El documento detalla el flujo de información genética, comenzando con la estructura y función del ADN como material genético, incluyendo su replicación, transcripción, y traducción. Se discuten los experimentos históricos que demostraron la naturaleza del ADN, así como conceptos sobre las bases nitrogenadas, nucleótidos, y su papel en la biosíntesis de proteínas y la regulación del genoma. También se abordan modernas técnicas de biología molecular y la estructura de los ácidos nucleicos, incluyendo su polaridad y características estructurales.

1. 5. EL FLUJO DE INFORMACION GENETICA
Temas: 5.1.Introducción: El ADN como material genético y portador de la
información
5.2.Composición, estructura y organización de los ácidos nucleicos.
Histonas y sus modificaciones
5.3.Replicación del ADN
5.4.Transcripción del ARN
5.5.Código genético y mutaciones moleculares
5.6.Biosíntesis de proteínas. Conceptos generales y mecanismo de la
traducción
5.7.Regulación de la expresión genética
5.8.Modernas técnicas de la Biología Molecular

2. 5. EL FLUJO DE INFORMACION GENETICA
Temas: 5.1.Introducción: El ADN como material genético y portador de la
información
5.2.Composición, estructura y organización de los ácidos nucleicos.
Histonas y sus modificaciones
5.3.Replicación del ADN
5.4.Código genético y Mutaciones moleculares
5.5.Transcripción del ARN
5.6.Biosíntesis de proteínas. Conceptos generales y mecanismo de la
traducción
5.7.Regulación de la expresión genética
5.8.Modernas técnicas de la Biología Molecular

3. TEMAS
5.1 & 5.2
5.1.Introducción: El ADN como material genético y portador de
la información
5.2.Composición, estructura y organización de los ácidos
nucleicos. Histonas y sus modificaciones
COMPOSICIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
1. Nucleótidos y Nucleósidos: el enlace N-glicosídico
2. Propiedades derivadas de las bases nitrogenadas
3. Ácidos nucleicos o polinucleótidos: el enlace fosfodiester
4. Otros tipos de nucleótidos en forma libre
5. Tipos de nucleótidos: número de fosfatos y cadenas poliméricas
EL DNAALMACENA LA INFORMACIÓN GENÉTICA
Los experimentos de Miescher y de Avery/MacLeod/McCarty
DOBLE HÉLICE
1. Los experimentos de Chargaff y de y Wilkins y Franklin
2. Modelo Watson & Crick
3. Propiedades de la doble hélice
4. Otras formas de doble hélice
5. Bases Nitrogenadas minoritarias ó atípicas DNA
EL RNA
1. Función y Tipos
2 Estructura Primaria general (monocatenario) T=U, A=U
3. Propiedades comunes con el DNA
4. Estructura secundaria y terciaria
COMPACTACIÓN DEL DNA
1. Superenrollamiento
2. Topoisomerasas
3. Cromatina. Histonas

4. 1. COMPOSICIÓN DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS:
1.1. Nucleótidos y Nucleósidos: el enlace N-glicosídico
1.2. Propiedades derivadas de las bases nitrogenadas
1.3. Ácidos nucleicos o polinucleótidos: el enlace fosfodiester
1.4. Otros tipos de nucleótidos en forma libre
1.5. Tipos de nucleótidos: número de fosfatos y cadenas poliméricas

5. Sentido y Función
DNA Proteínas
RNAm
RNAr
RNAt
Acidos Nucleicos (AN): almacenamiento y transferencia de
información genética (~5-7% peso seco cel)
Gen: segmento de DNA que contiene la información necesaria para
la síntesis de un producto biológico funcional (proteína o RNA)
TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN
REPLICACIÓN
INTERMEDIARIO
COMPLEJO SÍNTESIS
MOLECULA ADAPTADORA

6. Evasión al “Dogma”
*Transcriptasa inversa de algunos virus
polimerasa que usa como molde RNA
*Ribozimas
RNA con capacidad autocatalítica
*Priones
proteínas con capacidad “infectiva”
Uni-direccionalidad en la expresión
Dogma central de la Biología Molecular
F. Crick 1970
Información
Hereditaria
Proteínas
MOLECULA ADAPTADORA

