Diapositiva 1

1
Bioquímica de los Acidos Nucleicos
CA García Sepúlveda MD PhD
Laboratorio de Genómica Viral y HumanaFacultad
de Medicina, Universidad Autónoma de San Luis
Potosí
2
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Dogma Central de la BioMol
Propuesto inicialmente por Francis Crick en 1958
y replanteado en 1970. Como en el dogma de fe,
corresponde a un conjunto de normas o creencias
indispensables para comprender el concepto de
flujo de la información genética a través de
biopolímeros y en organismos vivos (de acuerdo a
nuestros conocimientos actuales)... 3x3 Propone
3 clases de biopolímeros DNA, RNA y
polipéptidos. Propone 3 modalidades de
transferencia de información entre estos
biopolímeros modalidad general, especial y
modalidad improbable desconocida. Cada modalidad
posee 3 direcciones de transferencia
3
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Dogma Central de la BioMol
Las tres direcciones generales son de DNA a
DNA (Replicación). de DNA a RNA
(Transcripción). de RNA a AA (Traducción).
Ocurren de manera normal en la mayoría de las
células. Las tres direcciones especiales
son de RNA a RNA (Replicación de RNA). de
RNA a DNA (Retro-transcripción). de DNA a AA
(Solo in vitro). Ocurren de manera
extraordinaria, pero ocurren. Las tres
direcciones desconocidas son de AA a DNA
(Evolución inteligente). de AA a RNA (Otra forma
de evolución inteligente). de AA a AA (NOTA
priones). Actualmente se piensa que no
ocurren nunca.
4
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA es una molécula bicatenaria (duplex),
antiparalela y complementaria.
5
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA es una molécula BICATENARIA (duplex),
antiparalela y complementaria.
Cadena 1
Cadena 2
6
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA es una molécula bicatenaria (duplex),
ANTIPARALELA y complementaria.
5'
3'
Cada cadena de DNA posee un extremo 5' y otro 3'
(según la orientacion de la desoxirribosa).
3'
5'
7
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA es una molécula bicatenaria (duplex),
antiparalela y COMPLEMENTARIA.
A
T
T
Cuando no se encuentran formando parte de un
duplex las cadenas aisladas de DNA se
denominan ssDNA.
A
G
C
C
G
A
T
T
A
G
C
C
G
A
T
A
T
C
G
C
G
8
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

3.4 nm (34 Å)
Hendidura mayor y menor (ambientes topológicos
distintivos que permiten interacciones proteicas
diferentes). Mayor Bases expuestas
(TF) Minor Bases menos expuestas.
0.34 nm (3.4 Å)
2 nm (20 Å)
9
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

Hendidura mayor y menor (ambientes topológicos
distintivos que permiten interacciones proteicas
diferentes). Mayor Bases expuestas
(TF) Minor Bases menos expuestas.
3.4 nm (34 Å)
0.34 nm (3.4 Å)
2 nm (20 Å)
10
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA (al igual que el RNA) es un polímero
biológico.
11
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA (al igual que el RNA) es un polímero
biológico.
12
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA (al igual que el RNA) es un polímero
biológico.
13
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA (al igual que el RNA) es un polímero
biológico.
14
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA (al igual que el RNA) es un polímero
biológico.
15
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA (al igual que el RNA) es un polímero
biológico.
16
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA (al igual que el RNA) es un polímero
biológico.
17
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA (al igual que el RNA) es un polímero
biológico.
18
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA (al igual que el RNA) es un polímero
biológico.
19
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Principios Bioquímicos

• Qué es el DNA?

