biologia molecular

1. BIOLOGIA MOLECULAR
Blga. Olga Libia Cjuno Huanca
Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco
Facultad de Ciencias Biologicas
CARRERA PROFESIONAL DE FARMACIA Y BIOQUIMICA
Unidad Académica N° 1: ESTRUCTURA Y FUNCION DEL ADN

2. ACIDOS NUCLEICOS
• Son macromoléculas formadas por la polimerización
de unidades monoméricas llamadas NUCLEÓTIDOS,
enlazados entre si por el grupo fosfato.
• El grado de polimerización puede llegar a ser altísimo,
siendo las moléculas más grandes que se conocen,
con moléculas constituídas por centenares de
millones de nucleótidos en una sola estructura
covalente.
• La aperiodicidad de la secuencia de nucleótidos
implica la existencia de información.

3. ACIDOS NUCLEICOS
• Constituyen el depósito de
información de todas las secuencias
de aminoácidos de todas las proteínas
de la célula.
• Por tanto estas Biomoléculas son
encargadas de ALMACENAR,
TRANSMITIR y EXPRESAR la
información genética
• De acuerdo a la composición química,
los ácidos nucleicos se clasifican en:
 Ácidos Desoxirribonucleicos (ADN)
que se encuentran residiendo en el
núcleo celular y algunos organelos, y
en
 Ácidos Ribonucleicos (ARN) que
actúan en el citoplasma.

4. COMPOSICION DE LOS ACIDOS
NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos: son la unión de varios componentes:
• Una base nitrogenada, que se une al C1 del azúcar, puede ser:
– Purinas: adenina o guanina.
– Pirimidinas: timina, citosina o uracilo.
• Un azúcar, que puede ser:
– Ribosa: en el ARN.
– Desoxirribosa: en el ADN.
• Grupo fosfato que se une al C5 de su azúcar y al C3 del siguiente
nucleótido.
Los nucleósidos son la unión de la base nitrogenada y del azúcar
pentosa .
Los trifosfatos son los precursores del ADN y dan energía para hacer
posible infinidad de reacciones metabólicas: ATP, GTP, CTP, TTP, UTP.

5. Nucleótidos
Están constituidos por una base nitrogenada, un
azúcar de 5 carbonos (pentosa), que puede ser
una ribosa o desoxirribosa, y un grupo fosfato.
Los carbonos de la pentosa se designan con un
signo prima ( ‘ ) para diferenciarlos de los de las
bases nitrogenadas, Siendo el carbono 1’ (C1’)
el unido a la base nitrogenada.
Nucleósido: pentosa + base nitrogenada C’1
C’5

6. NUCLEÓTIDOS (base nitrogenada + azúcar pentosa + ácido fosfórico)
Azúcar pentosa

7. MONOSACÁRIDOS: PENTOSAS

8. PIRIMIDÍNICAS
(derivan de la pirimidina  compuesto orgánico con 2 átomos de N que sustituyen al C en 1 y 3)
PÚRICAS
(derivan de la purina  compuesto orgánico formado por 2 anillos fusionados con 4 átomos de N en los C 1, 3, 7 y 9)
Citosina (C) Timina (T)
(exclusiva del ADN)
Uracilo (U)
(exclusiva del ARN)
Adenina (A) Guanina (G)
 BASES NITROGENADAS: compuestos formados por C y N

10.  ÁCIDO FOSFÓRICO
• Se encuentra en los nucleótidos en forma de IÓN FOSFATO

11. H2O
BASE NITROGENADA
(Adenina)
PENTOSA (Ribosa)
NUCLEÓSIDO (Adenosina)
ION FOSFATO
Enlace
N-glucosídico
NUCLEÓTIDO
(Adenosín 5’-monofosfato)
Enlace éster
H2O
 FORMACIÓN DE UN NUCLEÓTIDO
Enlace N-glucosídico
• Nucleósido: base nitrogenada + pentosa mediante enlace N-glucosídico
• Nucleótido: nucleósido + ión fosfato mediante enlace éster
(-OH + compuesto aminado)

12. DNA RNA
Bases Nucleósidos Nucleótidos Bases Nucleósidos Nucleótidos
Adenina A
Guanina G
Citosina C
Timina T
Desoxi-adenosina
Desoxi-guanosina
Desoxi–citidina
Desoxi–timidina
Ácido d- adenílico
Ácido d–guanílico
Acido d–citidílico
Ácido d–timidilico
Adenina A
Guanina G
Citosina C
Uracilo U
Adenosina
Guanosina
Citidina
Uridina
Ácido adenilico
Ácido guanilico
Ácido citidilico
Ácido uridilico
NOMENCLATURA DE NUCLEOSIDOS Y NUCLEOTIDOS

