las moleculas de la vida

1. ADN
ARN PROTEINA
TRANSCRIPCION ADN monocatenario
(in vitro)
TRADUCCION
SINTESIS
PRIMERA UNIDAD
ESTRUCTURA, FUNCION Y REPLICACION DEL ADN

2. BIOLOGIA
MOLECULAR

3. QUIMICA
ADN Y ARN son polímeros lineales compuestos de monómeros de nucleótidos
(polirribonucleótido) asociada a proteínas (observación en los cromosomas).
ESTRUCTURA
Modelo propuesto por Watson y Crick (1953): Patrones de difraccion de R-X
Macromolécula formada por dos cadenas, 4 desoxirribonuclótido
Cadenas antiparalelas y complementarias: Tamaño, forma y comp. química
Implicancia:
1. Proporción de A igual a T, y G igual a C
2. Proporción de bases púricas (A+G) igual a pirimidinas (T+C)
Estructura responde a:
1. Duplicación exacta de la moléc. Un cadena sirve como molde para la
síntesis de la otra
2. Separación de ambas cadenas (denaturación) y reunión de dos cadenas
complementarias (renaturación) puede tener origines diversos.
3. Almacena un mensaje, codificado en la variación de secuencia de bases
(código genético)
4. Gran estabilidad, con algunos cambios (mutación)

4. TIPOS DE MOLÉCULA
Procariotas y eucariotas con doble cadena, circulares y lineales
Virus:
1. ADN de doble cadena. Ejm. Fagos T
2. ADN de cadena sencilla. Ejm. Fago ΦX174
3. ARN de doble cadena. Ejm. Virus de la gripe
4. ARN de cadena sencilla. Ejm. TMV
FUNCIONES
Transcripción : moléc. Informativa (ARNm), funcionales (ARNr, ARNt)
Traducción: ARNpol lee el ADN en sentido 3’  5’, síntesis ARNm 5’3’
Organismo superiores: ARNnp (ARN nucleolar); ARNcp (ARN citoplasmático)
Información almacenada en tripletas de bases: Código Genético
1. Se lee de manera continua cada tres bases: Tripleta
2. Degenerado, un aa codificado por mas de un 1 triplete
3. Tripletas de inicio (AUG,etc) y tripletas stop (UAA; UAG; UGA)
Los aa incorporados a la proteína queda con extrema amino libre

5. Azúcar: Pentosa. -OH en C-2 de la ribosa mayor estabilidad química para función de catalisis
Adenina Guanina
Uracilo
Timina
Citocina
PURINAS: mayor tamaño
PIRIMIDINAS: menor tamaño
Azúcar: pentosa
Bases nitrogenada: compuestos heterocíclicos de nitrógeno
y carbono.
Grupo fosfato: da el carácter ácido a los ac. nucleicos. El
fósforo se disocia en el pH intracelular liberando iones H.

7. Derivado de
Pirimidina
Derivado de
Imidasol
Enlace
Fosfodiéster
Enlace
β-N-Glucosidilo
Posición “SIN”
“ANTI”
Nucleósido: azúcar + base. Ejm. Adenosina (A), Desoxiadenosina (dA), etc.
Nucleótido: azúcar + base + fosfato. Ejm.: Adenosina trifosfato (ATP), Desoxiadenosina trifosfato
(dATP), dGTP, dCTP, dUTP.
Las células y líquidos extracelulares tienen pequeñas cantidades de nucleósidos.
Conformación
SIN

8. POSICION
ANTI
POSICION
ANTI

9. DESNATURACION o “FUSION” DEL ADN
EN FUNCIÓN DE LA % DE GC
GC mayor T° de desnaturalización
AT menor T° de desnaturalización
Produce:
 La viscosidad se reduce
Aumento Absorción de UV
 La densidad aumenta

12. COMO SE PUEDE DEMOSTRARA QUE EL ADN ES EL MOLECULA DE
LA VIDA???

13. EXPERIMENTO DE FREDRERICK GRIFFITH (1928)
TRANSFORMACION BACTERIANA
EL NUCLEO ESTA COMPUESTO POR EL ADN Y PROTEÍNAS???
CUAL MOLÉCULA ES PRODUCE LA VIDA???

