo cual corta los dímeros de timina

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Xeroderma pigmentoso Se presenta porque las células son incapaces de reparar el daño causado al ADN por lo tanto las mutaciones se acumulan, dando como resultado múltiples canceres tempranos en la piel

Correcciones de las alteraciones de bases  Los productos o agentes alquilantes causan desaminación de la citosina y se convierte en un uracilo  Radiación ionizante o radicales libres oxidantes  Causan unión de extremos no homólogos en el ADN  Causan unión por recombinación de homologas

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Estructura, síntesis y procesamiento de ARN  Es el ácido ribonucleico  Todos los tipos de ARN se sintetizan en el núcleo  Existen 3 tipos:  ARN Ribosomal  ARN Mensajero  ARN Transferencia

ARN Ribosomal Es el más abundante, sirve como componente estructural de los ribosomas 

2 ribosomas:  Procariota: 23S, 16S, 5S  Eucariota: 28S, 18S, 5.8S, 5S

ARN Transferencia  Es el más pequeño  Existe por lo menos uno para cada uno de los 20 aminoácidos que sintetiza el código genético humano  Tiene una función de molécula adaptadora que transporta su aminoácido especifico

ARN Mensajero  Es el menos abundante  Es el ARN más HETEROGENEO  Su función es transportar la información genética para que se lleve a cabo la síntesis de proteínas

 

Existen 2 tipos del ARN mensajero Policistronico:

Es un ARN que se presenta en las células procariotas

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 Es el que contiene la información para codificar más de un gen Monocistronico:  Se expresa principalmente en las eucariotas  Solo contiene información que codifica para un solo gen

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  1.  2.  

3. 

Modificaciones del ARN mensajero Existen 3 tipos de modifaciones de importancia Adición: de la caperuza 5’ (7 – metil guanosina) La función de la caperuza 5’ es que vuelve resistente al ARN mensajero de la mayoría de nucleasas Adición de una cola de poli-A 3’ Poli A es una secuencia de base de Adenina en el extremo 3’ Su función es 1-.Ayudar a estabilizar el ARN Mensajero 2-. Ayuda a que el ARN Mensajero salga del núcleo y facilita su entrada al ribosoma ayudando a la traducción. Eliminación de intrones (Splicing – corte y empalme) En el proceso de splicing se eliminan los intrones del ARN mensajero (cortándolos) y se empalman y se pegan los exones

 Un intron es un fragmento de ADN no codificante  Los exones son segmentos de ADN  Los errores en el splicing pueden dar origen a enfermedades como las talasemias Transcripción   1.    2.  3.    

Es el proceso donde el ADN se codifica a ARN Se desarrolló en 3 pasos Iniciación En este paso la olo enzima (ARN polimerasa completa) se une al promotor Reconocimiento: De la secuencia conocido como Pribnow (5’ – TATAAT – 3’) En esta secuencia se da la fusión con el ARN polimerasa dando origen a la burbuja de transcripción y convirtiendo el sistema cerrado en sistema abierto Elongación Se da la síntesis del ARN mensajero mientras la ADN polimerasa Terminación Es el paso final de la transcripción Existen 2 tipos de terminación Intrínseca: Se da de manera espontanea Extrínseca: Dependiente de una proteína (Proteína P/rho) Esta proteína es una ATPasa hexamerica con una actividad helicasa En la transcripción de las células solo hay una ARN polimerasa

La enzima encargada de llevar acabo esto es la ARN polimerasa de ADN El fármaco rifampicina se una a la subunidad Beta del ARN polimerasa La ARN polimerasa se constituye de una porción de ARN Pol + Enzima Central Obed Adiel Lucio Zamarrón (Ovi Adiel)

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En las células eucariotas existen 3 tipos de ARN polimerasa ARN polimerasa1: Estas se encargan de sintetizar al ARN ribosomal (28S, 18S, 5.8S)  ARN polimerasa 2: Se encarga de sintetizar al ARN mensajero  Esta enzima esa es inhibida por la alfa-aminitina (hongo venenoso)  ARN Polimerasa 3:  Se encarga de sintetizar al ARN transferencia  Esta enzima sintetiza al ARN ribosomal 5S 

Potenciadores Son secuencias de ADN especiales que aumentan la tasa de iniciación de la transcripción por la ARN polimerasa 2
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