13. • NUCLEÓTIDOS NO NUCLEICOS: ATP Y ADP
Son moléculas transportadoras de energía.
La energía que se necesita para las reacciones endergónicas
(que absorben energía) se obtiene de la hidrólisis del ATP.
Cuando las reacciones son exergónicas
(liberan energía), la energía se emplea en
la formación de ATP.
ATP ADP
Desfosforilación
Fosforilación
Además del ATP y el ADP también
existen los nucleótidos de guanina
GTP y GDP con función similar.
NUCLEÓTIDOS NO NUCLEICOS

15. • NUCLEÓTIDOS NO NUCLEICOS: FAD, NAD, NADP Y CoA
NUCLEÓTIDOS DE FLAVINA
NUCLEÓTIDOS DE PIRIDINA
FLAVINA
(base nitrogenada)
RIBITOL
(pentosa)
+ RIBOFLAVINA
(nucleósido)
FMN
( flavín-mononucleótido)
FOSFATO+
FAD
( flavín-adenín-dinucleótido)
AMP+
NUCLEÓTIDO DE
NICOTINAMIDA +
NUCLEÓTIDO
DE ADENINA
NAD
( nicotín-adenín
-dinucleótido)
+ FOSFATO
NADP
( nicotín-adenín
-dinucleótido
fosfato)
COENZIMA -A
-mercaptoetilamina Ácido pantoténico ADP
Catalizan reacciones de oxidación-reducción
Intervienen en la respiración celular
Interviene en reacciones enzimáticas del metabolismo celular

16. TIPOS DE ACIDOS NUCLEICOS

17. LOCALIZACION DE LOS ACIDOS NUCLEICOS:
DNA No asociado a HistonasRNA en el citoplasma
DNA Asociado a Histonas
ADN mitocondrial no asociado a
histonas
ADN cloroplastal en cel.
vegetal
ARN
ARN

18. EL ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN)
ESTRUCTURA 1aria : es la secuencia de nucleótidos
ESTRUCTURA 2aria : es la estructura espacial que adoptan los nucleótidos
El ADN es un polímero lineal formado por desoxirribonucleótidos de A, G, C, T,
idénticas entre si, excepto en cada una posee una base nitrogenada diferente

19.  ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ADN
• Es la secuencia de nucleótidos, unidos por
enlaces fosfodiéster en sentido 5’-3’.
Adenina
Citosina
Timina
Guanina
Extremo 3’
• La cadena presenta dos extremos libres:
el 5’ unido al grupo fosfato y el 3’ unido a un
hidroxilo.
• Cada cadena se diferencia de otra por:
> Su tamaño
> Su composición.
> Su secuencia de bases.
• La secuencia se nombra con la inicial de la
base que contiene cada nucleótido:
Extremo 5’
ACGT
• GEN: información contenida en una porción
de ADN que lleva la información necesaria
para que los aminoácidos se unan en un
determinado orden formando la estructura
1aria de una proteína.

21.  ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN

22. MODELO DE ESTRUCTURA SECUNDARIA
DEL ADN
• James Watson y Francis Crick en 1953 demostraron que la
estructura del ADN consiste en una doble hélice este modelo
• Explicar la transmisión de información genética de unas células a
otras.
• Explicar como se producen variaciones genéticas que dan lugar a la
variación de las especies.

23. ANTECEDENTES DEL MODELO DE LA
DOBLE HELICE
Watson y Crick se basaron en:
1. Análisis de la composición de las bases de los
ácidos nucleicos.
En 1944-53 Chargaff investiga sobre los ácidos
nucleicos de varios organismos, y de ellas resultan
unas reglas:
• A=T y G=C
• Nº de purinas = Nº de pirimidinas,
• A + G / C + T = 1.
• Nº de A + T no tiene que ser necesariamente = Nº
de C + G; y además es distinto para cada especie.
A T G C
Sp 1 35% 35% 15% 15%
Sp 2 20% 20% 30% 30%

