Sin t

1
DNA y RNA
2
Composición en bases del DNA en algunas especies
A G C T Hombre, H.sapiens 0.29 0.18
0.18 0.31 Bovino, Bos taurus 0.26 0.24 0.23 0.27
Levadura, S.cerevisiae 0.30 0.18 0.15 0.29 Myco
bacterium sp. 0.12 0.28 0.26 0.11
3
Reglas de Chargaff
1. La relación purinas/pirimidinas es igual a 1
Es decir, AG CT 2. En todos los DNA
estudiados, la proporción molar de A es igual
a la de T, y la de G igual a la de C. Es
decir, A T y G C
4
Cristalografía de rayos X del DNA
Estudiada por L.Pauling (Caltech), M.Wilkins y
R.E.Franklin (Londres) J.D.Watson y F.H.C.Crick
(Cambridge)
Formas cristalinas DNA-A baja hidratación,
peso molecular relativamente bajo, reflexiones
claras DNA-B alta hidratación, peso
molecular alto, reflexiones difusas
5
El DNA-B
1. Estructura helicoidal 2. Periodicidad a 3.4
nm 3. Periodicidad a 0.34 nm 4. R.E.Franklin
sugiere que el eje ribosa-fosfato está hacia
fuera y las bases hacia dentro. Igualmente
sugiere que se trata de una doble hélice, y
no triple
Con estos datos, y teniendo en cuenta las reglas
de Chargaff, Watson y Crick elaboraron su modelo
en doble hélice
6
Modelo de Watson - Crick, A
3.4 nm
1. El DNA es una doble hélice plectonémica y
dextrógira, con un paso de rosca de 3.4 nm
7
5
3
Modelo de Watson-Crick, B
3
5
2. Cada una de las dos hélices es un
polinucleótido entrelazado con el otro de manera
que su polaridad es opuesta (es decir, corren
en sentido antiparalelo)
8
Modelo de Watson-Crick, C
3. El eje ribosa-fosfato se sitúa hacia el
exterior de la doble hélice, en contacto con el
solvente
4. Mientras que las bases nitrogenadas (anillos
planares) se sitúan, apiladas, hacia el interior
de la estructura, en un entorno hidrofóbico
9
Modelo de Watson-Crick, D
0.34 nm
5. Las bases están situadas en planos
aproximadamente perpendiculares al eje mayor de
la doble hélice. La distancia entre planos es de
0.34 nm
10
Modelo de Watson-Crick, E
6. Cada base interacciona con su opuesta a través
de enlaces de hidrógeno, y de manera que (a)
Adenina (A) sólo puede interaccionar con timina
(T) (y viceversa), a través de dos puentes de
hidrógeno, y
11
(b) Guanina (G) sólo puede interaccionar
con citosina (C) (y viceversa), a través de tres
puentes de hidrógeno
12
Modelo de Watson-Crick, F
7. La base está situada en posición anti-
8. La desoxirribosa en forma furanósica
5
1
4
2
3
9. El anillo furanósico está en conformación
endo-2
13
Surco estrecho
10. El eje de la doble hélice no pasa por el
centro geométrico del par de bases. Esto
determina que la hélice presente un surco ancho y
un surco estrecho
Surco ancho
Modelo de Watson-Crick, G
14
Geometría de la doble hélice (DNA-B)
3.4
Paso de rosca 3.4 nm Distancia entre 0.34
nm planos de bases Pares de bases/vuelta 10 Anc
hura 2.4 nm
0.34
2.4
15
Interacciones débiles que mantienen la estructura
del DNA
1. Enlaces de hidrógeno entre bases
complementarias 2. Interacciones hidrofóbicas
entre planos de bases contiguos (int. de
apilamiento, stacking) 3. Interacciones iónicas
del fosfato con moléculas electropositivas
(histonas, poliaminas, etc.)
16
3
5
5
3
17
Implicaciones genéticas del modelo, 1
1. El material genético ha de ser lineal y
aperiódico el DNA cumple esa condición. 2.
El apareamiento de bases sugiere un modelo para
la replicación del mismo de forma que las dos
moléculas hijas son idénticas a la parental
5-CGTTGCAATTGCGAT-3 3-GCAACGTTAACGCTA-5
5-CGTTGCAATTGCGAT-3 3-GCAACGTTAACGCTA-5
5-CGTTGCAATTGCGAT-3 3-GCAACGTTAACGCTA-5
18
Implicaciones genéticas del modelo, 2
3. La reactividad de las bases y la estructura
general del DNA explican perfectamente la
acción de los mutágenos químicos 4. La
tautomería de las bases explica en parte las
tasas de mutación espontánea
Par Timina (ceto) - Adenina
Par Timina (enol) - Guanina
19
Pruebas experimentales de la estructura del DNA
1. Compatible con los datos cristalográficos 2.
El modelo predice una determinada densidad lineal
que se cumple para todos los DNAs
conocidos 3. El DNA rico en GC debe ser más
difícil de desnaturalizar que el rico en AT.