7. Estructura y Química
Polímeros
Nucleósidos
Grupo Fosfato
Nucleótidos
Base
Azúcar
Enlace Éster fosfórico
Enlace N-glicosídico
Parte ácida
Purina
Pirimidina
D-ribosa
2’-desoxi-D-ribosa
N-1
N-9
1
2
3

8. Azúcar
ADN
(DNA)
ARN
(RNA)
Anillo Ribofuranosa
β-D-Ribosa β-D-2-Desoxiribosa

9. Anexo:
Azúcares → CARBOHIDRATOS

10. Carbohidratos: Polihidroxi-aldehidos o cetonas
-Estructuralmente constan de una cadena polialcohólica (-OH), que suele contener en
uno de sus carbonos un grupo Carbonilo:
●Cuando el carbonilo se sitúa en el extremo
de la cadena se denominan ALDEHIDOS (-CHO):
●Cuando el carbonilo se sitúa en un C interior
de la cadena se denominan CETONAS (-CO-):
Químicamente los glúcidos:
polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas.
(CH2O)n (n>3) también algunas modificaciones
algunos glúcidos N, P, S

11. *Monosacáridos: Una única unidad de polihidroxi-aldehido o –cetona,
contienen 3 a 6 (7-8…) átomos de C, son las unidades básicas de los azucares.
3C Triosas 4C Tetrosas 5C Pentosas 6C Hexosas 7C Heptosas
Sólidos, incoloros y cristalinos, solubles en agua (insolubles en disolventes apolares), mayoría con sabor dulce
*Oligosacáridos: formados por uniones de unos pocos monosacáridos.
El grupo más numeroso serían los disacáridos (2 monosacáridos),
siendo raros y de poca importancia los Trisacaridos o superiores libres.
Lo común es que se encuentren conjugados a proteínas o lípidos
*Polisacáridos: formados por un número muy alto de monosacáridos unidos
(+de 20 y suelen superar el millar).
Sus cadenas pueden ser Lineales o Ramificadas, según el tipo de unión entre
monosacáridos.
Se subdividen en dos grupos:
*Homopolisacáridos: formados por el mismo tipo de monosacárido.
*Heteropolisacáridos: formados por distintos tipos de monosacáridos.
Clasificación

12. Monosacaridos: Estereoisomería
CRITERIOS:
Si representamos en un plano (proyección de Fischer) los monosacáridos,
poniendo por convenio el grupo Aldehido o Cetona en el vértice superior y el
grupo alcoholico del último carbono en el vértice inferior: cada carbono quiral
de la molécula tendra su grupo OH orientado en dos posibles situaciones o
isómeros (derecho o izquierdo).
Aquellos monosacáridos que presenten: (ENANTIOMEROS)
*el OH de su último carbono quiral a la derecha: ISOMEROS D
*el OH de su último carbono quiral a la izquierda: ISOMEROS L
En general de los 2n isómeros que habría mitad de la SERIE D
mitad de la SERIE L
En general el nº de isómeros sería (2n) , siendo (n) el nº de Carbonos quirales
Proyección
Fischer
→En la NATURALEZA!
*Se numeran desde el extremo
más cercano al Carbonilo
1
2
3
4
5

13. Aldosas
Cetosas
Monosacaridos: Ciclación
Piranosa
Furanosa
Fórmulas de
Haworth
Enlace COVALENTE
Enlace hemiacetálico genera un C asimétrico adicional…
Monosacáridos ciclan en solución acuosa

14. Anomería y Mutarrotación
Carbono anomérico:
C hemiacetálico o carbonílico
MUTARROTACIÓN
(en disolución acuosa)
interconversión de los anómeros α y β

15. (β-D-Ribosa) β-D-2 Desoxi-ribosa
D-Ribosa
Ambas se encuentran en forma β-D-furanosa
Anillo no plano que presenta distintas 4 conformaciones distintas
4 de los 5 átomos en el mismo plano, el 5º átomo (C2’ o C3’) en el mismo lado que C5’: ENDO
en distinto lado que C5’: EXO
C2’ Endo C2’ Exo

16. Azúcar
ADN
(DNA)
ARN
(RNA)
Componentes heterocíclicos: bases y pentosas
numeración convencional
Para facilitar nomenclatura e identificar derivados,
a los átomos de C de las pentosas se les añade (‘)