24. La proporción de Adenina es igual a la de Timina
A = T
La proporción de Guanina es igual a la de Citosina
G = C
La proporción de bases púricas (A+G) es igual a la de bases
pirimidínicas (T+C)
(A+G) = (T+C) LEY DE CHARGAFF
La proporción entre (A+T) y (G+C) es característica de cada
organismo, tomando valores diferentes según la especie
Estudios de Erwin Chargaff

25. Estudios de
DIFRACCIÓN DE
RAYOS X
(Maurice Wilkins
Rosalind Franklin)
• Las bases púricas y pirimidínicas se encuentran unas
sobre otras, apiladas a lo largo del eje del polinucleótido
a una distancia de 3,4 Å. Las bases son estructuras planas
orientadas de forma perpendicular al eje (Astbury, 1947).
• El diámetro del polinucleótido es de 20 Å y está
enrollado helicoidalmente alrededor de su eje. Cada
34 Å se produce una vuelta completa de la hélice.
•Existe más de una cadena polinucleotídica enrollada
helicoidalmente (Wilkins et el. 1953, Frankling y Gosling,
1953).
2. Análisis de la difracción de los rayos X de moléculas de ácidos nucleicos
dada por Pauling:
R.Franklin y Wilkins: con
experimentos de
difracción de rayos X
concluyeron que el ADN
era una molécula larga y
rígida. Existían 2
periodicidades (detalles
estructurales repetidos)
a 0.34 y a 3.4 nm

26. CARACTERISTICAS DEL MODELO DE
LA DOBLE HELICE PROPUESTA POR
WATSON Y CRICK
CARACTERISTICAS:
- Son dos cadenas de
polinucleótidos con giro a la
Derecha y forman una doble
helice alrededor de un eje
central.
- Enrollamiento de tipo
plectonémico: para separar las
dos hélices es necesario girarlas
como si fuera un sacacorchos.
- Las dos cadenas son
antiparalelas:
1. 5´ -- 3´
2. 3´ -- 5´
- Son complementarias unidas por
puentes de hidrógeno: A=T, G≡C.

27. La orientación de estas hebras es
antiparalela: sus direcciones 5’ 3’ son
opuestas.
Las bases adyacentes se aparean de
forma complementaria: A está unida a
T a través de dos enlaces de hidrógeno,
mientras que G se une a C por tres
enlaces de hidrógeno. La
complementariedad entre bases está
dada por el tamaño, forma y
composición química de ellas.
DNA: DOBLE HÉLICE

28. - En el modelo la
distancia entre bases es
de 3.4A° y por vuelta
existen 10 nucleótidos =
34A°.
- Distancia de diámetro
son 20 A°.
- Giro en cada ácido: 36°.
- Giro entre cada vuelta:
360°.

29. Surco mayor
Surco menor
1.9nm
• Además se genera en la
molécula dos surcos como
consecuencia de la
disposición de las bases
dentro de la molécula:
• el surco mayor y el surco
menor; su importancia es de
expresión genética.
• El surco mayor: más cantidad
de uniones de proteínas.
• El surco menor: determinadas
proteínas reconocen
determinadas bases.

30. • 1m = 10-9nm = 10-10A°
• 1nm = 10A°
• 1pb = 650da
• 1Kda = 103da
• 1Mb = 106pb = 103Kda
• Distancia entre 2pb = 3.4A° = 0.34nm
• Distancia de una vuelta = 34A° = 34nm
• Pb por vuelta = 10
• Diámetro de ADN 1.9=2.0nm

31. Antiparalelismo de las hebras

32. Adenina Timina
Guanina Citosina
Tres enlaces
puentes de
hidrógeno
Dos enlaces
puentes de
hidrógeno
El número de
enlaces de
hidrógeno
depende de la
complementarieda
d de las bases
Complementariedad de bases por puentes de hidrógeno
A = T G ≡ C

33. FUERZAS QUE MANTIENEN LA
ESTRUCTURA DEL ADN
1. Puentes de H:
• Son muy numerosos, debido a que se dan entre los pares de bases
de los distintos nucleótidos que se van uniendo; son fuerzas
débiles, que ayudan a mantener la estructura de doble hélice de la
molécula, pero interaccionan de forma distinta dependiendo de las
bases que se unan de la siguiente manera: A=T, G≡C
• La región que se antepone a la de codificación de un gen, y a partir
de la cual se realiza la trascripción, se denomina la caja TATA, o
promotor.
• Para que la ADN-polimerasa pueda comenzar a transcribir, las
cadenas deben ser separadas, por lo que estas zonas tendrán
uniones A=T(más fáciles de separar ya que se encuentran unidas
por dos puentes de H, y no tres, como en el caso de , G≡C).

