boletines 4

7/29/2019 boletines 4

1/8

Volumen 1, n 1


2/8


3/8

El cido ribonucleico (ARN o RNA) es un cido nucleico forma-do por una cadena de ribonucletidos. Est presente tanto enlas clulas procariotas como en las eucariotas, y es el nicomaterial gentico de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es

lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos viruses de doble hebra.En los organismos celulares desempea diversas funciones. Esla molcula que dirige las etapas intermedias de la sntesisproteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN paratransferir esta informacin vital durante la sntesis de protenas(produccin de las protenas que necesita la clula para susactividades y su desarrollo).

El ARN mensajero (ARNm) es el tipo de ARN que lleva la informacin del ADN a los ribosomas, ellugar de la sntesis de protenas. La secuencia de nucletidos del ARNm determina la secuencia deaminocidos de la protena. Por ello, el ARNm es denominado ARN codificante.No obstante, muchos ARN no codifican protenas, y reciben el nombre de ARN no codificantes; seoriginan a partir de genes propios (genes ARN), o son los intrones rechazados durante el proceso desplicing. Son ARN no codificantes el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosmico (ARNr), queson elementos fundamentales en el proceso de traduccin, y diversos tipos de ARN reguladores.

Descubrimiento e historia

TIPOS DE ARN

Los cidos nucleicos fueron descubiertos en 1868 porFriedrich Miescher, que los llam nuclena ya que los ais-

l del ncleo celular. Ms tarde, se comprob que lasclulas procariotas, que carecen de ncleo, tambin con-tenan cidos nucleicos. El papel del ARN en la sntesisde protenas fue sospechado en 1939. Severo Ochoagan el Premio Nobel de Medicina en 1959 tras descu-brir cmo se sintetizaba el ARN. En 1965 Robert W. Ho-lley hall la secuencia de 77 nucletidos de un ARN detransferencia de una levadura, con lo que obtuvo el Pre-mio Nobel de Medicina en 1968.

Volumen 1, n 1

cido ribonucleico

QU ES EL ADN?........................................ 4

HISTORIA DEL ADN................................... 5

FORMADO POR CUATRO BASES ........... 6

NITROGENADAS

ADENINA ....................................................... 7

ESTRUCTURA PRIMARIA ........................ 8

ESTRUCTURA CUATERNARIA ............... 9

SENTIDO Y ANTI SENTIDO .................... 10

EL ADN CODIFICANTE ............................. 11

TOPOISOMERASAS Y HELICASAS ........ 12

NANOTECNOLOGA DE ADN ................. 13

CIDO RIBONUCLEICO ............................ 14

ndice


4/8

Es un cido nucleico que contieneinstrucciones genticas usadas enel desarrollo y funcionamiento de

todos los organismos vivos conoci-dos y algunos virus, y es responsa-ble de su transmisin hereditaria.

Un polmero es un compuesto formado pormuchas unidades simples conectadas entre

s, como si fuera un largo tren formado porvagones.

Pgina 4

CUAL ES EL PAPEL PRINCIPAL DEL ADN

QUE ES UN POLMERO ?

Es el almacenamiento a largo plazo de informacin. Muchas veces, elADN es comparado con un plano o una receta, o un cdigo, ya quecontiene las instrucciones necesarias para construir otros componen-tes de las clulas, como las protenas y las molculas de ARN. Lossegmentos de ADN que llevan esta informacin gentica son llama-dos genes, pero las otras secuencias de ADN tienen propsitos es-tructurales o toman parte en la regulacin del uso de esta informa-cin gentica. Desde el punto de vista qumico, el ADN es un polmerode nucletidos, es decir, un poli nucletido.

Volumen 1, n 1

QUE ES EL ADN ?La nanotecnologa de ADN utiliza las propiedades nicas de reco-nocimiento molecular del ADN y otros cidos nucleicos para crearcomplejos ramificados auto-ensamblados con propiedades tiles.En este caso, el ADN se utiliza como un material estructural, msque como un portador de informacin biolgica. Esto ha conduci-

do a la creacin de lminas peridicas de dos dimensiones(ambas basadas en azulejos, as como usando el mtodo de ADNorigami ), adems de estructuras en tres dimensiones con formade poliedros.

Los chips de ADN son colecciones de oligonucletidos de ADN com-plementario dispuestos en hileras fijadas sobre un soporte, frecuen-temente de cristal. Se utilizan para el estudio de mutaciones de ge-nes conocidos o para monitorizar la expresin gnica de una prepa-racin de ARN.

