Estructura y Función de los ácidos nucleicos
Diferencias estructurales del ADN y el ARN
Por qué 2-dideoxi en el ADN ?
Dos grupos OH en el ARN lo hacen más susceptible a hidrólisis.
El ADN sin OH en 2´ es más estable a hidrólisis.
H20
NH3
Por qué Timina en el ADN y Uracilo en el ARN?
La Citosina se deamina espontánea-mente formando Uracilo.
Las enzimas reparadoras reconocen estas "mutaciones" y reemplazan Us por Cs.
Si no hubiera Timina (5-metil-U): Cómo distinguir las U normales de las
Estructura secundaria del ADN: Características Principales
Dos cadenas polinucleotídicas enrolladas en una doble hélice
dextrógira.
Las hebras son antiparalelas. Los esqueletos azúcar-fosfato en el exterior de la doble hélice. Pares de base planares a través de puentes de hidrógeno, en el centro de la estructura:
A T (2 H) GC (3H)
Pares de base separados 3.4 A. Una vuelta de hebra (3.4 nm) tiene aprox. 10 pares de base. La posición de los esqueletos azúcar-fosfato definen surco
Flujo de información
Flujo de información
en la célula
en la célula
Odio ser una
molécula de
ADN!!
Hay tanta
información que
Reglas de Síntesis de Moléculas Informativas
Ácidos nucleicos y proteínasÁcidos nucleicos y proteínas
Formados por un número limitado de subunidades.
Las unidades son agregadas
secuencial-mente formando cadenas lineales.
Cada cadena tiene un punto de inicio, avanza en una única dirección y tiene un punto de finalización.
Los productos de la síntesis primaria son modificados previamente a cumplir su función.
Señales en el ADN
Señales Dónde comienza y termina
un gen?
Dónde comienza y termina una proteína?
Como leer estas señales?
Legibilidad de secuencias de ADN
Accesibilidad a la secuencia
(surcos mayor y menor)
Variación con movimientos de pares de base
La Estructura de los Ácidos Nucleicos no es rígida
Enlaces móviles
Enlace N-glicosídico Enlace Fosfo-di-éster
Movilidad de las bases
dependiendo de la secuencia varía el ángulo entre los pares de base
Ladeado Abertura
forma A
forma A
condiciones de baja humedad híbridos ADN-ARN
ARN-ARN 11pb/vta bases inclinadas surco mayor profundo surco menor angosto, más expuesto
Formas alternativas del ADN
forma Z forma Z alternancia de purinas y pirimidinas (CGCGCG) levógira 12 pb/vta
surco mayor muy profundo y cerrado
Propiedades Físico-químicas de los Ácidos Nucleicos
Aumento de Temperatura
Regiones ricas en AT se disocian primero
Aumento de Temperatura
Disociación cooperativa de las hebras
Separación de hebras y formación de ovillos
1. Desnaturalización de los ácidos
nucleicos
Desnaturalización Parcial del ADN necesaria para procesos de copiado.
Experimental Por temperatura
Se analiza mediante espectroscopía
Tm : un reflejo de la composición promedio de un ADN
Tm : un reflejo de la composición promedio de un ADN
Se analiza mediante espectroscopía Depende del contenido de GC
Tm Temperatura de disociación
T a la que la mitad del ADN está disociado
2. Renaturalización del ADN
Reacción Bimolecular
Encuentro de hebra complementaria Zipping de complementarias
Depende del tiempo y de la concentración de reactantes
Aplicaciones
Complejidad del genoma
Permite analizar complejidad de un genoma: Secuencias repetidas reasocian rápidamente Secuencias únicas reasocian lentamente Cot1/2 50 100 0 % DN A re asociado log C t rápido(repetidos) intermedio (repetido)
lento (copia única)
Fracciones obtenidas: - reasociación rápida - reasociación intermedia - reasociación lenta Cot1/2 Cot1/2
Cot1/2 = 1 / k2 k2 = constante de segundo orden Co = concentración de ADN
t1/2 = tiempo medio de reacción
Cot1/2 50 100 0 % DNA reasoc ia do
I I I I I I I I I
log Cot rápido(repetidos) intermedio (repetido)lento (copia única)
Fracciones obtenidas: - reasociación rápida - reasociación intermedia - reasociación lenta Cot1/2 Cot1/2
3. Hibridación de ácidos nucleicos
En solución
En soportes sólidos
Southern Blot ADN Northern Blot ARN Dot blot
Micro-arrays
Búsqueda de secuencias específicas
en mezclas complejas de ácidos
En soportes sólidos
Southern Blot ADN Northern Blot ARN Dot blot
Micro-arrays
Estructura Terciaria de los Ácidos Nucleicos:
palíndromes, horquillas y cruciformes
Acidos nucleicos monocatenarios:
Estructura secundaria y terciaria
Los ARN suelen adoptar distintas conformaciones, muchas de
ellas estables y mantenidas por regiones autocomplementarias.
Topología y función
• Superenrollamiento necesario para la compactación del ADN y su función. • In vivo la mayoría del ADN está superenrollado negativamente.
• Esto favorece la disociación local de las hebras, importantes durante la duplicación y transcripción.
• Enzimas topoisomerasas regulan los niveles de superenrollamiento celular. • Es posible que se formen estructuras alternativas debido a desenrollamientos
Al superenrollar el ADN se genera tensión, que se expresa en un desenrollamiento local del ADN (variando la torsión).
Al separar las hebras, se genera tensión que se resuelve enrollando sobre si misma la molécula de ADN (variando el superenrollamiento).
