Biologia molecular parcial 1

Componentes del nucleotido

Formados por un grupo fosfato, un azúcar de 5 carbonos (desoxirribosa) y una base nitrogenada. 

Nucleósido

Estructura formada únicamente por la unión de una base nitrogenada y la pentosa.

Nucleótido (Monofosfato):

Se llama así cuando ya tiene el fosfato unido al nucleósido. Es la forma en que se incorporan a la cadena. 

Nucleótido Trifosfatado

Forma en la que se encuentran los nucleótidos cuando están libres en la célula.

Regla para la incorporación:

Para poder unirse a la cadena de ADN, el nucleótido trifosfatado necesita perder 2 fosfatos. 

Numeración de Anillos de las Bases:

Pirimidinas (Citosina, Timina, Uracilo): Formadas por un solo anillo, sus átomos se numeran del 1 al 6. 

Purinas (Adenina, Guanina): Formadas por dos anillos, sus átomos se numeran del 1 al 9.

Enlace N-Glucosídico

Une el azúcar y la base nitrogenada. Se forma entre el C1' de la pentosa y el N1 de las pirimidinas o el N9 de las purinas. 

Enlace Éster

Une el primer grupo fosfato al hidroxilo (OH) del carbono 5 (C5') de la pentosa. 

Enlace Fosfoanhídrido

Enlace de alta energía entre los fosfatos (conecta el primer, segundo y tercer fosfato).

Enlace Fosfodiéster

Enlace covalente que une nucleótidos consecutivos para formar las cadenas. Ocurre entre el fosfato en C5' de un nucleótido y el hidroxilo en C3' del siguiente.

Puentes de Hidrógeno

Unen las bases nitrogenadas para acoplar las dos hebras. 

Analogía de la Escalera (Dibujo):

Paredes de la escalera: Formadas por el esqueleto de Fosfato y Azúcar. 

Eslabones (Peldaños): Formados por las bases nitrogenadas complementarias. 

Características principales del ADN

1. Bases Complementarias. 

2. Cadenas Antiparalelas. 

3. Forma de Hélice. 

4. Distancia constante entre hélices.

Complementariedad y Enlaces

Adenina con Timina (A=T): Unidas siempre por 2 puentes de hidrógeno. 

Citosina con Guanina (C= G): Unidas siempre por 3 puentes de hidrógeno. 

Requisito de Unión: Que las bases se unan por puentes de hidrógeno y que consideren la formación de anillos cíclicos.

Tipos de cadenas

Cadena Original: Corre en dirección 5 a 3' (el fosfato está en el extremo 5'). 

Cadena Complementaria: Corre en dirección 3 a 5' (el siguiente nucleótido se conecta al C3'). 

El FOSFATO es el encargado de dar la dirección a la cadena

Mutación

Ocurre cuando hay un cambio en la secuencia de bases que altera una proteína

Dimensiones y Medidas de la Hélice

Ancho de la hélice: 2 nm de ancho. 

Distancia entre eslabones: 0.34 nm entre cada par de bases. 

Vuelta completa: Posee 10 eslabones (pares de bases) por vuelta. 

Longitud por vuelta: 0.34 × 10 =3.40 nm o 34

Estructura Primaria

Secuencia lineal de nucleótidos

Estructura Secundaria

Estructura de doble cadena (dsADN) en hélice, con azúcares/fosfatos al exterior y bases nitrogenadas hidrófobas hacia el interior

Forma B (ADN-B)

Conformación in vivo (fisiológica, dentro del cuerpo) con giro a la derecha (dextrógiro)

Forma A (ADN-A)

Conformación in vitro (fuera del cuerpo) por deshidratación de la forma B; giro a la derecha (dextrógiro).

Forma Z (ADN-Z)

Secuencias alternadas de purinas y pirimidinas con giro hacia la izquierda (levógiro); presente en insectos. 

ADN Circular

Presente en procariotas y en mitocondrias (estas últimas lo poseen debido a la teoría endosimbiótica). Es una molécula sin extremos libres ni interrupción en los enlaces fosfodiéster. 

Superenrollamiento

Estado donde el ADN circular, ya enrollado, gira sobre sí mismo. Puede encontrarse relajado o superenrollado. 

Topoisomerasas

Enzimas que regulan el superenrollamiento alterando (aumentando o disminuyendo) el número de vueltas de la hélice. 

Nucleasas

Enzimas que rompen/cortan los enlaces fosfodiéster de las cadenas: 

DNAsas: Cortan el ADN. 

RNAsas: Cortan el ARN.

Histonas:

Proteínas con carga positiva (+) debido a su alto contenido de aminoácidos básicos como la arginina (Arg) y la lisina (Lys)

Exclusividad: Las histonas se encuentran únicamente en organismos eucariotas y son sintetizadas durante la fase S de la interfase. 

Responsables del empaquetamiento y el plegamiento del ADN

Carga del ADN

Molécula de carácter ácido con carga negativa (-), lo cual permite una fuerte unión e interacción electrostática con las histonas.

Estructura Octamérica:

Conformado por un núcleo de histonas nucleosómicas (2 moléculas de cada una: H2A, H2B, H3 y H4).