34. Complementariedad de bases
nitrogenadas por puentes de H

35. Esta mal

36. 2. Fuerzas de Wander Wals, Se dan entre cada peldaño de la
hélice, gracias a que los fosfatos que están cargados
negativamente.
3.Interacciones hidrofóbicas: Entre bases adyacentes
(hidrofobicas) de la misma cadena polinucleótidica. Es una
Fuerza potente que favorece la cohesión, ya que excluye a las
moléculas del agua de su interior. La que proporciona mejor
estabilización a la estructura.
4. Interacciones electrostáticas: De los grupos fosfato con el
agua y contraponen (Mg++). Los fosfatos (P-) se estabilizan
con iones + de la solución acuosa que impiden la repulsión
entre estos (P-). Estabiliza el ADN en el entorno en que se
encuentra.

37. ADN- POLIANIONICO

38. ORGANIZACIÓN MOLECULAR DEL ADN
EN PROCARIONTES: E. coli
• DNA : Circular de 4.2 x 106pb
• Codifica varios miles de proteinas diferentes
• Contiene entre 3,000-4,000 genes = 1Kb.
• La mayor parte del ADN es ADN codificantes.
EN EUCARIONTES:
• ADN : Es > 1.3x107pb = levadura en
humanos es de 3.0 x 109pb
• Codifica entre 30,000-40,000 genes.
• Codifica miles de proteinas.
• En el humano del ADN total solo 2% es codificador.

39. TIPOS DE ESTRUCTURAS DEL ADN:
. ADN-B: (Del modelo de la doble hélice) ADN más
abundante en las células vivas se caracteriza por
presentar giros a la derecha de 3,4nm, 10pb por vuelta
y un diámetro helicoidal de 2,0nm, se encuentra en
soluciones con baja fuerza iónica (condiciones
fisiológicas)
• ADN-A: Resulta de la modificación de ADN-B en un
medio rico en Na+, K+ y un entorno menos hidratado
presenta 11 pares de bases por vuelta y es más ancho
(2,3nm de diámetro helicoidal). Es interesante por
presentar una estructura parecida a la de los híbridos
ADN-ARN y a las regiones de autoapareamiento ARN-
ARN.
• ADN-Z: Descubierto por Rich de doble hélice
sinistrorsa (enrollamiento a izquierdas), 12 pb por
vuelta, se llama Z porque el esqueleto fosfodiéster
zigzagea a lo largo de la molécula. Es más delgado con
1,8nm de diámetro
Presente con secuencia alternante de bases púricas y
pirimidínicas (GCGCGC), debido a la conformación
alternante de los residuos azúcar-fosfato sigue un
curso en zig-zag.

41. • ADN DE TRIPLE HELICE o ADN-H:
"In vitro" es posible obtener tramos de triple
Hélice intercalando oligonucleótidos cortos
constituidos solamente por pirimidinas (timinas y
citosinas) en el surco mayor de una doble hélice.
Este oligonucleótido se une a pares de bases A-T y
G-C mediante enlaces de hidrógeno tipo Hoogsteen
que se establecen entre la T o la C del
oligonucleótido y los pares A-T y G-C de la doble
hélice. No se sabe la función biológica del ADN-H
aunque se ha detectado en cromosomas
eucarióticos.
Para que se forme la triple hélice se tiene que
separar las dos hebras y se integra otra cadena. Dos
iguales y una complementaria.
• ADN-C: ADN con 66% de humedad, se obtiene en presencia de iones Li, muestra
9+1/3 pares de bases por giro completo y 19 Å de diámetro.

42. • ADN DE CUATRO HELICES: Estructura cruciforme que aparece en
zonas palindrómicas. "In vitro" se han obtenido cuartetos de
Guanina (ADN cuadruplexo) unidas mediante enlaces tipo
Hoogsteen, empleando polinucleótidos que solamente contienen
Guanina (G).
• TETRAPLEX : Presentes en los telómeros (en forma de silla),
tienen una estructura especial con un extremo 3' OH de cadena
sencilla (monocatenario) en el que se repite muchas veces en
tandem una secuencia rica en Guaninas. Se piensa que el ADN
cuadruplexo telomérico serviría para proteger los extremos
cromosómicos de la degradación enzimática. Ejemplo de
secuencia telomérica rica en guaninas
(G): 5´P TTGGGTTGGGGTTGGGG...............TTGGGG 3'OH

43. PROPIEDADES FISICOQUIMICAS DEL ADN
Densidad: existe una relación lineal entre el
contenido en G+C y la densidad del ADN
determinada en un gradiente de densidad. A
mayor contenido en G+C mayor densidad
posee el ADN.