Historia, antropologa y paleontologa

NANOTECNOLOGA DE ADN

CHIPS DE ADN

A lo largo del tiempo, el ADN almacena mutaciones que se heredan y, por tanto, contiene infor-macin histrica, de manera que comparando secuencias de ADN, los genetistas pueden inferirla historia evolutiva de los organismos, su filogenia. La investigacin filogentica es una herra-mienta fundamental en biologa evolutiva. Si se comparan las secuencias de ADN dentro deuna especie, los genetistas de poblaciones pueden conocer la historia de poblaciones particula-res. Esto se puede utilizar en una amplia variedad de estudios, desde ecologa hasta antropolo-ga, como ilustra el anlisis de ADN llevado a cabo para identificar las Diez Tribus Perdidas deIsrael. Por otro lado, el ADN tambin se utiliza para estudiar relaciones familiares recientes.


5/8

Las topoisomerasas son enzimas que poseen a la vez activi-dad nucleasa y ligasa. Estas protenas varan la cantidad deADN superenrollado. Algunas de estas enzimas funcionan cor-tando la hlice de ADN y permitiendo que una seccin rote, demanera que reducen el grado de superenrollamiento. Una vezhecho esto, la enzima vuelve a unir los fragmentos de ADN.59Otros tipos de enzimas son capaces de cortar una hlice deADN y luego pasar la segunda hebra de ADN a travs de larotura, antes de reunir las hlices.100 Las topoisomerasasson necesarias para muchos procesos en los que interviene elADN, como la replicacin del ADN y la transcripcin.

El ADN contiene la informacin gentica que permite a la mayora de los organismos vivientes funcio-nar, crecer y reproducirse. Sin embargo, no est claro durante cunto tiempo ha ejercido esta funcinen los ~3000 millones de aos de la historia de la vida, ya que se ha propuesto que las formas devida ms tempranas podran haber utilizado ARN como material gentico.

Recombinacin gentica

EVOLUCIN DEL METABOLISMO DE ADN

Una hlice de ADN normalmente no interacciona con otrossegmentos de ADN, y en las clulas humanas los diferentescromosomas incluso ocupan reas separadas en el ncleo

celular denominadas territorios cromosmicos. La separa-cin fsica de los diferentes cromosomas es importante paraque el ADN mantenga su capacidad de funcionar como unalmacn estable de informacin. Uno de los pocos momentosen los que los cromosomas interaccionan es durante el sobre-cruzamiento cromosmico (chromosomal crossover), duranteel cual se recombinan.

Volumen 1, n 1

TOPOISOMERASAS Y HELICASASEl ADN lo aisl por primera vez, durante el invierno de1869, el mdico suizo Friedrich Miescher mientrastrabajaba en la Universidad de Tubinga. Miescher

realizaba experimentos acerca de la composicin qu-mica del pus de vendas quirrgicas desechadas cuan-do not un precipitado de una sustancia desconocidaque caracteriz qumicamente ms tarde. Lo llam nu-clena, debido a que lo haba extrado a partir de n-cleos celulares.

Se necesitaron casi 70 aos de investigacin para poder identificar los compo-nentes y la estructura de los cidos nucleicos. En 1919 Phoebus Levene identifi-c que un nucletido est formado por una base nitrogenada, un azcar y un fos-

fato. Levene sugiri que el ADN generaba una estructura con forma de solenoide(muelle) con unidades de nucletidos unidos a travs de los grupos fosfato.

QUIN DESCUBRI EL ADN ?

HISTORIA DEL ADN

LA INVESTIGACIN DURO

La molcula fue descubierta en 1951 por James

Watson, Francis Crick y Maurice Wilkins. En 1953,Watson y Crick describieron la estructura molecularde doble hlice del ADN, y en 1962 recibieron, juntocon Maurice Wilkins, el Premio Nobel de Medicinapor su trabajo.


6/8

(citosina (C), timina (T), adenina (A) y guanina (G)),el azcar desoxirribosa y un grupo fosfato, y que,en su estructura bsica, el nucletido est com-

puesto por un azcar unido a la base y al fosfato.Sin embargo, Levene pensaba que la cadena eracorta y que las bases se repetan en un orden fijo.En 1937 William Astbury produjo el primer patrnde difraccin de rayos por que mostraba que elADN tena una estructura regular.