17. Bases Nitrogenadas
Enlace N-β-glicosídico

18. Propiedades de los Bases Nitrogenadas
• Hidrofóbicas, poco solubles en agua, y altamente conjugadas.
En forma libre sólo trazas en las células (productos de hidrólisis)
• Son de carácter básico débil que se pueden encontrar en 2 o más
formas tautoméricas (reordenación de grupos) dependiendo del pH
tautomería ceto-enol o lactama-lactima
• Pirimidinas son planares, purinas casi planares
• Con grupos capaces de establecer enlaces por puente de hidrogeno *

19. Puentes de hidrógeno

20. Propiedades de los Bases Nitrogenadas
• Todas las bases absorción en el ultravioleta:
260 nm (250-280 nm) se utiliza par determinación
cuantitativa de nucleósidos y nucleótidos
• Hidrofóbicas, poco solubles en agua, y altamente conjugadas.
En forma libre sólo trazas en las células (productos de hidrólisis)
• Son de carácter básico débil que se pueden encontrar en 2 o más
formas tautoméricas (reordenación de grupos) dependiendo del pH
tautomería cetoenol o lactama-lactima
• Pirimidinas son planares, purinas casi planares
• Con grupos capaces de establecer enlaces por puente de hidrogeno *

21. Nucleósido
Enlace (β)-N-glicosídico

22. Propiedades de los Nucleósidos
• Más solubles en agua que las bases. En forma libre sólo trazas
• Enlace N-glicosídico es resistente a los alcalis, pero puede
hidrolizarse en medio ácido
nucleósidos purínicos más suceptibles a hidrólisis ácida que los pirimidínicos
• Posibilidad de rotura enzimática del enlace por nucleosidasas

23. Nucleótidos
Esteres fosfóricos de los nucleósidos (5’ fosfato)
con 1 sólo fosfato (2 cargas -), NMP; 2 fosfatos (3 cargas -), NDP; 3 fosfatos (4 cargas -), NTP
NDP y NTP forma complejos con cationes Ca2+ y Mg2+
Para separar los fosfatos: tratamiento ácido fuerte y calor (no el α) o
tratamiento enzimático
Adenosina 5’-trifosfato (5’ATP)
α
β
γ

24. H3PO4
Raiz de la Base
-osina
-idina
(Desoxi-)
Mono-
Di-
Tri-
Fosfato
Nucleósidos y Nucleótidos
Base púrica (A, G)
Base pirimídica (C, T, U)
NUCLEÓSIDO
Raiz de la Base + -ilato
NUCLEÓTIDO

26. Nucleótidos
• Además nucleótidos en forma libre participando en procesos metabólicos
-ATP (ADP, AMP): almacenamiento de energía (moduladores alostéricos)
-UTP: metabolismo glucídico
-GTP: biosíntesis de proteínas
-CTP: metabolismo lipídico
-formando parte de co-enzimas (AMP en CoA, FAD, NAD)
• Otros nucleótidos con posiciones distintas para el fosfato
-cAMP (adenosina 3’,5’-monofosfato cíclico) y
cGMP (guanosina 3’,5’-monofosfato cíclico)
-otros...
Segundos mensajeros
• Forma libre en las cels durante los procesos de biosíntesis y degradación AN

27. Ácidos Nucleicos: Polímeros de unidades de Nucleótidos
Nucleótido=Base nitrogenada+Azúcar+Grupo(s) fosfato(s)
Azúcar: 2’-desoxi-D-ribosa en el DNA
D-ribosa en el RNA
Bases nitrogenadas: derivados de Purinas
o
Pirimidinas
Adenina
Guanina
Timina
Citosina
En el RNA Uracilo
sustituye a Timina
Resumen
Nucleósido

28. Cadenas Poliméricas:
polinucleótidos
Los nucleótidos sucesivos están unidos entre
sí mediante enlace fosfo-di-ester: entre
hidroxilo 3’ una ribosa y 5’ siguiente.
Esqueleto covalente AN: residuos alternados
de fosfato y pentosa,
bases nitrogenadas aparecen como grupos
laterales (hidrofóbicos)
Todos enlaces fosfodiester misma orientación
a lo largo cadena: polaridad específica y
extremos 5’ y 3’ diferenciados
(extremos uno o más grupos fosfato)
Tratamientos ácidos: separa bases purínicas
Hidrólisis alcalina: afecta RNA (no DNA)
Enzimas específicas: endonucleasas
exonucleasas
Grupo fosfato mantiene carga (-)
oligonucleótidos
AN de cadena corta: menos 50 nucleótidos: oligonucleótidos (síntesis en el lab)
Moléculas DNA en la naturaleza son de longitud extraordinariamente larga