44. • En la replicación y transcripción del DNA, las
hebras de la doble hélice deben separarse para
que las bases puedan formar pares con los
nucleótidos de las nuevas cadenas a sintetizar.
• Desnaturalización: proceso de desenrollar y
separar las hebras de DNA. Puede inducirse in
vitro aumentando la temperatura de una solución
con DNA provocando ruptura enlaces de
hidrógeno y otras fuerzas estabilizadoras.

45. La temperatura (Tm) a la cual ocurre depende de:
• Proporción de pares G-C: requieren Tm más alto al
unirse a través de 3 enlaces de hidrógeno.
• Concentración iónica: si es baja disminuye la Tm
• Extremos de pH: desnaturalizan el DNA a baja
temperatura.
• La desnaturalización y renaturación del DNA son la
base de la hibridación de ácidos nucleicos,
técnica que permite detectar y aislar una secuencia
específica de DNA dentro de una solución con
diferentes secuencias.

46. Perdida de la estructura secundaria, separación de las dos hebras
La desnaturalización es reversi le
con muchas aplicaciones practicas
Ej. Sotherm bloting

47. Desnaturalización: la proporción A+T/C+G está relacionada en primer lugar con la
estabilidad de la molécula de ADN de doble hélice.
Cuanto mayor es el contenido en G+C de una molécula, mayor cantidad de pares G-C
presentará, como consecuencia tendrá una mayor cantidad de triples enlaces y, por
consiguiente, será necesario suministrar una mayor cantidad de energía a esa doble
hélice para separar sus dos hebras (desnaturalización o fusión del ADN).
Cuanto mayor es el contenido en G+C mayor cantidad de calor que hay que
suministrar a un ADN de doble hélice para desnaturalizarlo.
La temperatura de fusión (Tm) o temperatura de desnaturalización, necesaria para
desnaturalizar la mitad del ADN de una mezcla (punto medio de la reacción ADN
doble hélice ADN hélice sencilla) esta directamente relacionada con el contenido en
G+C, a mayor contenido en G+C mayor temperatura de fusión (Tm).

48. Para determinar el valor de Tm del ADN de E. coli, se extrae y purifica el ADN de
E. coli, luego el ADN en buffer, se añade alícuotas a un gradiente de
temperatura , luego se realiza la lectura a 260 nm
T°C absorvancia (OD)
0 a
1 b
2 c
. .
. .
. .
100°
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 °C
T°
OD
0%
50%
100%
El Tm = 56°C

49. El ADN de E. coli tolera de 0-40°c.
40°C >40°C 55°C 70°C
ADN 100%duplex 50% duplex 100% cadenas simples.
50% c.simple
El valor de Tm es específico para cada especie.

50. Absorbancia a 2.600 Å: El estado físico de los ácidos nucleicos está relacionado con su
capacidad de absorción de la luz ultravioleta (UV) a 2.600 Å.
• El menor grado de absorción se produce en estado de doble hélice, la absorción
aumenta cuando se
• produce la desnaturalización pasando a estado de hélice sencilla (efecto
hipercrómico, aumento de la absorbancia) y, por último, si degradamos este ADN
de hélice sencilla a nivel de nucleótidos libres, de nuevo aumenta la absorbancia.
Por tanto, la absorbancia a 2.600 Å se puede utilizar como una medida del estado
físico de la molécula de ADN. Las curvas de fusión tienen forma de S observándose
un aumento brusco de la absorbancia al llegar a una temperatura determinada, la
temperatura de fusión.

51. Reabsorción: emparejamiento de las cadenas tras quitar el calor al que son sometidas
para la desnaturalización.
Hibridación: emparejamiento entre cadenas complementarias de origen diferente.

