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Predicción de la Estructura
Secundaria del ARN
Rosana Matuk
Alejandra Massacane
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Características del ARN
ARN: polímero compuesto por una combinación de cuatro nucleótidos
adenina (A)
citosina (C)
guanina (G)
uracilo (U)
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Tipos de ARN
• ARNm: contiene los nucleótidos que codifican la secuencia de aminoácidos para la formación de las distintas proteínas.
• ARNt: actúa como un “intérprete”, una parte de la molécula lee la secuencia nucleotídica codificada en el ARNm y la otra parte, transfiere el aminoácido apropiado a la cadena polipeptídica en formación durante la síntesis de proteínas.
• ARNr: son moléculas asociadas con proteínas que forman una intrincada maquinaria de síntesis llamada ribosoma.
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Tipos de ARN
E58 - 220decenasARNsn
(pequeño nuclear)
P , E90 - 330decenasARNsc
(peq citoplasmático)
EvariablemilesARNhn
(heterogéneo nuc.)
P , EvariablemilesARNm
E19001ARNr (18S)
P , E120 1 - 2ARNr (5S)
P , E75 -9080 - 100ARNt
DistribuciónTamaño apróx. en nucleótidos
# apróx.de clases diferentes en las cél.
Tipo de ARN
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Características del ARN
• Las uniones G-C y A-U forman pares de bases complementarias unidas por puentes de hidrógeno (canónicas de Watson-Crick)
• + estables G-C (3 puentes H) A-U (2 puentes H)
- estables G-U (1 puente H)
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Análisis de la secuencia del ARN
• El análisis de las secuencias de ARN difieren del análisis de las secuencias de ADN.
• Las estructuras del ARN se pliegan y se aparean para formar estructuras secundarias.
• En el ARN lo más importante no es necesariamente la secuencia, sino la conservación de la estructura.
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Estructura secundaria del
ARN
• Rnasa P de E. coli
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Estructura del ARNt
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Introducción al análisis de secuencias de ARN
• Los ARNs tienen varios usos, ya seanestructurales o funcionales:
– Traducción: ADN Proteína– Splicing spliceosoma– Localización celular de la señal involucrada en la
traslocación de proteínas a través de la membrana plasmática celular.
– Catálisis celular actividad de enzimática de la peptidil transferasa en ribosomas ARNr
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Estructura Secundaria del ARN
• La estructura secundaria del ARN está compuesta principalmente por regiones de ARN de doble cadena originadas por plegamiento de la molécula lineal sobre si misma.
• Al combinarse regiones de simple y doble cadena, la energía acumulada en las bases apareadas incrementa la estabilidad energética de la molécula mientras que las bases libres la desestabilizan.
• La estructura secundaria del ARN es la intermediaria entre la molécula lineal y la estructura tridimensional.
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Stem Loops (Hairpins)• al menos 4 bases libres para evitar el impedimento
estérico con las bases que forman el tallo.
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Bulge Loops (Encorvado)• Ocurre cuando las bases de un lado de la
estructura no pueden aparearse.
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Interior Loops• ocurren cuando a ambos lados de la
estructura, quedan bases libres.
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Junctions (Multiloops)• dos o más regiones de doble cadena
convergen para formar una estructura cerrada.
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Interacciones Terciarias
• También pueden existir interacciones terciarias.
• Se localizan usando análisis de covarianza.
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Kissing Hairpins• Bases desapareadas de dos hairpin loops
separados entre sí por pares de bases.
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Pseudoknots
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Interacciones Hairpin-Bulge
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Representación Circular
• Los pares de bases de una estructura secundaria se representan por un círculo.
• A cada par de bases asociadas en la estructura, se las relaciona mediante un arco.
• Sí cualquier arco se corta, implica la presencia de un pseudoknot.
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Representación Circular
• http://www.finchcms.edu/cms/biochem/Walters/rna_folding.html
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Representación Circular
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Consideraciones en la Predicción de la Estructura Secundaria
• La estructura más probable es aquella similar a la estructura energéticamente más estable.
• La energía asociada a cualquier posición en la estructura sólo es influenciada por secuencias y estructuras locales.
• La estructura se forma por plegamiento de la cadena sobre si misma de manera que no se formen nudos.
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Programas de prediccion de estructura secundaria de RNA
• Programa VIENNA: http://www.tbi.univie.ac.at/~ivo/RNA/
• Interface Web al programa VIENNA: http://rna.tbi.univie.ac.at/cgi-bin/RNAfold.cgi
• Programa Zuker: http://www.bioinfo.rpi.edu/~zukerm/rna/
• RNA World Website: http://www.imb-jena.de/RNA.html
• Predictor de la Universidad de Moscu: http://www.genebee.msu.su/services/rna2_reduced.html
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Otros Programas
• ARN Movies
– http://bibiserv.techfak.uni-bielefeld.de/rnamovies/ – (Visualización de la estructura secundaria
del ARN)
• ARN LOGOS – http://www.cbs.dtu.dk/~gorodkin/appl/slogo.html