29. 5’...ACG... 3’
Formas de representar la estructura y composición de los ácidos nucleicos
Por convención la estructura de una cadena o hebra sencilla de AN se escribe siempre en dirección
5’ 3’
Debido a la polaridad, ACG y GCA corresponden a compuestos diferentes
Direccionabilidad en los ácidos nucleicos

30. 2. EL DNA ALMACENA LA INFORMACIÓN GENÉTICA
2.1. Los experimentos de Miescher, de Avery/MacLeod/McCarty y
de Hershey y Chase
F. Miescher (1868) Primeros estudios químicos sistemáticos del núcleo celular
Aisló una sustancia rica en fostatos, “nucleína”, de los núcleos de las células
de pus (leucocitos)
parte acídica (DNA)
parte básica de proteínas
También en esperma de salmón
A. Kossel (1880) descubrió propiamente los A.N.

31. Avery/MacLeod/McCarty (1944)
Capacidad del DNA
de “transformar”
cepa no virulenta
Hershey y Chase (1952)
Es el DNA del fago
(no la proteína) el que
penetra el núcleo bact.
Streptococcus pneumoniae
Fago T2
E coli

32. 3. DOBLE HÉLICE DNA
3.1. Los experimentos de Chargaff y de y Wilkins y Franklin
3.2. Modelo Watson & Crick
3.3. Propiedades de la doble hélice
3.4. Otras formas de doble hélice
3.5. Bases Nitrogenadas minoritarias ó atípicas DNA

33. Investigación sobre DNA
∗ Análisis de la composición química del DNA, de sus bases nitrogenadas:
- De distintas especies animales.
- De distintos individuos de una misma especie.
- De un mismo individuo en distintas situaciones.
∗ Postulado de sus Leyes:
- Composición de bases varia según la especie.
- En una especie, no hay variación entre ≠ tejidos.
- Composición no varia por condiciones ambientales, estado nutricional o edad.
- En el DNA, hay tantas A como T y tantas G como C
Erwin Chargaff (finales década 1940)
A+G = C+T
Purínicas = Pirimidínicas

34. Maurice Wilkins y Rosalind Franklin
Moléculas de DNA helicoidales (fibra de 2 cadenas) con periodicidad a largo del
eje longitudinal, primaria de 3,4 Ǻ y secundaria de 34 Ǻ
∗ Cristalización de DNA.
∗ Obtención de Imágenes de Difracción de Rayos X del DNA (fibras)
Falta modelo que integre estas observaciones, las equivalencias de
bases de Chargaff (A=T, GΞC) y otras propiedades químicas del DNA

35. Watson y Crick (1953)
Formas Tautoméricas y
densidad
Leyes de Chargaff Rayos X
Modelo Matemático Teórico
Prueba experimental:
En 1956, Arthur Kornberg,
estudios con DNA polimerasa,
responsable de la replicación
del DNA que años atrás había
postulado Watson y Crick.

36. Doble Hélice
• Cadenas Complementarias y emparejamiento A=T y C≡G
Surco
menor
Surco
mayor
• Doble Hélice Dextrógira con 2 Cadenas Helicoidales
y Antiparalelas
• Ejes azúcar-fosfato exterior, bases interior
• Bases casi perpendiculares al eje hélice,
bases adyacentes separadas 3,4Ǻ,
estructura helicoidal se repite cada 34 Ǻ, 10 nt/vuelta
(rotación 36º por base)
• Diámetro de la hélice de 20 Ǻ
34 Ǻ

37. Formación de puentes de
hidrógeno entre las bases
complementarias del DNA
orientadas hacia el interior
Estructura de la
doble hélice del
DNA
La doble hélice se mantiene unida por:
*ptes de H
*interacciones apilamiento bases