52. Las 3 funciones básicas del ADN pueden resumirse en:
ALMACENAR TRANSMITIR
EXPRESAR
REPLICACIÓN DEL ADN
FUNCIÓN BIOLÓGICA DEL ADN
ADN es el almacén de la información genética y la molécula encargada de
transmitir a la descendencia las instrucciones
necesarias para construir todas las proteínas presentes en un ser vivo

53. RELACIÓN ENTRE DIVERSOS ORGANISMOS Y
LA CANTIDAD DE ADN QUE CONTIENEN
105
106
107
108
109
1010
1011
Bacterias
Insectos
Anfibios
Peces óseos
Reptiles
Aves
Mamíferos
Moluscos
Escherichia coli
Hongos
Levaduras
Judías
Plantas
Drosophila melanogaster
Peces cartilaginosos
Tiburones
Ranas Tritones
Humanos
Existe gran
diferencia entre
el contenido de
ADN de seres
unicelulares
primitivos y el
de organismos
pluricelulares.
Dentro de un
mismo grupo
puede haber, a
su vez, grandes
diferencias que
no parecen
guardar
relación con su
complejidad.
ORGANIZACIÓN DEL ADN EN LA CÉLULA
En VIRUS:
Tienen una molécula que puede ser de ADN o de ARN.
ADN bicatenario
lineal (virus)
ADN monocatenario
circular (virus)
ADN monocatenario
lineal (virus)

54. En otros organismos…
• En procariontes (así como en las mitocondrias y cloroplastos de
las células eucariontas) el ADN se presenta como una doble
cadena (de cerca de 1 mm de longitud), circular y cerrada, que
toma el nombre de cromosoma bacteriano. Se asocia a
proteínas y poliaminas de bajo peso molecular y de iones
magnesio. Se encuentra altamente condensado y ordenado
("supercoiled" o superenrrollado).
Fotografía al microscopio
electrónico de un DNA
circular relajado
y con distintos grados de
superenrollamiento.

55. En virus, el ADN puede presentarse como
una doble hélice cerrada, como una doble
hélice abierta o simplemente como una
única hebra lineal. Además, los virus
pueden contener su información genética
a través de RNA, en hebras simples o
dobles.

56. En procariotas:
Tienen un cromosoma circular formado de ADN.
A veces pueden existir varias moléculas más pero más
pequeñas y transferibles llamadas PLÁSMIDOS
En mitocondrias y cloroplastos:
Tienen un cromosoma circular formado de ADN y
que regula parte de la estructura y de los procesos que
tienen lugar en estos orgánulos.
Dímero
concatenado
ADN bicatenario
circular
ORGANIZACIÓN DEL ADN EN LA CELULA

57. Cromatina
(eucariotas)
ADN asociado
a histonas
Cromosomas
EUCARIOTAS: NIVELES DE COMPLEJIDAD DEL ADN
• Todo el ADN de los 46 cromosomas humanos de una célula
humana mide ≈ 2’36 m
• Se estima que una persona de 70 kg tiene unos 70 billones
de células (70.000.000.000.000 = 70.1012 células)
• En nuestro cuerpo tenemos un total de ≈ 165.200.000.106 m
de ADN

58. COMPACTACION DEL ADN
• La forma de compactación y de controlar su expresión produce el
superenrrollamiento.
• La forma superenrrollada produce la forma No relajada (son formas que tienen
tensión)
• TOPOISOMEROS: Moléculas de ADN que se diferencian en el grado de
superenrrollamiento.
• Del equilibrio entre las topoisomerasas se controla el estado de superenrrollamiento
del ADN. Se se bloquean las topoisomerasas con un antibiótico se puede bloquear la
replicación del microorganismos y combatirlos.

60. En Eucariontas:
• Son necearios numerosas etapas de compactacion de la cromatina.
Formacion del nucleosoma:
• Unión de ADN a un agregado de un octomero de histonas, dos de cada
uno (H2A, H2B, H3 y H4) de aproximadamente 200 nucleótidos
• La histona H1 mantiene la estructura del nucleosoma.
• Las histonas son pequeñas y con pocos aminoácidos con gran cantidad de
residuos básicos de lisina y arginina que interaccinan con los grupos
fosfato del ADN.
• Las modificaciones en las histonas (mutilación, acetilación, fosforilación,
etc.) sueltan el ADN y permiten que realice sus funciones (replicación,
transcripcion y otros).

62. APLICACIONES DE LA PURIFICACION DEL ADN
Forense
Dx. de enfermedades infecciosas
Dx. de enfermedades congénitas.
Clonación de genes
Genómica
Control de calidad microbiológico
Biodiversidad
Identificación de especies

63. PURIFICACION DEL ADN:
1. Lisis celular
2. Fraccionamiento de ácidos nucleicos
3. Concentración de los ácidos nucleícos.

