Acidos Nucleicos.

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1 Acidos Nucleicos

2 Ácidos nucléicos Ácidos nucléicos : un biopolímero que contiene tres tipos de monómeros unidos Una base orgánica heterociclo nitrogenado aromático derivado de purina y pirimidina Un azúcar monosacárido D-ribosa o 2-deoxi-D-ribosa ácido fosfórico su nombre viene de que son muy abundantes en los núcleos celulares y de su carácter ácido El más importente es el DNA que es el material genético. En la siguiente diapositiva se muestra el nombre y abreviaturas de algunas bases nitrogenadas

3 Bases Purina/Pirimidina
O O NH 2 4 CH 3 3 N HN HN N 5 2 N 6 O N O N O N 1 1 1 1 H H H Pirimidina Uracil (U)‏ Timina (T)‏ Citosina (C)‏ NH 2 O 6 7 1 5 N N N N N HN 8 N N 2 N N N 4 H 2 N N 9 3 H H H Purina Adenina (A)‏ Guanina (G)‏

4 Nucleósidos Nucleósido: son glucósidos cuya base son las nitrogenadas indicadas, contienen D-ribosa o 2- deoxy-D-ribose unidas a la bases por un enlace -N-glicosídico

5 Nucleósidos Uridina carbono anomérico H O C N Uridina  -D-ribosido
2 N Uridina  -D-ribosido uracilo 1' ' 3 4 5' 1 Enlace -N glicosídico

6 Nucleótido: un nucleósido con una molecula de acido fofórico está esterificado con el -OH del monosacarido, más comúnmente el 3’-OH o el 5’-OH Nucleótidos

7 Nucleótidos Adenosina 5’-monofosfato (AMP)‏

8 Nucleótidos Deoxitimidina 3’-monofosfato (3’dTMP)‏

9 Aciclovir & AZT O O N H N C H H N N H N N O N H O C H O C O O H H H H
3 H N N H 2 N N O N H O C 2 H O C 2 O O H H H H H H H H N 3 H Aciclovir (Dibujado para ver su semejanza con la 2-deoxyguanosina Azidotimidina (AZT)‏

10 DNA - 1° Estructura Ácidos Deoxirribonucleicos (DNA): un biopolíme- ro (polinucleótido) constituido por los ácidos desoxiadenílico, guanílico, citidílico y timidínico unidos por enlaces de éster fosfórico entre 3’-OH de una 2-deoxi-D-ribosa y el 5’-OH de la siguien- te 2-deoxi-D-ribosa. Son cadenas monótonas al- ternándose D-ribosa con fosfato y diferenciándo- se sólo en las bases colaterales a esa cadena. Estructura Primaria :la secuencia de bases en el DNA determina su especificidad funcional y la información genética que almacena.

11 DNA – Estructura 1ia; TG Extremo 5´fosforilado O C H H N O O N O P C H
3 H N O O N 5' - O P C H 2 O O O - H H 1' N H N H H 2' O H N H 2 N N 5' O = P O C H 2 O O - 1' H H H H Extremo 3´libre 3' 2' O H H

12 Estructura - 2° DNA Estructura secundaria : es el ordenamiento de las cadenas de ácidos nucleicos Hélice Doble : el DNA forma una doble hélice de dos cadenas complementarias con las vueltas a la derecha. Las bases están situadas hacia el in- terior de la hélice, en planos perpendiculares al eje, y los grupos de fosfórico están hacia el exte- rior. Este modelo de doble hélice fue propuesto por James Watson y Francis Crick en 1953 en base a diagramas de rayos X y a las equivalencias A=T y G=C de las bases.

