Dentro de esta presentación se muestran generalidades sobre la materia médica de biología molecular

1. Introducción a la
Biología Molecular

2. Elementos fundamentales de la vida
Los organismos vivos están conformados por mas de 20 elementos químicos C,H,O,N
suman el 96% de su masa

3. Grupos funcionales

4. Enlaces químicos

5. Ácidos nucleicos
• Macromoléculas que codifican la información genética de un
organismos. De estas moléculas de conocen dos tipos: ADN (ácido
desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico). El ADN es el material
genético desde las bacterias unicelulares hasta los mamíferos
multicelulares. Algunos virus usan ARN, no ADN, como su material
genético, pero técnicamente no se consideran vivos.
Modificado de “Nucleic acids (ácidos nucleicos)”, de OpenStax College, Biología. Disponible en: http://cnx.org/contents/185cbf87-c72e-48f5-b51e
f14f21b5eabd@9.85:14/Biology

6. Composición y estructura de un acido nucleico
Levene PA, London EJ. Science. 1928; Karp, 2014: Capítulo 10

7. Estructura de una pentosa
Levene PA, London EJ. Science. 1928; Karp, 2014: Capítulo 10

8. Base nitrogenada
Levene PA, London EJ. Science. 1928; Karp, 2014: Capítulo 10

9. Ordende los átomos de las bases nitrogenadas
y la ribosa
Levene PA, London EJ. Science. 1928; Karp, 2014: Capítulo 10
*
* *

10. Nucleósido, C 1’ + (Pi) N 1’ o (Pu) N 9’
¿Que resulta?
N-glucosídico
H2O

11. Nucleósido
Nucleósido
Base nitrogenada

12. Nucleósido + acido fosfórico
+
¿Que resulta?
H2O
Enlace éster
Levene PA, London EJ. Science. 1928; Karp, 2014: Capítulo 10

13. Nucleótido
Nucleótido
Nucleósido
Base
nitrogenada
grupo fosfato

14. La unidadbásica del
DNA es un nucleótido
Levene PA, London EJ. Science. 1928; Karp, 2014: Capítulo 10

15. Composición y estructura de un acido nucleico
32354

16. Nucleótidos no nucleicos
• Son nucleótidos que no forma arte de los ácidos
nucleicos
• Se encuentran libres en la célula
• Son coenzimas que pueden actuar como:
• Transportadores de energía: nucleótidos
trifosfato (ATP, ADP)
• Transportadores de electrones (NADH, NADPH,
FADH)
• Activadores de enzimas (AMP)
ATP NADH

17. Nombres
PENTOSA
BASE
NITROGENADA
NUCLEÓSIDOS
NUCLEÓTIDOS
MONO~ DI~ TRI~
RIBONUCLEÓSIDOS RIBONUCLEÓTIDOS
RIBOSA
ADENINA
GUANINA
CITOSINA
URACILO
ADENOSINA
GUANOSINA
CITIDINA
URIDINA
AMP
GMP
CMP
UMP
ADP
GDP
CDP
UDP
ATP
GTP
CTP
UTP
DESOXIRRIBOSA
ADENINA
GUANINA
CITOSINA
TIMINA
DESOXIRRIBO-
NUCLEÓSIDOS
DESOXIRRIBO-
NUCLEÓTIDOS
DESOXIADENOSINA
DESOXIGUANOSINA
DESOXICITIDINA
DESOXITIMIDINA
dAMP
dGMP
dCMP
dTMP
dADP
dGDP
dCDP
dTDP
dATP
dGTP
dCTP
dTTP

18. Enlace fosfodiéster 3’ – 5’
Levene PA, London EJ. Science. 1928; Karp, 2014: Capítulo 10

19. Complementariedad entre las bases
nitrogenadas
Puentes de hidrogeno
Levene PA, London EJ. Science. 1928; Karp, 2014: Capítulo 10

20. Experimento de Chargaff
1950
Erwin Chargaff
Determino la cantidad de
bases nitrogenadas en
diferentes muestras de
DNA
La proporción de
Bases nitrogenadas
1:1:1:1
25% A=T
G=C
A+T ≠ G + C
Cada especies tiene su propia
proporción debase
SoloaplicaparaDNA
Levene PA, London EJ. Science. 1928; Karp, 2014: Capítulo 10

21. Enlaces químicos
Enlace covalente
3´-5´fosfodiéster
Extremo 5´
terminal
La unión de los nucleótidos
forman los ácidos nucleicos
Distancia entre
nucleótidos 0.34 nm
(3.4Å)
La estructura primaria del ácido nucleico está anotada de 5' a 3'
Enlace
N-glucosídico
n

22. ¿Por qué el DNA forma tiene enlaces fuertes y
débiles?