Complejo Nucleosoma

Las histonas nucleosomicas forman octameros en donde se enrolla la cadena de ADN y es sujetada por una molécula de h1

ADN Linker (Espaciador)

Segmento de ADN

Expresión

En esta etapa descompactada (en forma de "collar de perlas"), el ADN mantiene la capacidad de formar proteínas

Solenoide

Organización: Estructura donde se compactan grupos de 6 nucleosomas agrupados y unidos por la histona H1. 

Diámetro / Fibra: Forma una fibra gruesa de aproximadamente 30 nm. 

Asas Cromáticas (Bucles) y Dominios

Bucles: Ocurren cuando los solenoides se pliegan y condensan en amplias asas superenrolladas. 

Dominios: Conjuntos de bucles adyacentes que se organizan para reducir significativamente el espacio que ocupan

Cromosoma (Nivel Máximo de Condensación)

Incapacidad Transcripcional: Al estar totalmente compactado en forma de cromosoma, no se pueden sintetizar proteínas ni realizar transcripción directamente.

Eucromatina vs. Heterocromatina:

Eucromatina: Cromatina descompactada y activa transcripcionalmente. 

Heterocromatina: Cromatina compacta e inactiva transcripcionalmente.

Modificaciones Epigenéticas

Mecanismo: Adición o retiro de grupos acetilo, metilo o fosfato en el extremo amino-terminal de las histonas o directamente en el ADN (como en secuencias CpG). 

Efecto: Afecta la accesibilidad de la información genética y la expresión de genes. 

Característica: Son cambios dinámicos y reversibles.

Desnaturalización:

pérdida de la estructura helicoidal (secundaria) por la ruptura de los puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas. Los enlaces fosfodiéster de la cadena primaria permanecen intactos

Agentes Causantes: Se puede producir por elevadas temperaturas (90 A 95 Celsius ), cambios bruscos de pH, agentes químicos o enzimas

técnica de PCR

(Reacción en Cadena de la Polimerasa) utiliza este principio de desnaturalización por calor para separar las hebras del ADN

Renaturalización:

proceso mediante el cual las dos hebras se vuelven a unir si el agente desnaturalizador se retira de manera gradual.

Cromatina

Conjuntos de selenoides

Histona Selenoica (o de enlace):

H1: Se encuentra en una proporción menor (aprox. 30 millones de moléculas). Su función principal es unirse por fuera del nucleosoma para estabilizar la fibra y permitir el empaquetamiento de los nucleosomas en grupos de 6 para formar el solenoide

Replicacion

Se llama replicacion a la formación de una cadena nueva a partir de la existente

La replicacion por tanto es semiconservativa

Fase del Ciclo Celular

Ocurre durante la Fase S de la interfase. 

Ocurre durante la Fase S de la interfase. 

Cada doble hélice resultante conserva una hebra antigua (original o molde) y una hebra nueva sintetizada.

Burbuja de replicación

Espacio entre las cadenas

Horquilla de replicación

Los extremos de los espacios de la burbuja

Proteína y enzimas del complejo replicativo

Cadena Adelantada (Líder):

Molde con dirección 5 a 3

Solo requiere un cebador y la ADN polimerasa para complementarse de una sola vez. 

Cadena Rezagada (Retrasada):

Molde con dirección 3 a 5

Se sintetiza en "bloques" llamados Fragmentos de Okazaki (descubiertos por Tsuneko Okazaki). 

Requiere de ARN Primasa (múltiples cebadores), ADN Polimerasa y ADN Ligasa para sellar los fragmentos. 

ARN

Estructura: Formado por una sola cadena de ribonucleótidos. 

Composición del ribonucleótido: Un grupo fosfato, un azúcar de 5 carbonos (ribosa) y una base nitrogenada. 

Dimensiones: Mide aproximadamente 1\text{ nm}. 

Ubicación: Se encuentra tanto en el núcleo como en el citoplasma. 

Bases nitrogenadas: No contiene Timina (T); en su lugar tiene Uracilo (U). 

DIFERENCIAS PRINCIPALES ENTRE ADN Y ARN

ARN MENSAJERO

Se forma directamente de la cadena complementaria de ADN

Elementos clave: Actúa como molde y transporta la información genéticamente codificada en codones (grupos de 3 nucleótidos o tripletes)

Requerimientos: Requiere la enzima ARN polimerasa y una región promotor

El proceso de formación se llama transcripción

ARN traductor o de transferencia (\text{ARNt})

Función: Transporta los aminoácidos hacia el ribosoma durante la síntesis de proteínas. 

Estructura física: Posee una estructura característica con 3 lazos o "loops" (cuando las bases no son complementarias). 

-esta en el citoplasma

2. Lazo del Anticodón: Contiene un triplete de bases llamado anticodón, el cual es complementario al codón del {ARNm}. 

ARN ribosomal

-Recibe la información genética

-traduce las proteínas

-se ubica en el ribosoma, organela donde se sintetizan las proteínas

. ARN heteronuclear

Es el precursor del ARN

Traducción

EL CÓDIGO GENÉTICO o DEGENERADO

Serie de tripletes que brindan información de un aminoácido

Las causales la combinación de 64 Ribonucleico que son los 20 aminoácidos , recibe el nombre de degenerado

Condones especiales

Codón de Inicio: ⁠AUG⁠ (Codifica para Metionina). 

Codones de Parada / Stop: ⁠UAA⁠, ⁠UAG⁠ y ⁠UGA⁠ (indican la finalización de la traducción y no codifican ningún aminoácido).