Replicacion ADN

- La replicación consiste en la autocopia del ADN cuando se duplica la célula en el período de crecimiento.

- La transcripción es el camino hacia la síntesis de proteínas, y las proteínas marcarán la especificidad de la célula.

El ADN es el mismo en todas nuestras células. De todas las células cogeremos una parte del ADN y se expresarán unas u otras proteínas dando lugar a los distintos tipos de células (célula del hígado, célula adiposa…).

¡IMPORTANTE! La replicación se da siempre cuando se da el ciclo celular, en cambio la transcripción no solo se producirá durante el ciclo celular, sino que se puede dar sola sin necesidad de que se duplique la célula, por ejemplo en una secreción (que no tiene porqué estar asociada al ciclo celular).

Estructura general. Componentes estructurales de los ácidos nucleicos (polinucleótidos): DNA y RNA. Importante la identificación de los distintos ácidos nucleicos y de sus bases nitrogenadas.

•1 azúcar neutro (pentosa, 5 átomos de carbono): ribosa – RNA - o desoxirribosa (H en vez de OH en C2´)- DNA -. Nombramiento de los carbonos: 1´, 2´…

1 bases nitrogenada apolar por su naturaleza aromática. Nombramiento de los carbonos: 1, 2… Pueden ser de 2 tipos:

- Purinas o de un solo ciclo: A y G. Unión con el azúcar por el Nitrógeno 9.

- Pirimidinas o de doble ciclo: C, U y T. Unión con el azúcar por el N1.

La timina solo aparecerá en el DNA, y el uracilo en el RNA.

•NUCLEÓSIDO = azúcar + base nitrogenada. Unión del azúcar y la base nitrogenada por un enlace N-glicosídico entre el carbono 1´ (el prima nos indica que nos estamos refiriendo al C1 del azúcar) y el nitrógeno 9 si se une a una purina y el N1 si se une a una pirimidina.

NUCLEÓTIDO = nucleósido + P. Unidad estructural de los ácidos nucleicos. Unión del nucleósido a un grupo fosfato (formas mono, di o trifosforiladas: AMP, ADP o GTP) mediante un enlace éster-fosfato a través del carbono 5´ del azúcar.

ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.

Polimerización mediante enlaces fosfodiester entre el 3´ 5´.

El primer nucleótido tiene libre el 5´, por tanto la dirección de síntesis de un ácido nucleico es siempre en dirección 5´ 3´.

Difracción de rayos X (Wilkins y Franklin).

Análisis químico: purinas = pirimidinas (A-T= G-C). Complementariedad de bases en el DNA: mismo número de purinas que de pirimidinas (leyes de Chargaff).

- Las 2 cadenas son antiparalelas 5´ 3´ - 3´5´, y los apareamientos C = G y A = T se producen a través de puentes de hidrógeno (N – H) entre bases complementarias. El número de puentes de hidrógeno depende de la base nitrogenada:

A = T 2 puentes o C = G 3 puentes. Más estable.

CARÁCTER ÁCIDO. En cada unión fosfodiéster aparece la carga negativa de los grupos fosfato, por tanto es un POLIANIÓN (como tiene millones de monómeros tendrá millones de cargas

negativas). Esto hace que el DNA se encuentre casi siempre neutralizado fisiológicamente por interacción iónica con las cargas positivas de otras moléculas catiónicas: Mg++, Ca++… y también con proteínas básicas (histonas: proteínas ricas en Arg y Lys cargadas positivamente a pH fisiológico). Patológicamente podría interaccionar con Pb…

Al interaccionar con cargas positivas, que neutralizarán a sus cargas negativas, el DNA podrá plegarse y adoptar estructuras de orden superior.

MUY ESTABLE. Su gran estabilidad es conferida por 2 tipos de enlaces que, aunque son de tipo débil, son muy numerosos, por lo que su contribución total a la estabilidad de la molécula es muy elevada. Además, la desoxirribosa carece de grupos reactivos, ya que el 4´-OH está comprometido en el cierre del anillo, y los 3´-OH y 5´-OH están formando parte de los enlaces fosfodiéster entre ribonucleótidos (el RNA será algo más reactivo gracias a los grupos 2´-OH).

(1) PUENTES DE HIDRÓGENO específicos entre bases complementarias (2 A=T; 3 C=G). Los DNAs más estables serán los ricos en C y G. No obstante, el DNA humano es más rico en A y T, por lo que resulta más inestables de lo que lo pudiera ser. Los puentes de hidrógeno se establecen en una dirección determinada (específicos), por lo son los determinantes de la estructura.

(2) Interacciones hidrofóbicas (o de apilamiento) inespecíficas (independientes del tipo de base implicada) entre bases apiladas de una misma cadena, como consecuencia de la proximidad y paralelismo de sus anillos aromáticos hidrofóbicos; así, el interior de la doble hélice, altamente hidrofóbico, queda aislado del medio acuoso.

Las interacciones de la doble hélice son COOPERATIVAS, hecho evidente en la desnaturalización, pues la separación de las hebras en un punto favorece que se sigan separando en el resto de la molécula.

3. ALTA VISCOSIDAD. Propiedad relacionada con la desnaturalización.

Debido a que es una molécula relativamente rígida (en doble hélice), muy alargada y de alto peso molecular, las soluciones de DNA son muy viscosas. Para poder trabajar con DNA habrá que hacerlo en disoluciones bajas. Si el DNA se pliega su viscosidad disminuye.

4. ABSORBE A 260 nm (máximo) en el ultravioleta a través de sus bases nitrogenadas.

La similitud en el valor máximo de absorbancia de las distintas bases (propiedad característica de las bases purínicas y pirimidínas debida a su carácter aromático), A260, permite la cuantificación de la concentración de los ácidos nucleicos.

Los grupos responsables de la absorción de luz ultravioleta en una molécula se denominan CROMÓFEROS; en este caso estaremos hablando de las bases nitrogenadas.

El DNA absorberá más luz “libre” que formando parte de la estructura en doble hélice, puesto que la propia estructura interfiere con la absorción. Por tanto el DNA desnaturalizado (hebras separadas) absorberá más que un DNA nativo.

•Efecto hipercrómico: aumento de la absorción a 260 nm del DNA desnaturalizado con

respecto al DNA nativo.

•Efecto hipocrómico: disminución de la absorción a 260 nm del DNA nativo respecto al desnaturalizado.

DESNATURALIZACIÓN DEL DNA. Pérdida de su estructura nativa duplohelicoidal (separación de las dos hebras del DNA). Base para el estudio de la estructura del DNA y para la hibridación (renaturalización de dos cadenas sencillas de un DNA previamente desnaturalizado).

Al igual que las proteínas el DNA se desnaturaliza principalmente por efecto de agentes físicos (calor) o químicos (ácidos, bases, detergentes…), perdiendo su conformación tridimensional (forma

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