64. 1. LISIS CELULAR
• Lisis enzimática de tejidos animales: x tampon de
lisis con detergente. Algunos protocolos con
proteinasa K.
• Lisis de bacterias y levaduras: x lisozima (Bacterias
Gram positivas) liticasa (levaduras)
• Detergente y pH alcalino para plásmidos.
• Homogenizadores mecánicos: Agitador mecánico a la
muestra se adicionan esferas
• Congelación y descongelación con Nitrógeno líquido.

65. 2. FRACCIONAMIENTO DE LOS ACIDOS NUCLEICOS
• Preparación de lisados crudos: no se purifica.
• Salting-out: se precipitan las proteínas y
contaminantes con sales de acetato de amonio o
potasio.
• Fraccionamiento con solventes orgánicos:
Fenol/cloroformo/alcohol isoamílico.

66. 3. CONCENTRACION DE ACIDOS NUCLEICOS
Precipitación con:
• Etanol
• Isopropanol
• En presencia de sales

67. La electroforesis en gel es una técnica sencilla empleada de forma rutinaria en
laboratorio para separar moléculas biológicas especialmente ADN, ARN y
proteínas.
a electroforesis es una técnica que permite separar especies químicas (ácidos
nucleicos o proteínas) a lo largo de un campo eléctrico en función de su
tamaño y de su carga eléctrica.
Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, tienen por naturaleza carga negativa. Si
ponemos fragmentos del ADN extraído de una muestra biológica sobre un
soporte poroso (gel) y aplicamos un campo eléctrico, se producirá la migración
diferencial de los fragmentos a través de los poros de la matriz.
La tinción del gel con bromuro de etidio, que es una sustancia fluorescente
que se intercala en la molécula de ADN, y la exposición con luz ultravioleta,
permite observar el resultado de ésta migración.
El tamaño de los fragmentos de ADN se puede estimar comparándolos con el
patrón de bandas que se obtiene de marcadores comerciales de peso
molecular conocido.
ELECTROFORESIS

68. La electroforesis de ADN es útil para comparar patrones de bandas de
diferentes muestras biológicas. Así por ejemplo se puede usar para
comparar muestras de individuo sano frente a individuo enfermo, para la
identificación de ácidos nucleicos de agentes infecciosos o para la
obtención de un fragmento determinado de ADN que, una vez localizado
en el gel, puede ser extraído para análisis posteriores.

79. HIBRIDACION
Es la unión de dos cadenas de ácidos
nucleícos complementarios para formar un
duplex o molécula de cadena doble
Posibles hibridaciones:
ADN-ADN
ADN-ARN

81. SONDA GENETICA:
Molécula de ADN o ARN homóloga a una secuencia
de ARN con la que se hibrida de forma estable y
específica por asociación de bases.
SONDAS:
Una sonda es un fragmento de ADN que:
• Se puede marcar para ser identificado y medido.
• Se hibrida a un ADN gracias a su
complementariedad.
TIPO DE MARCAJES:
• Radioactivo (32P, 35P, 14C, 3H)
• Fluorescente
• Biotinilación (avidina-streptavidina)

82. • Es un polirribonucleótido (contiene la ribosa como pentosa). Las bases nitrogenadas que
lo forman son ADENINA (A), URACILO (U), CITOSINA (C) y GUANINA (G) (carece de TIMINA).
• Es MONOCATENARIO (excepto algunos virus)
• En algunas zonas se pueden establecer enlaces de H entre bases nitrogenadas
complementarias  HORQUILLAS
Excepto en algunos
virus, el ARN es
monocatenario.
Bases
complementarias.
Zona de doble
hélice (horquilla).
Bucle
EL ÁCIDO RIBONUCLEICO (ARN)

83. • FUNCION: Se relaciona principalmente con al expresión
de la información genética en dirigir la síntesis de
proteínas a partir de la información obtenida del ADN
• Diferencias con DNA: ribosa con grupo hidroxilo en
posición C2’ y está formada por las bases A, C, G y Uracilo
en vez de Timina.
• Ese grupo hidroxilo produce mayor labilidad química, ya
que provee un grupo reactivo que participa en la catálisis
mediada por RNA y causa la formación de
mononucleótidos de RNA en solución alcalina, lo cual no
ocurre en el DNA.

84. RNA: FORMAS
• Lineal o circular, mono o bicatenario; en
hélices se dispone como en forma A de DNA.
• La mayoría del RNA celular es una hebra
simple con diversas conformaciones de
acuerdo a su función.