El DNA (al igual que el RNA) es un polímero
biológico.
20
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Nucleótidos

• Constituyen la unidad estructural del DNA y RNA
  
• Participan en el metabolismo formando parte de
  varios cofactores (CoA, flavina,
  nicotinamida).
• Participan en la señalización intracelular
• Formados por tres subunidades químicas

Una base nitrogenada
21
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Nucleótidos

• Constituyen la unidad estructural del DNA y RNA
  
• Participan en el metabolismo formando parte de
  varios cofactores (CoA, flavina,
  nicotinamida).
• Participan en la señalización intracelular
• Formados por tres subunidades químicas

Una azúcar de cinco carbonos (Pentosa)
22
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Nucleótidos

• Constituyen la unidad estructural del DNA y RNA
  
• Participan en el metabolismo formando parte de
  varios cofactores (CoA, flavina,
  nicotinamida).
• Participan en la señalización intracelular
• Formados por tres subunidades químicas

Un grupo fosfato
23
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Bases nitrogenadas
Purinas Pirimidinas
Enlace glucosídico
24
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Bases nitrogenadas
Numeración de átomos de las purinas
6
7
5
1
8
2
4
3
9
Anillo bencénico tiene tres C en fila Uno de
ellos tendrá cadena lateral (rama NH2 u O2)
6 El nitrógeno que se encuentre a lado de C6
1 Unidos a pentosa por N9
25
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Bases nitrogenadas
Numeración de átomos de las purinas
La Guanina a diferencia de la Adenina se
encuentra OXIDADA
26
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Bases nitrogenadas
Numeración de átomos de las pirimidinas
Unidos a pentosa por N1 El carbono aledaño a N1
que esté unido a O2 será 2
4
5
3
6
2
1
27
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Bases nitrogenadas
Numeración de átomos de las pirimidinas
La Timina y el Uracilo se distinguen de la
Citosina por estar doblemente oxidados.
28
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Bases nitrogenadas
Numeración de átomos de las pirimidinas
La Timina se encuentra Metilada mientras que el
urcailo no.
29
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Pentosas
Las bases nitrogenadas se unen al C1 de la
pentosa a través de N9 (purinas) o N1
(pirimidinas).
30
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Pentosas
La numeración de los átomos de la pentosa toma en
cuenta que el carbono 5 siempre se encuentra
fuera de la estructura cíclica.
31
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Pentosas
32
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Pentosas
C2' puede estar oxidado o reducido
(desoxidado). El tipo de pentosa distingue al
DNA (Acido Desoxyrribonucleico) del RNA (Acido
Ribonucleico)
33
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Fosfato

• Fosfato...
• Se une al carbono 5' de la pentosa
• También es responsable de una dicotomía en la
  nomenclatura.

Un grupo fosfato
34
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Fosfato

• Fosfato...
• Se une al carbono 5' de la pentosa
• También es responsable de una dicotomía en la
  nomenclatura.

Nucleósido
Nucleótido
35
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Nomenclatura correcta
Base nitrogenada Nucleósidos Nucleótidos Ad
enina (A) Adenosina (A) Adenosimonofosfato
(AMP) Guanina (G) Guanosina (G) Adenosindifosfa
to (ADP) Citosina (C) Citidina
(C) Adenosintrifosfato (ATP) Timina
(T) Timidina (T)
36
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Fosfatos

• Fosfatos y enlaces fosfodiester Polimerización
  de ácidos nucléicos

El fosfato del extremo 5' de un nucleótido forma
enlaces fosfodiester con el carbón 3' de un
nucleótido aledaño a través de un proceso de
condensación
37
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Fosfatos

• Fosfatos y enlaces fosfodiester Polimerización
  de ácidos nucléicos

El fosfato del extremo 5' de un nucleótido forma
enlaces fosfodiester con el carbón 3' de un
nucleótido aledaño a través de un proceso de
condensación
38
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Fosfatos

• Fosfatos y enlaces fosfodiester Polimerización
  de ácidos nucléicos

El fosfato del extremo 5' de un nucleótido forma
enlaces fosfodiester con el carbón 3' de un
nucleótido aledaño a través de un proceso de
condensación Esto explica la orientación o
polaridad 5' y 3 de los ácidos nucleicos.
39
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Fosfatos

• Fosfatos y enlaces fosfodiester Polimerización
  de ácidos nucléicos

Cada enlace fosfodiester conlleva una carga
electroestática de -1 por lo cual la carga neta
del polímero de nucleótidos (DNA) es negativa.
40
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Fosfatos

• Fosfatos y carga negativa del DNA responsable de
  migración electroforética.

