ACTIVIDAD BIOLOGÍA MOLECULAR

ACTIVIDAD BIOLOGÍA MOLECULAR

Integrantes: Paulina De la hoz – Loreto Romero

Sección: 1

Objetivos

1. Describir la estructura de la doble hebra ADN
2. Describir las diferencias entre ARN y ADN
3. Aplicar el dogma de la biología molecular para predecir la secuencia de una proteína desde la secuencia de ADN

PARTE I. ESTRUCTURA ADN.

Información  

El DNA es una estructura doble hebra antiparalelas  complementarias. La complementariedad de las hebras permite que se utilicen como templado durante la replicación, mientras que para la transcripción, solo se ocupa una hebra como templado o molde.

La doble hélice de DNA es una molécula estable, ya que existen fuerzas intermoleculares entre las hebras que la estabilizan. Estas hebras pueden ser desestabilizadas a altas temperaturas y pH, asi como cuando se usan agentes denaturantes como la urea. La desestabilización del DNA es característico y dependiente de la proporción A/T versus G/C, que este contenga.

Como se mencionó antes, la secuencia de DNA permite obtener la secuencia de RNA que codifica una proteína o mRNA, esto implica que el DNA es la fuente de toda la información genética necesaria para poder obtener las distintas proteínas que se encuentran en los organismos vivos.

Respecto a  la figura N°1 donde se muestra la estructura básica del ADN conteste:

[pic 1]

1. ¿Cómo es el apareamiento de bases en el DNA? Clasifique cada base como Purina o Pirimidina.  

En el DNA, el apareamiento de bases es a través de puentes de hidrógeno y en partes específicas. En 1953 Watson y Crick en uno de sus postulados mencionaron que las interacciones en el ADN ocurrían entre Adenina- Timina y Citocina-Guanina, clasificando además a timina y citosina como base de tipo Pirimidinas y a adenina y guanina como Purinas. Debemos mencionar que ambas hebras se unen entre sí por la interacción de las diferentes bases nitrogenadas, la cual en adenina-timina ocurre por medio de dos enlaces y en citocina-guanina por medio de tres enlaces, dicha unión es más fuerte y toma relevancia en la separación de hebras.

1. ¿Cuál es el nombre del azúcar que se encuentra en el DNA?

El nombre del azúcar que se encuentra en el DNA es la Desoxirribosa.

1. ¿Cómo se llama la interacción que ocurre entre las bases nitrogenadas del DNA? Explique

Las interacciones que ocurren entre bases nitrogenadas en el  DNA, es a través de enlaces de hidrógeno que resulta de la formación de una fuerza carga-dipolo con un átomo de hidrogeno unido a un átomo de nitrógeno. El enlace de hidrógeno es una fuerza electrostática dipolo-dipolo fija muy fuerte cuando están muchas moléculas unidas, ya que da gran estabilidad, pero más débil que el enlace covalente o el enlace iónico. Debemos aclarar que la interacción entre bases nitrogenadas es por medio de enlaces de hidrógenos y la unión de nucleótidos es por medio de enlaces fosfodiester.

1. ¿Por qué la desestabilización del DNA depende de la proporción de A/T y G/C que contiene en su secuencia?

Los enlaces de hidrógeno rigen las interacciones de apareamiento de las bases. Sólo se pueden formar establemente aquellos pares con la correspondencia geométrica apropiada entre los donantes y aceptores del puente de hidrógeno. El ADN con alto contenido de citosina-guanina es más estable, y esto afecta la energía de desnaturalización. Este incremento en estabilidad, sin embargo, no está dado por los puentes de hidrógeno, sino por las interacciones de apilamiento entre estas bases. Como mencionamos anteriormente, la unión entre citosina-guanina está dada por tres enlaces de hidrogena por lo tanto necesita más energía para separarse y por ende es más estable.

1. ¿Cómo se produce el enlace fosfodiester entre los nucleótidos de DNA?

El OH en posición 3´ del azúcar desoxirribosa va a realizar un ataque nucleofílico hacia el fosfato del nucleótido que viene, formando así un enlace de tipo fosfodiester catalizado por la enzima ADN Polimerasa. Los fosfatos restantes del nucleótido son liberados como fosfatos inorgánicos que hacen que la reacción sea posible.  La dirección en que ocurrirá el apareamiento de las bases nitrogenadas en el DNA es siempre de 5’-3’

1. ¿Qué características tiene la enzima que participa en el proceso de replicación?

La DNA Polimerasa es una enzima (celular) que interviene en el proceso de replicación del ADN. Lleva a cabo la síntesis de la nueva cadena de ADN emparejando los desoxirribonucleótidos trifosfato (dNTP) con los desoxirribonucleótidos complementarios correspondientes del ADN molde.

Se caracteriza principalmente por su función que consiste en agregar nucleótidos para la síntesis del DNA, pero, además, si se requiere, puede sacar cualquiera de ellos si están mal posicionados, proceso conocido como actividad 3’-5’ exonucleasa (o Proofreading).

El DNA y el RNA son responsables de la expresión de la información genética en los organismos vivos. Ambas estructuras tienen diferencias en sus componentes básicos, entregándoles distintas funciones en los organismos. Para entender sus diferencias debemos analizar su estructura y la estabilidad que estas tienen.  

1. En la figura N°2, determine  si la estructura es ADN o ARN. Justifique su elección mencionando al menos dos razones.  

La estructura observada en la figura N°2 corresponde a ARN, esto se debe a las siguientes razones:

• Es una cadena de polinucleótidos de una sola hebra, es decir, una serie de nucleótidos enlazados en dirección 5’-3’.
• De acuerdo a la imagen la secuencia de bases nitrogenadas es adenina, citosina, uracilo y guanina. El uracilo corresponde a una pirimidina del ARN.

1. En la figura indique cuál es el enlace fosfodiester.

[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

1. Si su estructura es un ADN, dibuje la hebra complementaria.

5’- Adenina-Citocina-Timina-Guanina- 3’    Hebra ADN 

3’- Timina-Guanina-Adenina-Citocina- 5’    Hebra complementaria 

1. ¿Cómo es la orientación de las hebras que conforman el DNA?

La orientación de las hebras del ADN son en disposición anti paralelas, es decir una hebra va de 5’ a 3’ y la complementaria de 3’ a 5’. Ambas se sintetizan al mismo tiempo pero en sentido contrario.

PARTE III. DOGMA CENTRAL BIOLOGÍA MOLECULAR.

Utilizando el cuadro N°1 relacionado con el dogma central de la biología molecular, complete los cuadros vacíos con los siguientes términos: Transcripción, traducción, codón y anticodón.

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