Esta predicción se cumple perfectamente. 4. El
estudio de frecuencias de vecino más próximo
(A.Kornberg) sólo es compatible con un modelo
complementario y antiparalelo p.e. el par AG
tiene la misma frecuencia que el par CT AT
tiene la misma frecuencia que TA, y así
sucesivamente.
20
DNA-A
1.Doble hélice plectonémica y dextró- gira 2.
Planos de bases oblicuos respecto al eje de
la doble hélica 3. Propio de RNAs en doble
hélice, o de híbridos DNA-RNA 4. Más ancha y
corta que DNA-B
21
DNA-Z
1. Doble hélice plectonémica y levógira 2. Zonas
de secuencia alternante -GCGC- 3. Conformación
de G es syn- en lugar de anti- 4. Más
estrecha y larga que DNA-B
22
Distintas formas del DNA
A B Z Grosor 2.6 2.4 1.8 Giro D
extro Dextro Levo Bases/vuelta 11 10.4 12 P.de
rosca 2.5 3.4 4.5 Inclinación 19º 1º 9º plano
bases
23
(No Transcript)
24
Desnaturalización del DNA
Incremento Absorbancia a 260 nm
La desnaturalización térmica del DNA sigue una
curva sigmoide. El punto medio, Tm, está
relacionado con el conte- nido en GC. Así, la
muestra B tiene un mayor contenido en GC que A.
T, ºC
25
Superhélices de DNA
El DNA se presenta habitualmente en forma de
superhélices, cuando la doble hélice, a su vez,
se enrolla sobre sí misma. Esto permite el
empaquetamiento de la molécula en el interior
de la célula o del núcleo celular.
26
DNA circular, relajado
DNA circular, con superhélice negativa
27
Se produce superhelicidad negativa cuando
desenrollamos unas cuantas vueltas de doble
hélice en un DNA circular.
28
Superhélices en plásmidos
29
Principales características del DNA eucariótico
1. Cromatina en el núcleo celular 2. Nucleosomas
e histonas 3. Secuencias repetidas 4. Genes
repetidos y seudogenes 5. Discontinuidad en genes
30
El nucleosoma
Histonas 2H2a, 2H2b, 2H3, 2H4 DNA aprox. 196
pares de bases
31
Histona H2a
32
(No Transcript)
33
(No Transcript)
34
(No Transcript)
35
(No Transcript)
36
El genoma procariótico
comienzo de libro comienzo de párrafo en un lugar
de la man cha de cuyo no nombre no quiero
acordarme no ha mucho tiemp o que vivía un
hidalgo de los de lanza en astillero adarga
antigua rocín flaco y galgo corredor fin de
párrafo comienz o de párrafo una olla de algo mas
vaca que carnero salpicon las mas noches duelos y
quebrantos los sabados lentejas los viernes y
algun palomino de añadidura los domingos
consumia n las tres partes de su hacienda fin de
parrafo comienzo de parrafo el resto della
concluian sayo de velarte calzas de velludo para
las fiestas con sus pantuflos de lo mesmo y lo s
dias de entresemana se honraba con su vellori de
lo mas f ino fin de parrafo comienzo de parrafo
tenia en su casa un ama que pasaba de los
cuarenta y una sobrina que no llegaba a los
veinte y un mozo de campo y plaza que asi
ensillaba el rocin como tomaba la podadera fin
de parrafo comienzo de parrafo frisaba la edad de
nuestro hidalgo con los cincuent a años era de
complexion recia seco de carnes enjuto de ros
37
El genoma eucariótico
aspofjune wlkfienjuiif gdnewu isodk
nefkknmllldmmnju ioojkoojk oojkoojkoojkoojko
ojkbfnr duubnfm sfduhsad wdl jdjhwijmmlasnds bnudf
oijwd mñs fuhwh wqkhh fci jwdijmxwo
jweodhhnmhhnmhhnmhhnm lhnmhhnmhhnmhhnmhhnmhhnme
hifidfuidfnwod sfjsdfofdgjdfgokiooj kcomienzo de
parrafo en un lugar de la mancha
jguifdgopefjnwdo sdfmdnjds idoisn jklookdf de