38. Hebra
parental
Hebra
parental
Hebras
hijas
Característica fundamental del modelo es la
complementariedad de las dos hebras del DNA
Antes de disponer de pruebas
experimentales, W &C dedujeron
que para la replicación:
1) Separación dos hebras
2) Síntesis de hebras complementarias
de cada una

39. Fuerzas que estabilizan el DNA
-Puentes de hidrógeno
-Apilamiento entre bases: E carácter aromático y plano de las bases permite el apilamiento
(deslocalización e- π anillos aromáticos,
e interacciones hidrofóbicas entre bases)
W&C pensaban que bases del puente de hidrógeno
formarían un ángulo de 90ºC perfecto
y un apilamiento “perfecto”.
En realidad cada base forma cierto ángulo con la complementaria con la que se aparea: ALABEO
-Contraiones: Mg2+ estabiliza
-Hidratación (menos importante): DNA hidratado, menos energía, mayor estabilidad

40. DNA
*Eucariotas: En el núcleo, y también en mitocondrias y cloroplastos
El DNA del núcleo mucho más grande que el de mitocondrias o bacterias
2 hebras (muy grandes) enrolladas entre si muy difíciles de aislar entre si de forma separada
Unido, mediante enlaces de tipo iónico, con proteínas de carácter básico:
HISTONAS y a otras aminas (putrescina, cadeverina, espermina, espermidina…)
También unido a cationes (Mg2+)
Procariotas: 1 sola doble cadena de DNA (circular) y no unido a proteínas
(no son diploides)

41. Anti-Syn
Variación estructural del DNA
Es posible la ‘rotación’ alrededor de algunos enlaces de la cadena azúcar-fosfato y las fluctuaciones
térmicas pueden provocar curvatura, estiramiento y des-apareamiento (FUSIÓN) de las hebras
En el DNA celular se observan desviaciones en la estructura de Watson y Crick
(con papel en el metabolismo del DNA)
Variabilidad estructural (conformacional) DNA
-conformaciones posibles de la desoxiribosa (C2’ Endo)
-rotación alrededor de enlaces adyacentes que constituyen el esqueleto
de fosfo-desoxiribosa
-libre rotación en torno
al enlace N-glucosídico (Anti)
Pirimidinas limitadas a la anti
Anti
C2’ Endo

42. Hélice del DNA
tipo B (B-DNA)

43. Parámetros Hélice A Hélice B Hélice Z
Trascendencia
Fisiológica
-Conformación típica de los RNA doble
cadena, y de los híbridos DNA/RNA en
condiciones fisiológicas (>92% de
humedad relativa y baja salinidad),
también denominada RNA-11.
-El DNA doble la posee en baja humedad
relativa (<75% y baja salinidad):
Condiciones NO fisiológicas
-Conformación mayoritaria
del DNA doble cadena en
condiciones fisiológicas
El más prevalente en la célula
(>92% de humedad relativa y
baja salinidad).
-Existe en condiciones
fisiológicas en secuencias ricas
en G-C, que presente
‘superenrollamiento negativo’, o
proteínas afines que estabilicen
esta estructura
En regulación expresión algunos
genes o en recombinación
Dirección de rotación Dextrógira Dextrógira Levógira
vuelta de hélice 11 pb 10 pb 12 pb
Distancia media entre
pares de bases (nm) 0,25 nm 0,34 nm 0,37 nm
Distancia media por
vuelta de hélice (nm)
2,8 nm 3,4 nm 4,5 nm
Diámetro (Å) 23 Å 20 Å 18 Å
Rotación de hélice por
par de bases (en grados) 33º 36º -30º
Inclinación del plano de las
bases respecto al eje
(en grados)
20º 6º 7º
Surco Mayor Estrecho y profundo Ancho y Profundo Plano
Surco Menor Ancho y superficial Ancho y Profundo Estrecho y profundo
Orientación del enlace
N-glicosídico
Anti Anti -Anti para Citosina.
-Syn para Guanina.