(-)
(-)
(-)
(-)
(-)
(-)
(-)
(-)
41
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Fosfatos

• Fosfatos y enlaces fosfodiester Polimerización
  de ácidos nucléicos

Debido a que las pentosas y los fosfatos
realmente solo cumplen con funciones
estructurales (no son el sustrato informativo de
una secuencia de DNA), se les considera como el
armazon del DNA (Backbone).
42
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Fosfatos

• Fosfatos y enlaces fosfodiester Polimerización
  de ácidos nucléicos

Al igual que todos los polímeros, los ácidos
nucleicos se encuentran polarizados. Un
andamiaje hidrofílico por fuera y un coro
hidrofóbico por dentro. Inevitablemente esta
distribución topológica de características
provoca interacciones interesantes....APAREAMIENTO
DE BASES.
43
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Puentes de hidrógeno, Complementariedad,
  Desnaturalización e Hibridización.

Los nucleótidos polimerizados del ssDNA tendrán
expuestos átomos de H y O... Termodinamicamente
muy inestable. Estos átomos dan lugar a puentes
de hidrógenos (NO COVALENTES) entre algunas
bases. Solamente algunas bases son
compatibles COMPLEMENTARIEDAD.
44
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Puentes de hidrógeno, Complementariedad,
  Desnaturalización e Hibridización.

Al combinar los hallazgos de Chargaff que nos
decían que A T y que GC con las mediciones
cristalográficas de Franklin y Wilkins y el
modelo de Watson y Crick sabiamos que solo
algunas combinaciones de bases eran posibles.
45
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Puentes de hidrógeno, Complementariedad,
  Desnaturalización e Hibridización.

...y así es como sabemos que la A se aparea con
la T y que la G con la C... Que entre la A y la
T se dan dos puentes de hidrógeno. Que entre la
G y la C se dan tres puentes de
hidrógeno. Apareamiento clásico de bases
Watson-Crick. Por ello la G y la C se consideran
interacciones S (strong), mientras que la A y la
T se consideran interacciones W (weak).
46
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Puentes de hidrógeno, Complementariedad,
  Desnaturalización e Hibridización.

Los puentes de hidrógeno individuales son muy
debiles pero su poder acumulado hacen del DNA la
molécula ideal para almacenar información y
perpetuarla.
47
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Enlaces no-covalentes Puentes de hidrógeno

• Breviario cultural

Four Main Types of Noncovalent Interactions in
Cells Hydrogen Bond (H-Bonds) Specialized
polar interaction where the positive hydrogen (H)
atom is partially shared by two negative atoms.
Hydrogen (H) is a proton that is partially
dissociated from the donor atom so it can be
shared with a second acceptor atom
H bonds Properties and Characteristics
individual H-bonds are very weak 1/20th the
strength of covalent bond multiple H-bonds
together are strong highly directional
strongest when atoms are arranged in a
straight-line. Water weakens H-bonds by forming
competing H-bonds.
48
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Enlaces no-covalentes Iónicos

• Breviario cultural

Four Main Types of Noncovalent Interactions in
Cells Ionic bonds Electrostatic interactions
between atoms of opposite charge () and (- )
Ionic bonds are formed by atoms that can fill
outer shell by transferring electrons from
another atom, instead of sharing electrons.
Water molecules cluster to orient around fully
charged ions and polar groups that contain
permanent dipoles, this reduces the attraction
between oppositely charged ions or polar groups
Water significantly decreases ionic interactions.
49
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Enlaces no-covalentes Atracciones VdW