23. Estructura primaria y secundaria del DNA
Primaria Secundaria

24. Características generales
• Doble hélice
• Las dos cadenas discurren en sentido
opuesto 5´-3´y la complementaria 3´- 5´
Levene PA, London EJ. Science. 1928; Karp, 2014: Capítulo 10

25. Características generales
Distancia entre bases es
de 0.34 nm (3.4Å)
Vuelta de hélice
10, 5 pb
Surco mayor
22 Å
Surco menor
12 Å
2 nm

26. Configuraciones de la doble hélice de DNA
▪ Modelo descrito por Watson
y Crick
▪ Conformación mas frecuente
en la célula
▪ Deshidratación del 10%
DNA-A DNA-B DNA-Z
▪ Conformación en condiciones
artificiales
▪ Deshidratación parcial del 30 %
▪ Conformación observada cuando es
extraído con solventes como etanol
▪ Conformación zig-zag
▪ Esta conformación puede estar
presente es procesos de metilación
▪ Secuencia alternante de purinas y
pirimidinas

27. Tipos de DNA
Genómicoo nuclear
ADN mitocondrial
Genómico Mitocondrial
Moléculabicatenaria línea Moléculabicatenaria circularcerrada
Esta organizado en cromosomas Organización cerrada
Esta compuesta de exones e intrones Solo tiene exones
Solo es 2-3% es codificante 95% es Codificante
20.000 - 25.000 genes 37 genes
Herencia materna y paterna Herencia materna
Se le llama nuclear porque el
sitio en el que reside

28. Importante
La célula es la unidad fundamental de los organismos vivos
Cada célula nucleada en el cuerpo humano tiene la misma
información genética (mismo DNA), que consta de
aproximadamente 3 mil millones de bases (~2 m)
Se estima que el cuerpo adulto de un
humano contiene entre 10 y 100 billones
de células

29. Revisa esta pagina
https://www.labxchange.org/library/items/lb:LabXchange:72ac885e:lx_simulation:1

30. ARN (Ácido ribonucleico)
Molécula lineal monocatenaria de ribonucleótidos. Tiene una
importante función intermediaria en la síntesis proteica. Sin
embargo esta molécula no solo participa en la regulación
génica, también tiene actividad catalítica.

31. Componentes del ARN
Ribosa
Adenina
Guanina Citosina
Purinas Pirimidinas
Uracilo
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22508/#208

32. Características del ARN
Debido a que el RNA es una molécula
“transitoria” utiliza uracilo, lo que implica menos
requerimiento energético para su síntesis.
Timina Uracilo
5-metil
Las bases metiladas enmascaran el DNA,
evitando la acción de nucleasas.

33. Características del ARN
Al tener solo una hebra, esta se puede plegar sobre si misma
Regla de
apareamiento
de bases

34. Localización del RNA

35. Diferencias entre ácidos nucleicos
DNA RNA
Estructura Molécula bicatenaria Molécula monocatenaria
Función Almacén de
información genética
Intermediario en síntesis de proteínas y
en la regulación génica; (la información
genética de algunos virus se alacena
como RNA)
Azúcar Desoxirribosa Ribosa
Estabilidad Molécula estable Susceptible a hidrolisis catalizada por
bases (grupo hidroxilo en carbono 2)
Base nitrogenada
(pirimidina)
Timina Uracilo

36. RNA la molecula versatil

37. Diferentes tipos de RNA
Transporta la información genética del DNA
(núcleo) al citoplasma para la síntesis de proteínas
Representa ~5% del RNA celular
Tamaño variable
El mRNA eucariota sufre diferentes modificaciones
antes de salir del núcleo para el proceso de
traducción
RNA mensajero (mRNA)

38. RNA transferencia (tRNA)
Transporta los aminoácidos a los ribosomas para su ensamblaje en el proceso
de traducción
Tallo aceptor
Unión del aminoácido
Tallo anticodón
Lazo anticodón Secuencia
complementaria (triplete)
con el mRNA
El aminoácido esta unido de
forma covalente con el tRNA
especifico (acción catalizada
por la sintetasa de animoacil-
tRNA)
Lazo D Tallo D
Tallo TΨ C Lazo TΨ C
Especificidad de la enzima sintetasa
de aminoacil tRNA y alineamiento
correcto en en el ribosoma

39. RNA transferencia (tRNA)
Transporta los aminoácidos a los ribosomas para
su ensamblaje en el proceso de traducción
Representa ~15% de RNA celular
Longitud ~75 nucleótidos
Cada tRNA se une a un aminoácido especifico,
por lo tanto hay al menos un tRNA para cada
uno de los 20 aminoácidos

40. RNA ribosomal (rRNA)
Son ribonucleoproteínas (contienen un 60% de ARNr y 40% de proteínas)
citoplasmáticas encargado de la sintetizan proteínas (traducción). Las
secuencias de DNA que codifican para rRNA se repiten cientos de veces a lo
largo del genoma.
Representan el 80% del RNA total de la célula
Subunidad pequeña 40S
(rRNA 18 + proteínas)
Ribosoma
Sitio de salida
aminoacil
peptidil
Subunidad mayor 60S
(rRNA + RNA (28S, 5S,5.8S)
+ proteínas
Sitios de unión a tRNA
Cataliza la unión peptídica de aminoácidos