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Tema IV: CIDOS NUCLEICOS

Definicin y composicin

Nucletidos: nuclesido (pentosa !ase nit"o#enada$

fosfato

oli#onucletidos y polinucletidos

%DN: Descu!"imiento

Est"uctu"a y fo"mas

&le#amientoDesnatu"ali'acin

UNCI)N

%*N: Ca"acte"+sticas

Tipos y locali'acin%*Nm: lle,a" el mensa-e desde el %DN

%*Nt: t"ansfe"i" los amino.cidos a la cadena pept+dica

%*N": constitui" el "i!osoma

*i!o'imas

/ttp:00slideplaye"1es0slide0

23435670

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cidos nucleicos

&olinucletidos fo"mados po" nucletidos8 mol9culas compuestas deC8 8 O y &1

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Nucletidos

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;ases nit"o#enadas

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&olinucletidos

Cadenas lineales de nucletidos1

Se fo"man mediante un enlace 9ste" ent"e elO del #"upo fosfato situado en 4< y el Osituado en 7< li!e"ando una mol9cula de a#ua1

Siemp"e p"esenta dos e=t"emos 7< y 4ue la est"uctu"a es unacadena de pentosas y fosfatos de los >ue salen!ases nit"o#enadas1

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%DN: .cido deso=i""i!onucleico

Cadena de polinucletidos donde la pentosa es la ?ue se tiBe concolo"antes !.sicos1

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Descu!"imiento del %DN

Streptococcus pneumoniae"ede"ic @"iffit/ 3?

%lf"ed D1 e"s/eyFa"t/a C/ase

SGen p"ote+nas y &Gen .cidosnucleicos de fa#o1

34?Esta!lece la composicin del %DN%le=ande" *1 Todd 34H43

"ied"ic/ Fiesc/e" 32 %isl el %DN del nAcleo celula"

OsJald %,e"y

Colin FacLeod

Faclyn FcCa"ty

355

;acte"ias KS lisas ,i"ulentas

;acte"ias K* "u#osas no ,i"ulentas

(p.#ina 3H?$

Mames atson

"ancis C"ic

Fau"ice ilins

*osalind "anlin

E"Jin C/a"#aff

347Est"uctu"a del %DN

oto#"af+a de "ayos de la fo"ma ; del %DN

% T P @ C

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Est"uctu"a del %DN

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o"mas del %DN

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%DN1 TamaBoSiemp"e es una mol9cula muy #"ande1

Los ,i"us8 >ue tienen las mol9culas m.s pe>ueBas8 supe"an los 4HHHpa"es de !ases1

El %DN /umano tiene 71HHH1HHH1HHH pa"es de nucletidos1

El lu#a" >ue una especie ocupa en la escala e,oluti,a no tiene"elacin di"ecta con el nAme"o de nucletidos de su #enoma:

Una ce!olla tiene un #enoma 4 ,eces mayo" >ue el del /umano1

Un /elec/o p"esenta un #enoma casi 3H ,eces mayo" >ue el de lace!olla1

Si esti"."amos el %DN de un nAcleo de c9lula /umano8 medi"+a 3

met"o de lon#itud1 Ve"emos cmo se empa>ueta1

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%DN1 o"ma

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&le#amiento del %DN

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%DN1 desnatu"ali'acin

%DN (do!le /9lice$ %DN (/9lice sencilla$

Desnatu"ali'acin1 Va"iando T y0o p

*enatu"ali'acin1 % 24Q C1

@"an afinidad ent"e las !ases complementa"ias1

Utilidad:

Compa"acin de secuencias: medicina fo"ense8 estudios e,oluti,os111T9cnicas de in#enie"+a #en9tica: ;As>ueda de #enes mediante sondas#en9ticas8 &C*8 %*N de inte"fe"encia1

%plicaciones !iom9dicas1

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%DN1 uncin

%lmac9n de la info"macin:@o!ie"no de la acti,idad celula"

%DN %*N &"ote+nas

t"ansc"ipcin t"aduccinEpi#en9tica1

T"ansmite la info"macin de una #ene"acin celula" a la si#uiente:%DN

duplicacin o "eplicacin

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%*N: .cido "i!onucleico

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%*N: tipos y locali'acin

%*N mensa-e"o (%*Nm$

%*N t"ansfe"ente (%*Nt$

%*N "i!osmico (%*N"$

Estos t"es tipos de %*N se pueden encont"a" en el nAcleo de c9lulaseuca"iotas8 donde se fo"man8 y en el citoplasma donde e-e"cen sufuncinR el %*N" fo"ma la est"uctu"a de los "i!osomas1 En elcitoplasma de !acte"ias8 mitocond"ias y plastos8 donde se fo"man ye-e"cen su funcinR el %*N" en los "i!osomas1