14. OSWALD AVERY
COLIN McLEOD
MACLYN McCARTY
(1944)
LA SUBSTANCIA
TRANSFORMANTE
DE LAS CELULAS
R EN S ES EL ADN

15. DOBLE HELICE

16. MOLECULAR STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS
JD Watson, FHC Crick, Nature N°4356: 737-738 (April 1953)
1. Molécula de dos cadenas, girando sobre el mismo eje
2. Grupos fosfatos se unen al azúcar mediante enlace fosfodiéster 3’,5’
3. Las cadenas giran de derecha a izquierda alrededor del eje, con los átomos de
ambas cadena en dirección opuesta.
4. Los nucleótidos (bases) están dentro del eje y el grupo fosfato por fuera
5. El azúcar se ubica mas o menos perpendicular a las bases
6. Existe ángulo 36° entre cada base; hay un base cada 3.4A°. Cada giro implica 10
bases, 34A°.
7. La distancia del átomo de fósforo al eje es 10A°.
8. Ambas cadenas están unidas por una purina y pirimidina, unidas mediante
enlace de hidrogeno. Las bases están perpendicular al eje.
9. Enlaces de hidrogeno: posición 1 de purina ante posición 1 pirimidina; posición
6 de purina ante posición 6 pirimidina
10. El azúcar ribosa cambia a desoxirribosa por incorporación de un oxigeno extra

17. Unión de las cadenas polirribonucleótidos en la molécula de ADN
La polimerización de los nucleótidos se da entre grupo hidroxilo del 3C y grupo
fosfato del sgte de nucleótido: enlace ester (rx condensación).
Puentes de hidrógeno
Interacción hidrofóbica (entre bases)
Fuerzas de van der Waals (entre bases)
POSICION
ANTI

18. HENDIDURA
MENOR
HENDIDUR
A MAYOR
2.4 nm
3.4 nm.
10.5 nt.
DEXTRÓGIRA LEVÓGIRA

19. FORMA B: hélice de Watson y Crick.
FORMA A: ADN B hidratada. Moléc. compacta. 11 nt./vuelta. Bases apiladas e inclinadas al eje
fosfato/azúcar. Se da entre ADN-ADN; ADN-ARN.
FORMA Z: Eje azucar-fosfato en ZIG-ZAG. 12 nt./vuelta. Configuración “SIN” y “ANTI” del -N-Glucosídico.
 es 1.8 nm. Vuelta de 4.6 nt. Secuencia CG expuestas por enlace “SIN”. Conformación levógira.
TRIPLE HELICE: secuencias A y G de una hebra se aparea con T y C de moléc.
(apareamiento HOOGSTEEN) ADN. Solo en In vitro o reparación o recombinación del ADN,.

21. MOD ELOS D E R EPLIC AC IÓN D EL AD N
1. Replicación Conservativa
2. Replicación Dispersiva
3. Replicación Semiconservativa
Experimento de Meselson y Sthal: N14 (ligero) N15 (pesado). E. coli.
Experimento de Taylor etal. F. fava. Tritio radiactivo.

22. REPLICACION SEMICONSERVATIVA

23. MOD OS D E REPLICACION

24. Único Origen de Replicación
Unidireccional
Replicación círculos rodantes
Corte de una hebra de la doble hélice
En el extremo 3-OH se se agregan los nucleótidos
El extremo 5-fosfato se desplaza del molde
La horquilla replicación puede girar varias, muchas moléculas
REPLICACION EN VIRUS Y ALGUNOS PLASMIDOS

25. Replicación theta ( Jhon Cairns, 1963)
Único Origen de Replicación
Replicación bidireccional
REPLICACION EN BACTERIAS

26. Cuando las moléculas de ADN circular se replican se observan lo que se denominan
"ojos o burbujas" de replicación. La forma que adoptan los intermediarios de la
replicación se parece a de la letra griega θ.
Burbuja Forma θ