44. Algunas secuencias de DNA adoptan estructuras no habituales
• Siempre que se encuentren 4 o más adeninas consecutivas: curvatura de la hélice
• Palíndromos:
Cuando secuencia repetida invertida en ambas hebras: repetic especular
• Estructuras inusuales con 3 o 4 hebras: en lugares de comienzo o regulación de procesos DNA
(puentes de hidrógeno adicionales)
Unión algunas
proteínas
Implica una hebra: HORQUILLA
Implica dos hebra: CRUCIFORME
DNA H: regiones poli-purina
o poli-pirimidina
que incorporen
repetición especular
regiones DNA con repeticiones invertidas
con simetría binaria entre las 2 hebras

45. Química del DNA
• Absorción de Radiación a 260 nm:
- Permite estimar la Concentración
- Determinación Pureza  cociente 260/280 nm
260nm (abs AN) / 280nm (abs Prot)
-Efecto Hipercrómico  estimación desnaturalización DNA
(efecto hipocrómico: apilamiento reducción Abs 260nm)
• Desnaturalización reversible por calor y valores extremos de pH
(no rompe enlace covalente)
Hibridación: renaturalización, al retornar a valores en márgenes
‘biológicos’
-Determinación Tm (punto medio de fusión o transición)
depende pH, temperatura y composición bases (%GC  Incremento Tm)

46. Bases Nitrogenadas minoritarias ó atípicas DNA
Uracilo: es atípica en el DNA (no en el RNA), puede aparecer a veces bien por "desaminación de la
Citosina", o bién por "incorporación directa como dUTP" en caso de determinadas patologías
metabólicas.
5-metil-Citosina: es el resultado de una metilación de la Citosina, y interviene en procesos de
regulación génica de eucariotas, o en el caso de procariotas en procesos de reparación de DNA
o sistemas de restricción-modificación para evitar el ataque del DNA por las nucleasas.
6-metil-Adenina: es el resultado de una metilación de la Adenina, se da "exclusivamente en DNA
procariotico" (no en eucariotas), y su función es la misma que la indicada para la 5-metil-citosina.
5-hidroximetil-Citosina: es importante en "fagos del tipo Tpar" (virus de bacterias), y actúa
protegiendo el DNA fágico de las nucleasas durante su infección sobre bacterias.
Br-Uracilo: es un "análogo estructural de la Timina", ya que lleva Br en el C5 (en vez del metilo de la
Timina). Se emplea en laboratorio para el marcaje del DNA, y como estabilizador de la estructura
del DNA-Z.

47. 3. RNA.
3.1. Función.
3.2. Estructura Primaria general (monocatenario) T→U A=U
3.3. Propiedades comunes con el DNA.
3.4. Estructura secundaria y terciaria

48. RNA
*Cadena lineal: no existen ramificaciones, 1 sola hebra de apilamiento dextrogiro
Se dan zonas de estructura duplohelicoidal (ej tRNA)*, pero por lo general sólo 1 cadena
*Pentosa: RIBOSA *Bases: A, U, G, C
NO han de mantener determinado porcentaje o relación entre la cantidad relativa de cada
una de sus bases
Apilamiento dextrogiro de RNA
de cadena sencilla
(bases: gris, fosfatos en verde)

49. RNA (y DNA) es un polímero no ramificado, nucleótidos unidos por enlaces fosfodiester
Diferencias con DNA -Grupo 2’-OH de la Ribosa (C2’)
-Bases (U por T)

50. RNA
*Cadena lineal: no existen ramificaciones, 1 sola hebra de apilamiento dextrogiro
Se dan zonas de estructura duplohelicoidal (ej tRNA)*, pero por lo general sólo 1 cadena
*Pentosa: RIBOSA *Bases: A, U, G, C
NO han de mantener determinado porcentaje o relación entre la cantidad relativa de cada
una de sus bases
Apilamiento dextrogiro de RNA
de cadena sencilla
(bases: gris, fosfatos en verde)
*Estructura secundaria
RNA
protuberancia
Bucle interno
horquilla
Hebras
simples
*Estructura terciaria
RNA
En ribozimas, enzimas de RNA: la complejidad estructural
refleja la complejidad inherente a la catálisis

51. Función/Tipos RNA
INTERMEDIARIO EN LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
-mRNA: o MENSAJERO síntesis en el núcleo a partir del DNA (copia) y
pasa al citoplasma, en cuyos ribosomas será el ‘molde’ para la síntesis
de proteínas
-tRNA: o DE TRANSFERENCIA moléculas adaptadoras en la síntesis
proteica (aparean con el mRNA)
-rRNA: RIBOSOMALES
-otros RNAs