%*N /ete"o#9neo nuclea" (%*N/n$ se encuent"an en el nAcleo y sonlos p"ecu"so"es de dife"entes %*Nm1

%*N de inte"fe"encia (%*Ni$1 Desc"itos "ecientemente8 pa"ece >ueinte",ienen en la "e#ulacin de la acti,idad #9nica1

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%*N mensa-e"o

Se encuent"a en meno" cantidad en la c9lula (4$1

Es el >ue lle,a el mensa-e >ue ,a a da" lu#a" a p"ote+nas8 po" tanto8

puede se"8 en al#unos casos8 el de mayo" lon#itud1

Se fo"ma en el nAcleo de euca"iotas o en el citosol de !acte"ias8

plastos y mitocond"ias y se t"aduce a p"ote+nas en los "i!osomas1

&"esenta est"uctu"a lineal1

Su funcin es t"ansmiti" el mensa-e codificado en el %DN1

En euca"iotas suf"e el p"oceso de madu"acin1

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%*N t"ansfe"ente

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%*N "i!osmicoEs el m.s a!undante (64$8 el de mayo" tamaBo y peso molecula"

Munto a p"ote+nas fo"ma los "i!osomas1 Estos8 se".n los enca"#adosde t"aduci" el cdi#o #en9tico a p"ote+nas1

En euca"iotas se fo"man en el nucl9olo1 %*N nucleola" (%*Nn$

Euca"iotas: #enes en t.ndem1 %DN

54S %*N

?S 3S 48S 4S

77 p"ot1 5 p"ot1

5OS 2OS

&"oca"iotas:

32S ?3 p"ot1 4S ?7S

75 p"ot1

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*i!o'imasSidney %ltman y *o!e"t Cec/ o!tu,ie"on el p"emio No!el de

>u+mica po" descu!"i" la acti,idad catal+tica del %*N1

La capacidad en'im.tica de muc/as mol9culas de %*N apoya"+a la

teo"+a de >ue fue el %*N la p"ime"a mol9cula con capacidad de"eplicacin necesa"ia pa"a el o"i#en de la ,ida1

Las mol9culas de %*N son m.s inesta!les >ue las de %DN1

@ENTIC% FOLECUL%* D C l d l ;i l +

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@ENTIC% FOLECUL%*: WDo#ma Cent"al de la ;iolo#+a

T"ansc"ipcin (cdi#o en %DN a %*N$

%DN %DNDuplicacin

*eplicacin

S+ntesis de %DN

%SE SdelCiclo Celula"

%*NFensa-e"o

T"ansfe"ente

*i!osomal

&*OTEXN%S

T"aduccin (nucletidos a amino.cidos$

T"ansc"ipcinin,e"sa (,i"us$

Futacin: alte"acin del %DN

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Duplicacin o "eplicacin del %DN&"oceso de s+ntesis o autocopiado de todo el %DN nuclea" (euca"iota$o c"omosmico (p"oca"iota$1 Desc"ito po" %"t/u" Yo"n!e"#1

El mecanismo fue p"opuesto po" atson y C"ic y demost"ado po"Fatt/eJ S1 Feselson y "anlin 1 Sta/l en 346 (p.#ina 3H7$1*e>ue"imientos en p"oca"iotas:

Fol9cula de %DN molde1&"ote+nas: iniciado"as (O"i I$8 /elicasas y topoisome"asas8esta!ili'ado"as (a!"i" la /9lice8 #i"a"la y esta!ili'a"la$8 p"imasa(sinteti'a" losprimero ce!ado"es$8 %DN polime"asas III (#ene"a las

nue,as /e!"as$8 II (%DN mitocond"ial$ y I ("eti"a losprimer, "ellenalos /uecos y "epa"a posi!les e""o"es$ y %DN li#asa (une losf"a#mentos de Oa'ai$1

Nucletidos: NT&1 ene"#+a

Ene"#+a: NT& NF& E (%T& %F&$

D li i d l %DN &

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Duplicacin del %DN1 &"oceso

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Duplicacin del %DN en euca"iotasDife"encias con el p"oceso desc"ito en p"oca"iotas:

Distintos o"+#enes de iniciacin1

o"macin de mAltiples /o">uillas de "eplicacin y de !u"!u-as1

ay >ue sepa"a" las /istonas >ue se ,uel,en a uni" t"as la c"eacin

de la nue,a copia1 Estas p"ote+nas se /an sinteti'ado p"e,iamente1

Dife"encias en las p"ote+nas: ,e" cuad"o de la p.#ina 51

Const"uccin de los e=t"emos: telome"asa1

Implicaciones de la e=istencia y funcionamiento de la telome"asa1

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T"ansc"ipcin del %DN1 S+ntesis de %*N

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T"ansc"ipcin1 &"oceso

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T"ansc"ipcin en euca"iotas I

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T"ansc"ipcin en euca"iotas II1 Fadu"acin

i S+ i +

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T"aduccin1 S+ntesis de p"ote+nas

T"as la t"ansc"ipcin se fo"ma8 ent"e ot"os8 el %*Nm1 En euca"iotas

cada %*Nm es monocist"nicoR tiene info"macin pa"a una Anicap"ote+naR en p"oca"iotas puede se" policist"nico8 es deci"8 da lu#a" a,a"ias p"ote+nas1

Los amino.cidos de!en se" t"anspo"tados

en %*Nt pa"a fo"ma" la p"ote+na8 lue#ode!en se" acti,ados1 Cada amino.cido seune al %*Nt >ue ten#a el anticodn >ue leco""esponda se#An el Cdi#o @en9tico1

El %*Nm p"esenta una secuencia denucletidos >ue se leen de t"es en t"es y>ue tienen sus co""espondientescomplementa"ios en el %*Nt1 Este

t"iplete se denomina codn1

Cdi @ 9 i

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Cdi#o @en9tico

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Cdi#o @en9tico1 Ca"acte"+sticasLo intuy "ancis C"ic1 Lo demost"a"on Ni"em!e"#8 Y/o"ana y

Oc/oa1Cada t"es !ases o t"iplete se denomina codn1

Es espec+fico: cada t"iplete slo codifica pa"a un amino.cido1

Es de#ene"ado: ,a"ios t"ipletes codifican pa"a el mismo amino.cido1Con,iene o!se",a" >ue son las !ases >ue ocupan el te"ce" lu#a" las>ue cam!ian #ene"almente (leucina8 se"ina y a"#inina$1

No p"esenta solapamientos ni discontinuidades1

Es uni,e"sal1

T d i i i t

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T"aduccin1 ases y "e>ue"imientos%l i#ual >ue en la t"ansc"ipcin se definen t"es fases:

Iniciacin: %*Nm8 "i!osoma sepa"ado en su!unidades8 facto"es p"oteicos

de iniciacin8 ene"#+a cedida po" @T&8 iones F#?8 el p"ime" amino.cidosiemp"e es la metionina (euca"iotas$ y en p"oca"iotas la fo"milmetionina8 elcodn de iniciacin %U@8 se acoplan el codn con el anticodn en laposicin & y a continuacin la su!unidad mayo" del "i!osoma se une a lasu!unidad meno"1

Elon#acin: Son necesa"ios los facto"es de elon#acin y los distintosamino.cidos unidos a los %*Nt1 Se une en la posicin % el aminoacilt*N%co""espondiente al se#undo codn1 Se p"oduce el enlace pept+dico mediantela peptidilt"ansfe"asa de la su!unidad mayo" del "i!osoma1 Se despla'a el

%*Nm en sentido 4< 7ue /a >uedado sin a.1 Se utili'a la ene"#+a de@T&1

Te"minacin: codn de te"minacin1 acto"es de te"minacin >ue

!lo>uean el sitio %1 Sepa"acin de la cadena polipept+dica del %*Nt Altimoy de#"adacin del %*Nm po" las %*Nasas1

T d i &

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T"aduccin1 &"oceso

i i 9 i

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*e#ulacin de la e=p"esin #9nica

* l i i t

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*e#ulacin en euca"iotas&"ocesos m.s comple-os y peo" conocidos1

Dife"entes ni,eles:

T"ansc"ipcin: momento y f"ecuencia (p"ote+nas"e#ulado"as: acti,ado"es y "ep"eso"esR cam!iosen la est"uctu"a del %DN (compactacin8metilacin8 facto"es de t"ansc"ipcin