• Breviario cultural

Four Main Types of Noncovalent Interactions in
Cells (3) Van der Waals attractions
Fluctuation of the electron cloud around any
nonpolar atom forms a transient dipole that
induces an opposite transient dipole in a nearby
atom, causing a very weak attraction between the
atoms.
Two macromolecules with complementary molecular
surfaces can bind together very tightly as a
result of multiple, weak noncovalent
interactions, which together have a very large
effect(s). (Van der Waals forces are not weakened
by water). Fig 2-16 Macromolecules bind
together very tightly if they have matching
complementary surfaces that interact through
multiple noncovalent bonds. This is critical for
biological interactions between proteins! In
the figure, the plus () and minus (-) signs mark
chemical groups that can attract each other if
opposite charges are aligned in pairs () (- ) in
close proximity.
50
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Enlaces no-covalentes Attracción Hidrófoba

• Breviario cultural

Four Main Types of Noncovalent Interactions in
Cells (4) Hydrophobic forces Water lattice
Water molecules join together transiently via
H-bonds even at 37C (98F) 15 of water
molecules are joined to four other water
molecules in an H-bonded water network (lattice).
This causes water molecules to have a cohesive
property resulting in high surface tension, etc.
Water forces hydrophobic groups together
because clustering the hydrophobic groups reduces
the disruptive effects on H-bonded water network
(lattice). Repulsion from water results in
attraction between hydrophobic groups called
hydrophobic bonds.
51
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Enlaces covalentes Fosfodiester
Enlace covalente se forma cuando dos átomos se
aproximan lo suficiente como para compartir
electrones. Single bond one electron from each
of the two atoms is shared Double bond four
electrons are shared
Hydrogen bonds are NOT COVALENT Why is this
biologically important?
Fig 2-9 Covalent double bonds restrict rotation
around bonds between atoms.
Fig 2-8 Covalent bonds have a defined spatial
arrangement of atoms.
52
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Enlaces covalentes Polares

• Breviario cultural

Polar bond A covalent bond, where one of the
atoms has a higher attraction for the electrons
in the bond than the other atom. The bond is
polar one end slightly negatively charged and
the other end slightly positively charged.
Example Water Overall charge on water molecule
is neutral (electrons protons) but the
electrons are asymmetrically distributed, so the
water molecule is polar. Oxygen pulls electrons
away from the hydrogen nuclei leaving a small net
positive charge. Excess of electrons on the
oxygen atom creates a small net negative charge
at opposite side.
small net (-) negative charge
Small net () positive charge
Fig 2-12 Water molecules (A) line drawing, (B)
ball and stick model, (C) spacefill shows
geometry of molecule and the van der Waals radii
Fig 2-10 Water is polar Oxygen is nonpolar
53
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Geometria de las bases Watson-Crick apareadas

Buckle
54
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Geometria de las bases Watson-Crick apareadas

55
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Geometria de las bases Watson-Crick apareadas

56
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Geometria de las bases Watson-Crick apareadas

57
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Geometria de las bases Watson-Crick apareadas

58
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Geometria de las bases Watson-Crick apareadas

59
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Geometria de las bases Watson-Crick apareadas

60
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Geometria de las bases Watson-Crick apareadas

61
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Geometria de las bases Watson-Crick apareadas

62
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento de bases

• Geometria de las bases Watson-Crick apareadas

63
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones
La conformación del enlace entre las bases
nitrogenadas y la pentosa es responsable de estas
diferencias (enlace glucosídico). Dos
conformaciones de la pentosa (C2' endo o C3'
endo) dictan angulos del enlace glucosídico
diferentes (anti y syn, respectivamente) y con
ello el acercamiento (0.5 nm) o distanciamiento
(0.7 nm) del armazón (grupos fosfato unidos a la
pentosa).
64
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones
La conformación del enlace entre las bases
nitrogenadas y la pentosa es responsable de estas
diferencias (enlace glucosídico). Dos
conformaciones de la pentosa (C2' endo o C3'
endo) dictan angulos del enlace glucosídico
diferentes (anti y syn) y con ello el
acercamiento (0.5 nm) o distanciamiento (0.7 nm)
del armazón (grupos fosfato unidos a la pentosa).
65
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones

• A DNA, B DNA Z DNA

La estructura tridimensional del DNA fue
propuesta por Watson Crick en base a los
hallazgos cristalográficos de Franklin y Wilkins
en 1953. La conformación clásica del DNA
propuesta por Watson Crick consiste en dos
cadenas polinucleotídicas antiparalelas y
complementarias en forma de helice alfa (sentido
antihorario de 5' a 3').
66
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones

• A DNA, B DNA Z DNA

No obstante, cambios conformacionales de la
pentosa modifican el marco estructural del DNA y
con ello la orientación de las bases
nitrogenadas. Tres conformaciones para el DNA
A, B y Z Conformación B es la típica de Watson
Crick y la más común in vivo. Conformación A
ocurre cuando el DNA está deshidratado. La
Conformación Z ocurre como consecuencia de
ciertas secuencias de bases, ricas en AT y
secuencias repetitivas de telomeros y
centromeros.
67
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones
68
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones
69
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones
70
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones
71
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones
72
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones
73
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones
74
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Conformaciones
75
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA DNA-A

• Conformación de pentosa en C3-endo lleva a syn y
  a que los dos grupos fosfato se aproximen (a 0.59
  nm).
• Las bases nitrogenadas se encuentran bajo torsión
  y a 0.5 nm del eje de la hélice.
• Los escalones separados por 0.256 nm en vez de
  0.34 nm.
• Hélice es más ancha y posee 11 bases por cada
  vuelta de 360.
• Hendidura mayor (M) es profunda pero angosta.
• Hendidura menor (m) es ancha y superficial.
• Conformación usual para cadenas de RNA e hibridos
  DNA-RNA.
• Conformación usual en fragmentos de DNA cortos.

Coro axial
76
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA DNA-B

• Estructura cristalográfica de Franklin Wilkins.
• Conformación de pentosa en C2'-endo lleva a que
  las bases nitrogenadas se encuentren más
  relajadas y pucker en anti.
• Grupos fosfato lejos uno del otro (0.7 nm).
• 10.4 o 10.5 bases por giro de 360.
• Rotación hacia la derecha en sentido 5 - 3'.
• Escalones de bases separados por 0.34 nm.
• Hendiduras M y m más accesibles a proteinas.
• Bases no torsionadas y perpendiculares al eje
  molecular.
• Permite libertad de flexión de 15 (muy util si
  uno quiere compactar el DNA).
• Conformación fisiologica de DNA

m
M
77
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA DNA-Z

• Helice con giro a la izquierda en sentido 5' -
  3'.
• Presente in vivo cuando existe la secuencia
  apropiada y una tensión superhelicoidal
  correspondiente.
• Hélice más delgada y elongada que A o B (12 bases
  por giro 360).
• M imperceptible.
• M angosta.
• Conformación favorecida ante altas
  concentraciones de sales, con algunas
  substituciones de bases y cuando la secuencia
  posee alternaciones purina- pirimidina.
• Bases casi perpendiculares al eje molecular.
• Distancias entre grupos fosfato variables.
• Eje central de molécula inaccesible.

78
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento no-clasico de bases

• Apareamiento alternativo

A.T Watson-Crick A.A N1-amino symmetric G.C
Watson-Crick A.C Reverse Wobble A.U
Watson-Crick A.A N7-amino symmetric G.U
Wobble G.G N1-carbonyl symmetric A.U Reverse
Hoogsteen G.G N3-amino symmetric A.C Reverse
Hoogsteen G.G N1-carbonyl,N7-amino Sheared G.A
G.A N7-N1 amino-carbonyl G.A imino A.G
N3-amino,amino-N1 A.A.N7-amino C.C N3-amino
symmetric G.G.N7-imino U.U 4-carbonyl-imino
symmetric U.U imino-carbonyl U.U
2-carbonyl-imino symmetric U.C 4-carbonyl-amino
U.C 2-carbonyl-amino A.U Reverse
Watson-Crick G.C Reverse Watson-Crick G.U
Reverse Wobble G.C N3-amino,amino-N3 A.U
Hoogsteen
79
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento no-clasico de bases