85. RNA MENSAJERO (ARNm)
• Son copias o transcritos de secuencias (de 500-
10.000 nucleótidos) de una cadena de DNA.
• Tiene una vida muy corta (algunos minutos) ya
que es destruido rápidamente por las
ribonucleasas
• Actúa como molde de una región de ADN para
especificar la secuencia aminoacídica de un
polipéptido.
• Corresponde a una hebra simple de nucleótidos
cuya longitud depende del polipéptido que
codifique.

86. ADN
ARN
mensajero

87. • Además del molde del segmento de DNA que contiene la
secuencia necesaria para la síntesis de la cadena
polipeptídica (gen), el mRNA incluye secuencias que
regulan la síntesis proteica.
• Una molécula de mRNA puede codificar una
(monocistrónico) o varias (policistrónico) cadenas
polipeptídicas.
En eucariotas porta información para
que se sintetice una proteína:
MONOCISTRÓNICO
En procariotas contiene información
separada para la síntesis de varias
proteínas distintas:
POLICISTRÓNICO

88. ARN de TRANSFERENCIA: ARNt
• Son el diccionario por medio del cual se traduce el lenguaje de los
ácidos nucleicos al lenguaje de las proteínas.
• Contienen ≈ 80 nucleótidos.
• Su estructura 2aria es en forma de trébol con regiones de doble
cadena. (en 3D tiene forma de L)
• Actúan como moléculas adaptadoras en la síntesis proteica, al
leer la información codificada en el mRNA y transferir el
aminoácido adecuado a la cadena polipeptídica en crecimiento.
• Corresponde a una hebra simple corta de RNA con estructura
secundaria en forma de tallo-bucle, por apareamiento de bases
entre segmentos complementarios distantes de la hebra.

89. • El brazo del aminoácido
lleva un aminoácido
esterificado
• El brazo del anticodón
posee una secuencia de
tres bases
complementaria y
antiparalela a una
secuencia de mRNA
(codón).

90. 3’
5’
Brazo T
Brazo A
Brazo D
Anticodón
Todos los tipos de ARNt comparten algunas características:
 En el extremo 5’ hay un triplete que tiene
guanina y un ácido fosfórico libre
 En el extremo 3’ tres bases (C-C-A) sin
aparear. Por este extremo se une al
aminoácido
 En el brazo A hay un triplete de bases
llamado anticodón diferente para cada ARNt
en función del aminoácido que transportan
Zona de unión
al ribosoma.
Zona de unión al ARNm

91. ARN RIBOSÓMICO: ARNr
• Agrupa a varios ARN diferentes y constituye hasta un
80% del total de ARN de una célula.
• Se asocia a proteínas formando un ribosoma
• Son componentes estructurales de los ribosomas, los
cuales llevan a cabo la síntesis de proteínas. Allí
sirven como armazón al cual se unen las proteínas
ribosómicas.
• Las dos subunidades que conforman un ribosoma
tienen formas irregulares y encajan formando una
hendidura por la cual pasa el mRNA durante la
traducción.

92. Modelo de la estructura secundaria
de dos rRNA de E. Coli
Estructura de un ribosoma bacteriano.
La cuerda verde corresponde a mRNA

93. OTROS TIPOS DE ARN
ARN nucleolar (ARNn)
• Se encuentran asociados a diferentes proteínas formando el
nucleólo.
• Da lugar a los diferentes tipos de ARNr.
ARN pequeños nucleares (ARNhn), precursor nuclear de los ARNm
eucariotas.
ARN pequeños citoplasmáticos (ARNsc), Ayudan a dirigir a las
proteínas recién sintetizadas hacia sus destinos celulares.
ARN virales (ARNs) con información genética, todos son
monocatenarios.
Otros tipos de ARN
• Algunos se asocian con proteínas para formar
ribonucleoproteínas.
• Existen algunos que pueden escindirse en varios fragmentos por
si mismos: autocatalíticos.
• Algunos con función catalítica como las ribozimas

94. RIBOZIMAS
• ARN catalíticos que se encuentran en
dominios plegados de una hebra de
ARN.
• Catalizan una amplia gama de
reacciones, relacionadas
fundamentalmente con el metabolismo
del ARN.
• Pueden catalizar la eliminación de
intrones, en donde se corta una
secuencia de ARN y luego se ligan los
extremos resultantes. Este proceso
ocurre durante la maduración del
ARNm.