En el cdigo gentico se representa con la letra C. Es un derivadopirimidnico, con un grupo amino en posicin 4 y un grupo oxo enposicin. Forma el nuclesido citidina (desoxicitidina en el ADN) y elnucletido citidilato o (desoxi) citadina mono fosfato (dCMP en el

ADN, CMP en el ARN). La citosina siempre se empareja en el ADNcon la guanina de la cadena complementaria mediante un triple en-lace, CG.

TIMINA

CITOSINA

En el cdigo gentico se representa con la letra T. Es un de-rivado pirimidnico con un grupo oxo en las posiciones 2 y

4, y un grupo metil en la posicin . Forma el nuclesido timi-dita (siempre desoxitimidina, ya que slo aparece en elADN) y el nucletido timidilato o timidita mono fosfato(dTMP). En el ADN, la timina siempre se empareja con laadenina de la cadena complementaria mediante 2 puentesde hidrgeno, T=A. Su frmula qumica es C5H6N2O2 y sunomenclatura 2, 4-dioxo, 5-metilpirimidina.

Volumen 1, n 1

FORMADO POR CUATRO BASES NITROGENADASLa informacin gentica de un genoma est contenida en losgenes, y al conjunto de toda la informacin que correspondea un organismo se le denomina su genotipo. Un gen es unaunidad de herencia y es una regin de ADN que influye enuna caracterstica particular de un organismo (como el color

de los ojos, por ejemplo). Los genes contienen un "marco delectura abierto" (open reading frame) que puede transcribir-se, adems de secuencias reguladoras, tales como promoto-res y enhancers, que controlan la transcripcin del marco delectura abierto.

Las nucleasas son enzimas que cortan las hebras de ADNmediante la catlisis de la hidrlisis de los enlaces fos-fodister. Las nucleasas que hidrolizan nucletidos a partirde los extremos de las hebras de ADN se denominan exo-nucleasas, mientras que las endonucleasas cortan en elinterior de las hebras. Las nucleasas que se utilizan conmayor frecuencia en biologa molecular son las enzimas derestriccin, endonucleasas que cortan el ADN por determi-nadas secuencias especficas.

INTERACCIONES ESPECFICAS

EL ADN CODIFICANTE

ENZIMAS QUE MODIFICAN EL ADN

Un grupo bien definido de protenas que unen ADN es el confor-mado por las protenas que se unen especficamente a ADN mo-nocatenario o ADN de hebra sencilla (ssDNA). En humanos, laprotena A de replicacin es la mejor conocida de su familia yacta en procesos en los que la doble hlice se separa, como lareplicacin del ADN, la recombinacin o la reparacin del ADN.Estas protenas parecen estabilizar el ADN monocatenario, pro-

tegindolo para evitar que forme estructuras de tallo-lazo (stem-loop) o que sea degradado por nucleasas.El factor de transcripcin represor del fago lambda unido a suADN diana mediante un motivo hlice-giro-hlice (helix-turn-helix).


7/8

Una secuencia de ADN se denomina "sentido" (en in-gls, sense) si su secuencia es la misma que la secuen-cia de un ARN mensajero que se traduce en una prote-na. La secuencia de la hebra de ADN complementariase denomina "antisentido" (antisense). En ambas he-

bras de ADN de la doble hlice pueden existir tanto se-cuencias sentido, que codifican ARNm, como antisenti-do, que no lo codifican. Es decir, las secuencias que co-difican ARNm no estn todas presentes en una sola delas hebras, sino repartidas entre las dos hebras. Tantoen procariotas como en eucariotas se producen ARNscon secuencias antisentido, pero la funcin de esosARNs no est completamente clara.

El ADN se puede considerar como un almacn cuyo contenido es la informacin(mensaje) necesaria para construir y sostener el organismo en el que reside, la cual setransmite de generacin en generacin. El conjunto de informacin que cumple estafuncin en un organismo dado se denomina genoma, y el ADN que lo constituye, ADN

genmico.

DAO DEL ADN

GENES Y GENOMA

El ADN puede resultar daado por muchos tipos de mutge-nos, que cambian la secuencia del ADN: agentes alquilantes,adems de radiacin electromagntica de alta energa, como

luz ultravioleta y rayos X. El tipo de dao producido en el ADNdepende del tipo de autgeno. Por ejemplo, la luz UV puededaar al ADN produciendo dmeros de timina, que se formanpor ligamiento cruzado entre bases pirimidnicas. Por otrolado, oxidantes tales como radicales libres o el perxido dehidrgeno produce mltiples daos, incluyendo modificacio-nes de bases, sobre todo guanina, y roturas de doble hebra(double-strand breaks).