Fadu"acin del %*Nm1

T"anspo"te del %*Nm1

T"aduccin1

De#"adacin de los %*Nm1%cti,idad de las p"ote+nas1

Elementos t"ansponi!les o t"ansposones1

acto"es e=t"acelula"es: /o"monas8 etc1

%*N d i t f i & i N ! l

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%*N de inte"fe"encia1 &"emio No!elde Fedicina8?HH21 i"e8 % y Fello8 C1

F t i

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Futaciones%lte"aciones de la info"macin #en9tica1

Tipos: #9nicas1 %fectan a la est"uctu"a molecula" del #en1

c"omosmicas: afectan al c"omosoma1

#enmicas1 %fectan al #enoma1

Se estudia".n en los temasde #en9tica mendeliana

Clasificacin de mutaciones #9nicas:

sustitucin: una !ase nit"o#enada po" ot"a1

delecin: p9"dida de uno o ,a"ios nucletidos1

inse"cin: #anancia de uno o ,a"ios nucletidos1

4

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Futaciones1 Causas y "epa"acinCausas:

E""o"es de lectu"a: fallos de la polime"asaR en las o=idaciones8"adicales li!"es p"o,ocan >ue @ se alte"e y se una a T en ,e' deC1

Cam!ios >u+micos: desaminaciones (C = U$8 despu"inaciones

("otu"a del enlace N#lucos+dico$8 fo"macin de d+me"os de Tmediante "adiacin ult"a,ioleta1

T"ansposiciones: t"ansposones1

*epa"aciones: %DN polime"asa I8 accin de endonucleasas8s+ntesis de p"ote+nas "epa"ado"as (ante los d+me"os de T$8"epa"acin inespec+fica y poste"io" apoptosis8 111

In#enie"+a @en9tica I

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In#enie"+a @en9tica I1Fanipulacin del mate"ial #en9tico

O!-eti,os:

Conoce" el mate"ial #en9tico1 @enmica (&"oyecto @enomaumano$1

Sustitucin de #enes defectuosos po" #enes no"males1Int"oduccin de #enes nue,os: Kte"apia #9nica8 o"#anismos#en9ticamente modificados (O@F$ o Kt"ans#9nicos1

O!tencin de p9ptidos y p"ote+nas en #"andes cantidades:

/o"monas8 anti!iticos8 ,acunas8 etc1

In#enie"+a @en9tica II

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In#enie"+a @en9tica II1T9cnicas de manipulacin

Tecnolo#+a del %DN "ecom!inante:En'imas de "est"iccin (e=t"emos co/esi,os o pe#a-osos y e=t"emos"omos$1

Futa#9nesis di"i#ida1Elect"ofo"esis en #el1

Clonacin1

&C* ("eaccin en cadena de la polime"asa$1i!"idacin1

In#enie"+a @en9tica III

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In#enie"+a @en9tica III1Lo#"os alcan'ados

&"oyecto @enoma umano

Secuenciacin de dife"entes #enomas1

Fapas #en9ticos: posicin "elati,a de #enes conocidos po" su funcin1

Fapas f+sicos: secuencia de nucletidos a lo la"#o del c"omosoma1

Te"apia #9nica1T"ans#9nesis: se"es t"ans#9nicos8 alimentos t"ans#9nicos8 p"oductos8=enot"ansplantes8 etc1

C9lulas mad"e: em!"iona"ias y adultas1

Conside"aciones 9ticas8 le#ales y sociales1

&"oyecto @enoma umano

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&"oyecto @enoma umanoKProyecto genomaL

C"omosomas @enes ;ases ;ases dete"minadas

1 2968 245.203.898 218.712.898

2 2288 243.315.028 237.043.673

3 2032 199.411.731 193.607.2184 1297 191,610,523 186,580,523

5 1643 180,967,295 177,524,972

6 1963 170,740,541 166,880,540

7 1443 158,431,299 154,546,299

8 1127 145,908,738 141,694,337

9 1299 134,505,819 115,187,714

10 1440 135,480,874 130,710,86511 2093 134,978,784 130,709,420

12 1652 133,464,434 129,328,332

13 748 114,151,656 95,511,656

14 1050 105,311,216 87,410,661

15 1122 100,114,055 81,117,055

16 1098 89,995,999 79,890,791

17 1576 81,691,216 77,480,855

18 766 77,753,510 74,534,531

19 1454 63,790,860 55,780,860

20 927 63,644,868 59,424,990

21 303 46,976,537 33,924,742

22 288 49,476,972 34,352,051

X 1184 152,634,166 147,686,664

Y 231 50,961,097 22,761,097