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Estructura y Función de los ácidos nucleicosEstructura y Función de los ácidos nucleicos

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Estructura de los Ácidos Nucleicos

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Diferencias estructurales del ADN y el ARN

Por qué 2-dideoxi en el ADN ?

Dos grupos OH en el ARN lo hacen mássusceptible 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 reconocenestas "mutaciones" y reemplazan Us por Cs.

Si no hubiera Timina (5-metil-U): Cómodistinguir las U normales de lasresultantes de deaminación?

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Estructura secundaria del ADN: Características Principales

Dos cadenas polinucleotídicasenrolladas 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 mayor y menor.

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Flujo de información Flujo de información

en la célulaen la célula

Odio ser una molécula de

ADN!!Hay tanta

información que debo recordar!!

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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.

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Señales en el ADN

Señales Dónde comienza y termina un gen?

Dónde comienza y termina una proteína?

Como leer estas señales?

Legibilidad

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Reconocimiento de ADN por proteínas

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Legibilidad de secuencias de ADNAccesibilidad a la secuencia (surcos mayor y menor)Variación con movimientos de pares de baseFormas alternativas del ADN

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La Estructura de los Ácidos Nucleicos no es rígida

Enlaces móvilesEnlace N-glicosídicoEnlace Fosfo-di-éster

Movilidad de las basesdependiendo de la secuencia varía el ángulo entre los pares de base

Ladeado Abertura

Giro Propulsor

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forma Aforma Acondiciones de baja humedadhíbridos ADN-ARN

ARN-ARN11pb/vta

bases inclinadassurco mayor profundosurco menor angosto, más expuesto

Formas alternativas del ADNforma Zforma Z

alternancia de purinas y pirimidinas (CGCGCG)levógira12 pb/vtasurco mayor muy profundo y cerradosurco menor muy expuesto

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Propiedades Físico-químicas de los Ácidos Nucleicos

Aumento de TemperaturaRegiones ricas en AT se disocian primero

Aumento de TemperaturaDisociación 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.

ExperimentalPor temperaturaSe analiza mediante espectroscopía

Tm : un reflejo de la composición promedio de un ADN

Depende del contenido de GC

Tm Temperatura de disociación

T a la que la mitad del ADN está disociado

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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

Desnaturalización de los Ácidos Nucleicos: Tm

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2. Renaturalización del ADN

Reacción BimolecularEncuentro de hebra complementariaZipping de complementariasDepende del tiempo y de la concentración de reactantes

AplicacionesComplejidad del genomaBúsqueda de secuencias específicas

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Permite analizar complejidadde un genoma:

Secuencias repetidasreasocian rápidamente

Secuencias únicasreasocian lentamente

Cot1/2

50

100

0

% D

NA

reas

ocia

do

log Cot

rápido(repetidos)

intermedio(repetido)

lento (copia única)

Fracciones obtenidas:- reasociación rápida- reasociación intermedia- reasociación lenta

Cot1/2

Cot1/2

Reasociación de ADN: complejidad del genoma

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Cot1/2 = 1 / k2 k2 = constante de segundo ordenCo = concentración de ADN t1/2 = tiempo medio de reacción

Cot1/2

50

100

0

% D

NA

rea

soci

ado

I I I I I I I I Ilog Cot

rápido(repetidos)

intermedio(repetido)

lento (copia única)

Fracciones obtenidas:- reasociación rápida- reasociación intermedia- reasociación lenta

Cot1/2

Cot1/2

Cinética de reasociación del ADN genómico humano

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3. Hibridación de ácidos nucleicos

En soluciónEn soportes sólidos

Southern Blot ADNNorthern Blot ARNDot blotMicro-arrays

Búsqueda de secuencias específicas en mezclas complejas de ácidos nucleicos

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En soportes sólidosSouthern Blot ADNNorthern Blot ARNDot blotMicro-arrays

Hibridación de Ácidos Nucleicos

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Estructura Terciaria de los Ácidos Nucleicos: palíndromes, horquillas y cruciformes

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Acidos nucleicos monocatenarios:Estructura secundaria y terciaria

Los ARN suelen adoptar distintas conformaciones, muchas de ellas estables y mantenidas por regiones autocomplementarias.

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Estructuras complejas de ARN

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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 desenrollamientoslocales generados por superollamiento.

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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).

Torsión y superenrollamiento