52. 4. COMPACTACIÓN DEL DNA
4.1. Superenrollamiento
4.2. Topoisomerasas
4.3. Cromatina
-Histonas

53. DNA superenrollado
Tamaño DNA necesario vs tamaño célula hace necesaria compactación
(plegamiento)
El mecanismo de plegamiento ha de permitir empaquetar, pero también
acceder a la información contenida durante replicación y transcripción
Superenrollamiento: enrollamiento de una hélice
DNA está enrollado formando una doble hélice, en la que ambas cadenas se enrollan
alrededor de un eje. El enrollamiento sobre si mismo produce super-enrollamiento
Cuando no hay enrollamiento neto del eje: relajado
Todas las cels desenrollan su DNA con ayuda de procesos enzimáticos
topoisomerasas
Refleja una propiedad intrínseca del DNA
(se observa en DNA circular cerrado como el de los plásmidos y algunos DNA víricos)

54. -Superenrollamiento Negativo (superenrollamiento dextrogiro).
- Superenrollamiento Positivo (superenrollamiento levogiro)
Superenrollamiento debido a torsión de cadena
Si se ‘fija’ uno de los extremos y se separa el otro la tensión
resultante produce superenrollamiento
Estudio de la conformación basado
en la topología (rama matemáticas)
(número de enlace o linking number)
Dos formas de DNA que difieran en
el número de enlace: topoisómeros
Topoisomerasas catalizan
cambios en el número enlace
DNA eucariota está
superenrollado (-) en
las zonas condificantes

55. La cromatina está compuesta por DNA y proteínas
Cromosoma: molécula AN depositaria información genética.
Cuerpo densamente coloreado observable al microscopio óptico en cel eucariotas teñidas con colorante
En cel que no se dividen (G0) o en infertase (G1, S y G2) el material cromosómico, la cromatina, está
disperso en diversas regiones del núcleo.
Durante profase de la mitosis se condensa en forma definida y característica de cada especie
Cromatina: fibras de proteínas y DNA (proporciones parecidas) + pequeña cantidad RNA
+ prot histonas y no histonas
HISTONAS: proteínas que empaquetan y ordenan el DNA en unidades estructurales: NUCLEOSOMAS
NUCLEOSOMAS: complejos de
histonas unidos al DNA

56. Histonas: pequeñas proteínas básicas (masa molecular 11000-21000) muy ricas en aa básicos
(Arginina y Lisina)
5 clases principales
Cadenas laterales de algunos aa de las histonas son susceptibles de sufrir modificaciones
postraduccionales (metilación, ADP-ribosilación, fosforilación, glicosilación o acetilación) que modifica
las propiedades estructurales y funcionales de la cromatina: papel en regulación transcripción

57. Cada nucleosoma: octámero de dos copias de H2a, H2b, H3 y H4
sobre el que se enrolla el DNA (1,8 vueltas de la hélice)

58. Estructura de un nucleosoma
Estructura de un nucleosoma (vista lateral)

59. Histonas tienden a localizarse en
ciertas posiciones con abundancia
en A=T
Cada nucleosoma: octámero de dos copias de H2a, H2b, H3 y H4
sobre el que se enrolla el DNA (1,8 vueltas de la hélice)
Collar de cuentas: cada 200 pares de bases (pb), 146 alrededor
del octámero y el resto de nexo (con H1 unida: compactando)

60. Modelo solenoidal de la asociación de los nucleosomas

61. Los nucleosomas se empaquetan en sucesivos órdenes de magnitud
El enrollamiento del DNA alrededor del núcleo proteico del nucleosoma: compactación 7 veces…
pero grado de compactación final es 10.000 veces superior
Aislamiento suave rinde fibras de 30 nm. Este nivel de compactación
requiere una molécula de H1 por nucleosoma (compact 100 veces)
Organización fibras 30 nm interrumpida por uniones a otras
proteínas no histonas
Siguientes niveles de organización se desconocen con exactitud,
aunque parece que ciertas regiones se asocian a un armazón
nuclear
Los niveles de organización probablemente no son
tan regulares como los de la figura
Cuentas de
rosario
Bucle
(~75000 pb)
Una roseta
(6 bucles)
Una vuelta
(30 rosetas)
2 cromátidas
(1º vueltas
cada una)