13 T-A Pareja de Bases El mejor factor estabilizante es la pareja de bases T-A y entre C-G Timina Adenina

14 T-A Pareja de Bases

15 C-G Pareja de Bases Citosina Guanina

16 C-G Pareja de Bases

17 Formas del DNA B-DNA A-DNA
es la forma predominante en solución acuosa diluida hélices con las vueltas a la derecha 34 Å por 10 pares de bases; 20 Å de espesor surco menor de 12 Å y el mayor de 22 Å A-DNA una helice diestra, pero de mayor espesor que B-DNA 29 Å por 10 pares de bases

18 DNA – Estructura 3ia EstructuraTerciaria : el arreglo de todos los átomos de ácido nucleico en la tercera dimensión, comúnmente referido como superenrollado Circular DNA: un tipo de ADN double-stranded en el que 5 ' y 3 ' los finales de cada soporte son unidos según enlaces de fosfodiester (Fig 19.10)‏ Cromatina:consists de herida de moléculas de ADN alrededor de las partículas de histones en una estructura parecida a una cuenta

19 Ácidos Ribonucleicos (RNA)‏
RNA son similares al DNA en los que tambien son largas cadenas enroyadas de nucleotidos unidos por grupos de fosfodiester siendo el 3’-OH de una pentosa y el 5’-OH de la próxima. However, the pentose unit in RNA is -D-ribose rather than -2-deoxy-D-ribose the pyimidine bases in RNA are uracil and cytosine rather than thymine and cytosine RNA is single stranded rather than double stranded

20 RNA RNA molecules are classified according to their structure and function Ribosomal RNA (rRNA): a ribonucleic acid found in ribosomes, the site of protein synthesis

21 RNA Transfer RNA (tRNA): a ribonucleic acid that carries a specific amino acid to the site of protein synthesis on ribosomes

22 RNA Messenger RNA (mRNA): a ribonucleic acid that carries coded genetic information from DNA to the ribosomes for the synthesis of proteins present in cells in relatively small amounts and very short-lived single stranded its synthesis is directed by information encoded on DNA a complementary strand of mRNA is synthesized along one strand of an unwound DNA, starting from the 3’ end

23 RNA Transcription: the synthesis of mRNA from DNA

24 El Código Genético Codon: a triplet of nucleotides on mRNA that directs incorporation of a specific amino acid into a polypeptide sequence

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26 The Genetic Code Properties of the Code
only 61 triplets code for amino acids; the remaining 3 (UAA, UAG, and UGA) signal chain termination the code is degenerate, which means that several amino acids are coded for by more than one triplet. Leu, Ser, and Arg, for example, are each coded for by six triplets for the 15 amino acids coded for by 2, 3, or 4 triplets, it is only the third letter of the codon that varies. Gly, for example, is coded for by GGA, GGG, GGC, and GGU there is no ambiguity in the code; each triplet codes for one and only one amino acid

27 Sequencing DNA Restriction endonuclease: an enzyme that catalyzes hydrolysis of a particular phosphodiester bond within a DNA strand over 1000 endonucleases have been isolated and their specificities determined typically they recognize a set sequence of nucleotides and cleave the DNA at or near that particular sequence EcoRI from E. coli, for example, cleaves as shown

28 Sequencing DNA examples of endonucleases

29 Sequencing DNA Polyacrylamide gel electrophoresis: a technique so sensitive that it is possible to separate nucleic acid fragments differing from one another in only a single nucleotide Chain termination or dideoxy method: a method developed by Frederick Sanger for sequencing DNA molecules

30 DNA Replication the sequence of nucleotides on one strand is copied as a complementary strand to form the second strand of double-stranded DNA this synthesis is catalyzed by the enzyme DNA polymerase DNA polymerase will carry of this synthesis in vitro using single-stranded DNA as a template, provided the four dNTPs and a primer are present because the new DNA strand grows from the 5’ to 3’ end, the primer must have a free 3’-OH group to which the first nucleotide of the growing chain is added

31 Chain Termin. Method The key is addition of a 2’,3’-dideoxynucleoside triphosphate (ddNTP) to the synthesizing medium synthesis terminates at any point where a ddNTP becomes incorporated

32 Chain Termin. Method a single-stranded DNA of unknown sequence is mixed with primer and divided into four separate reaction mixtures to each mixture is added all four dNTPs, one of which is labeled in its 5’- phosphoryl group with P-32 also added are DNA polymerase and one of the four ddNTPs when polyacrylamide gel electrophoresis of each reaction mixture is completed, a piece of x-ray film is placed over the gel to detect gamma radiation from the decay of P-32 the base sequence of the complement to the original single-stranded template is read directly from the bottom to top of the developed film