Volumen 1, n 1

SENTIDO Y ANTI SENTIDOEn el cdigo gentico se representa con la letra A. Es underivado de la purina con un grupo amino en la posi-cin.Forma el nuclesido adenosina (desoxiadenosinaen el ADN) y el nucletido adenilato o (desoxi)adenosinamonofosfato (dAMP, AMP). En el ADN siempre se empa-

reja con la timina de la cadena complementaria median-te 2 puentes de hidrgeno, A=T. Su frmula qumica esC5H5N5 y su nomenclatura 6-aminopurina. La adenina,junto con la timina, fue descubierta en 1885 por el m-dico alemn Albrecht Kossel.

El ADN es una molcula bicatenaria, es decir, est for-mada por dos cadenas dispuestas de forma antiparale-la y con las bases nitrogenadas enfrentadas. En su es-

tructura tridimensional, se distinguen distintos niveles:

GUANINA

ADENINA

ESTRUCTURA DEL ADN

En el cdigo gentico se representa con la letra G. Es un deri-vado prico con un grupo oxo en la posicin 6 y un grupo

amino en la posicin. Forma el nuclesido (desoxi) guanosinay el nucletido guanilato o (desoxi) guanosina mono fosfato(dGMP, GMP). La guanina siempre se empareja en el ADNcon la citosina de la cadena complementaria mediante tresenlaces de hidrgeno, GC. Su frmula qumica es C5H5N5O

y su nomenclatura 6-oxo, 2-aminopurina.


8/8

Secuencia de nucletidos encadenados. Es en estascadenas donde se encuentra la informacin genti-ca, y dado que el esqueleto es el mismo para todos,la diferencia de la informacin radica en la distinta

secuencia de bases nitrogenadas. Esta secuenciapresenta un cdigo, que determina una informacinu otra, segn el orden de las bases.

Se refiere a cmo se almacena el ADN en un espacioreducido, para formar los cromosomas. Vara segn setrate de organismos procariotas o eucariotas:En procariotas el ADN se pliega como una sper-hlice,generalmente en forma circular y asociada a una peque-a cantidad de protenas. Lo mismo ocurre en orgnuloscelulares como las mitocondrias y en los cloroplastos.

ESTRUCTURA SECUNDARIA:

ESTRUCTURA TERCIARIA:

Es una estructura en doble hlice. Permite explicarel almacenamiento de la informacin gentica y elmecanismo de duplicacin del ADN. Fue postuladapor Watson y Crick, basndose en la difraccin derayos X que haban realizado Franklin y Wilkins, y enla equivalencia de bases de Chargaff, segn la cualla suma de adeninas ms guaninas es igual a la su-

ma de timinas ms citosinas.

Volumen 1, n 1

ESTRUCTURA PRIMARIA:La cromatina presente en el ncleo tiene un grosor de300 , pues la fibra de cromatina de 100 se enrollaformando una fibra de cromatina de 300 . El enrolla-miento de los nucleosomas recibe el nombre de sole-noide. Dichos solenoides se enrollan formando la cro-

matina del ncleo interfsico de la clula eucariota.Cuando la clula entra en divisin, el ADN se compac-ta ms, formando as los cromosomas.

La doble hlice es una espiral dextrgira, esto es, cada una de las cadenas dnucletidos gira a derechas; esto puede verificarse si nos fijamos, yendo de abjo a arriba, en la direccin que siguen los segmentos de las hebras que quedaen primer plano. Si las dos hebras giran a derechas se dice que la doble hlic

es dextrgira, y si giran a izquierdas, levgira (esta forma puede aparecer en hces alternativas debido a cambios conformacionales en el ADN).

PROTENAS QUE UNEN ADN

ESTRUCTURA CUATERNARIA:

HENDIDURAS MAYOR Y MENOR

Las protenas estructurales que se unen al ADNson ejemplos bien conocidos de interacciones ines-pecficas ADN-protenas. En los cromosomas, elADN se encuentra formando complejos con prote-nas estructurales. Estas protenas organizan elADN en una estructura compacta denominada cro-matina. En eucariotas esta estructura implica launin del ADN a un complejo formado por peque-as protenas bsicas denominadas histonas,mientras que en procariotas estn involucradasuna gran variedad de protenas.

boletines 4

Documents

Transcript of boletines 4