cuyo nombre no quinmoewriosfdas n mios cnjdf
heejfc ermnd v ero acordarmenmi fdsfuei reroic
sfdj wIewrnkvn husodiwer hjkksafuqndlsfuianewqojs
f merujhwqesfjqw eoqe lnksfoerert no ha mucho
tiempo que bsdurinsdfqioewpoanwei jqii pdvivía un
hidalgo de los de kasjqow cnweioeqw
jwepoqe hqqpñpoll buiinoiernbjkkd lanza en
astillehjiuqwweqpwpo qewn h ioioi ro adarga
antigua jq ñlkqwpeoiwen nfior oewrnrer rocin
flaco y galgo corredor fin de parrafo nqwiop
fdjwih dqdpaosdwg vuiqnkn f sfdokwni mwrepqe
lhnmlhnmlhnmlhnmlhnmlhnmquiwowerwff qazwsxedcrfvtg
byhnyhnujm qazwsxedcrfvtgbyhnyhnujm
qazwsxedcrfv tgbyhnyhnujm qazwsxedcrfvtgbyhnyhnujm
qazwsxedcrfvtgbyhnyhnujm en uf lutar de la
mancja de kuto nombrt no quiwro asardwrth nn ha
mucho giemlo que bivia un jidolgo dq kis de lpnxa
en astilñ ero adtrgo abtifuo rocin flaco n gelgo
kbrrador huiinterwrokjs weuijgnjsdfodifnw
dfghuwejvcpw jifgjifgjifgjifgjifgjifgjifgjif
38
5
2-OH en la pentosa
Uracilo en lugar de timina
RNA
3
39
1. Reactividad química
El RNA, al tener el grupo 2-OH, es mucho
más reactivo químicamente que el DNA. En
concreto, puede ser completamente hidrolizado
por álcali a una mezcla de 2- y 3-nucleótidos.
2. Estructura tridimensional
Las formas en doble hélice del RNA adoptan
la configuración A (en lugar de la B, propia del
DNA), así como los híbridos DNA-RNA. La pentosa
aparece en forma endo-3 (y no endo-2)
40
DNA
RNA
5
5
4
1
1
4
2
2
3
3
Anillo furanósico en endo-2
Anillo furanósico en endo-3
41
3. En el RNA son frecuentes las bases y
nucleósidos anómalos
Bases anómalas
Nucleósidos anómalos
42
4. Tamaño molecular
Aun con ser grande, es de bastante menor tamaño
que el DNA. Está presente en todas las células,
sean del tipo que sean.
5. RNA como material genético
Algunos virus tienen como material genético el
RNA. Entre éstos, los hay que a partir de su RNA
sintetizan un DNA complementario mediante una
enzima conoci- da como transcriptasa inversa. Son
los retrovirus.
43
5. RNA como enzima
Algunos RNA son capaces de catalizar reacciones
químicas del mismo modo que las enzimas son las
ribozimas
Participan en el procesado del RNA transcrito
primario y en la formación de enlace peptídico en
la síntesis de proteínas.
Ribozima hammerhead
44
7. Funciones y tipos de RNA, 1
Los distintos tipos de RNA permiten la expresión
fenotípica del DNA - Como mensaje genético que
determina la secuencia de amino- ácidos en la
síntesis de proteína RNA mensajero o mRNA -
Como molécula que activa a los aminoácidos para
poder ser incorporados en una nueva proteína
RNA de transferencia o tRNA - Como elemento
estructural básico de las partículas
encargadas de llevar a cabo la síntesis proteica,
los ribosomas RNA ribosómico o rRNA
45
7. Funciones y tipos de RNA, 2
- Participa en el procesado del transcrito
primario (HnRNA) para dar lugar al RNA mensajero
o mRNA, mediante los snRNA (RNAs nucleares
pequeños) - Opera como enzima (ribozimas) en el
procesado del HnRNA y en la formación de enlace
peptídico en las proteínas. - Es el material
genético de algunos virus.
46
3
Extremo aceptor
5
Lazo T-Y-C
Lazo DHU
Lazo variable
tRNA
Lazo anticodon
47
Unión del aminoácido al extremo 3 del tRNA
48
Estructura tridimensional del tRNA
3
5
Extremo aceptor
Lazo TYC
Lazo variable
Lazo anticodon
49
3
Lazo anticodon
5
5
A
U
mRNA
G
C
I
C
3
50
rRNA 23s