27. REPLICACION EUCARIOTAS
Replicación en D. melanogaster
varios orígenes
Múltiples replicones

29. Para demostrar que la replicación es bidireccional se pueden realizar experimentos que se
denominan de pulso y caza, en los que la célula es expuesta durante un breve periodo de
tiempo en un medio con Timidina tritiada TH3 (pulso) y después se pasa a un medio con
Timidina no radiactiva (fría) en exceso (caza). Posteriormente se extiende el ADN se un
portaobjetos y después se realiza una autorradiografía.
Replicación bidireccional

30. PROTEÍNA N O DNAB Capacita a la primasa para comenzar la duplicación
PRIMASA Sintetiza el ARN cebador
HELICASAS Desdobla la doble hélice.
PROTEÍNAS SSB Estabiliza regiones de hebra simple.
ADN GIRASA Introduce giros a la superhélice.
ADN POLIMERASA III Sintetiza el ADN.
ADN POLIMERASA I Saca el cebador y completa la síntesis.
ADN TOPOISOMERASA I Corta una hebra de ADN.
ADN TOPOISOMERASA II Corta ambas hebras de ADN.
ADN LIGASA Une los extremos de los polinucleotidos preformados.
MOLECULAS QUE PASTICIPAN EN LA REPLICACION DE E. coli

31. MECANISMO DE REPLICACION EN BACTERIAS
INICIACION
Unión de las proteínas de iniciación en Ori C. Se abre la doble hélice.
DESENROLLAMIENTO
ADN hélica rompe los puentes de H.
Proteínas de unión a cadena simple (SSB). Forma tetrámeros que cubren 35-65
nucleótidos.
ADN girasa, topoisomerasa, rompe una hebra de la hélice. Disminuye el
superenrollamiento.
CEBADORES
La enzima primasa sintetiza los cebadores de ARN. Proporciona extremo 3-OH.
ELONGACION
Enzima ADN polimerasa.
ADN ligasa.

32. Ori C en E. coli

34. REPLICACION SIMULTÁNEA Y EN DIRECCION OPUESTA

35. DIRECCIÓN DE SÍNTESIS DE ADN
Cadena de Replicación Continua o Líder (3’  5’)
Cadena de Replicación Discontinua o Retrasada (5’  3’)

36. ADN POLIMERASAS BACTERIANA

37. ADN POLIMERASAS BACTERIANA
ADN POLIMERASA I
Primera enzima identifica su actividad biológica (1969)
Función principal eliminar cebador y reparación del ADN dañada por agente físicos
Función secundaria es síntesis de ADN.
Dar fidelidad a la síntesis
DeLucia y Cairns descubren mutantes de E. coli para deficiencia de ADN pol I.
ADN pol II
Síntesis reparadora del ADN dañado por agentes externos físicos y reinicia la
replicación. (ADNpol IV, V reparan el ADN)
Actividad Exonucleasa 3’ 5’
Prueba de corrección de la síntesis
La enzima polimeriza en una dirección y a la vez escindir los nucleótidos
Actividad Exonucleasa 5’  3’
Escindir los nucleótidos del extremo donde inicio la síntesis
Eliminar los cebadores

38. ADN pol III
Subunidades Función
 Polimerización
 Exonucleasa 3´5´
 ¿?
 Cargar la enzima
 en el molde
’
 Abrazadera

β Abrazadera corrediza
 Dimeriza el complejo Nuclear
NUCLEO
ENZIMATICO
COMPLEJO 
Holoenzima, formada por dos subunidades de 10 péptidos cada una

46. REPLICACIONDELA MOLECULADE ADN

47. DUPLICACIÓN DEL ADN EN EUCARIONTES Y PROCARIONTES
En los eucariontes, cada uno de los numerosos cromosomas contiene molécula
muy larga lineal de DNA. Los procariontes son diferentes ya que ellos, requieren
únicamente dos horquillas de duplicación a una sola burbuja. Esto es cuestión de
velocidad. En los eucariontes son esenciales muchos sitios de duplicación debido
a que los complejos de duplicación trabajan mucho más lentamente que en los
procariontes.
 En procariontes, la mayoría de DNA es una sola molécula circular que no es
tan larga como una molécula de DNA de eucariontes (aprox. 1 400 veces mas
DNA por célula que una bacteria).