• Apareamiento alternativo

A.T Watson-Crick A.A N1-amino symmetric G.C
Watson-Crick A.C Reverse Wobble A.U
Watson-Crick A.A N7-amino symmetric G.U
Wobble G.G N1-carbonyl symmetric A.U Reverse
Hoogsteen G.G N3-amino symmetric A.C Reverse
Hoogsteen G.G N1-carbonyl,N7-amino Sheared G.A
G.A N7-N1 amino-carbonyl G.A imino A.G
N3-amino,amino-N1 A.A.N7-amino C.C N3-amino
symmetric G.G.N7-imino U.U 4-carbonyl-imino
symmetric U.U imino-carbonyl U.U
2-carbonyl-imino symmetric U.C 4-carbonyl-amino
U.C 2-carbonyl-amino A.U Reverse
Watson-Crick G.C Reverse Watson-Crick G.U
Reverse Wobble G.C N3-amino,amino-N3 A.U
Hoogsteen
80
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Apareamiento no-clasico de bases
AU 1 y 6 en WC versus 6 y 7 en Hg
6

• Apareamiento alternativo

1
A.T Watson-Crick A.A N1-amino symmetric G.C
Watson-Crick A.C Reverse Wobble A.U
Watson-Crick A.A N7-amino symmetric G.U
Wobble G.G N1-carbonyl symmetric A.U Reverse
Hoogsteen G.G N3-amino symmetric A.C Reverse
HoogsteenG.G N1-carbonyl,N7-amino Sheared G.A
G.A N7-N1 amino-carbonyl G.A imino A.G
N3-amino,amino-N1 A.A.N7-amino C.C N3-amino
symmetric G.G.N7-imino U.U 4-carbonyl-imino
symmetric U.U imino-carbonyl U.U
2-carbonyl-imino symmetric U.C 4-carbonyl-amino
U.C 2-carbonyl-amino A.U Reverse
Watson-Crick G.C Reverse Watson-Crick G.U
Reverse Wobble G.C N3-amino,amino-N3 A.U
Hoogsteen
6
7
81
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Tetradas y Quadraplex

• Otras conformaciones del DNA (Tetra/Quadruplex)
• DNA del 5to Elemento.

82
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Tetradas y Quadraplex
A.- Tetradas de Guanina en arreglo planar unidos
por puentes de hidrógeno tipo Hoogsten. B.-
Quadraplex de Guanina (cuadraplex-G) en arreglo
paralelo de 4 cadenas distintas de DNA. C.-
Quadraplex-G intermolecular formado entre 2
cadenas de DNA ricas en repeticiones de Guanina
formando una asa (hairpin). D.- Quadraplex-G
intramolecular entre regiones ricas en Guanina de
la misma molécula formando dos asas antiparalelas.
83
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Implicaciones prácticas
La conformación del DNA afecta a las propiedades
fisico-químicas de la molécula y por ende el tipo
de interacciones que pueden ocurrir. Ejemplo
Proteína (tonos de azul) unida al promotor de
Interferón Beta (rojo) con especificidad por la
hendidura menor (TIP Esto solo ocurre con el
DNA-B nunca en el DNA-A ni a DNA-Z). Inferencia...
.la modulación de la conformación del DNA
definitivamente tiene repercusiones funcionales.
84
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Implicaciones prácticas
Otro ejemplo... Unión dependiente de conformación
de una proteína CRO 434 (Helix Turn Helix Motif
en verde) a una secuencia de DNA (operador OR1
del bacteriófago 434 en rojo). Reconocimiento
específico de hendidura mayor.
85
Sesión 2 Principios Generales y Bioquímica del
DNA Resúmen

• Resúmen