BIOSÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS

BIOSÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS
Importancia:
- Componentes de ác. nucleicos
-Moléculas de alto poder energético (ATP
(ATP, GTP)
-Biosíntesis orgánica (UDP-glucosa, CDP-etanolamina, CDP-diacilglicerol)
-Transducción de señales: 2dos mensajeros (AMPc)
-Regulación de actividad: fosforilación de proteínas (ATP)
-Vias de Síntesis: (Para ribonucleótidos, a partir de ellos se forman los desoxirribonucleótidos)
-DE
DE NOVO
-DE RECUPERACIÓN
Adenosina trifosfato
(Purina)
Uridina trifosfato
(Pirimidina)
Se recuperan las bases y se añaden las
ribosas
ib
Pirimidinas: Se va sintetizando la base y la
ribosa es incluida al final
Purinas: el anillo de la base crece sobre
una estructura que contiene ribosa
Síntesis de Novo
de PIRIMIDINAS
Glutamina
+
H 2O
Carbamilfosfato
sintetasa (CPS)
Responsable de varias
reacciones
sucesivas
Glutamato
Carbamilfosfato
sintetasa
i t t
(CPS)
Aspartato
p
transcarbamilasa
Fosforribosil transferasa
CO2
H
Orotidilato decarboxilasa
Formación de UDP y UTP: intercambio de P entre nucleótidos
UMP + ATP
UDP + ADP
UDP + XTP
UTP + XDP
Nucleosido monofosfato quinasa
Nucleosido difosfato quinasa
Formación de CTP a partir de UTP
Síntesis de Novo
de PURINAS
NH3
Fosforribosil
aminotransferasa
PRPP
7
8
Formación de AMP y
GMP a partir de IMP
Adenilsuccinato sintetasa
Guanilato sintetasa
Vías de RECUPERACIÓN
-Vía alternativa para aprovechar las bases ya formadas
y disminuir el gasto de energía intracelular
-Requieren
R
i
fosforribosil
f f ib il pirofosfato
i f f t (PRPP) y enzimas
i
específicas
ífi
Adenina + PRPP
Adenilato (AMP) + PPi
Guanina + PRPP
Guanilato (GMP) + PPi
Hipoxantina + PRPP
Uracilo + PRPP
Inositato (IMP) + PPi
Uridilato (UMP) + PPi
Adenina fosforribosiltransferasa
Hipoxantina-guanina
fosforribosiltransferasa
Pirimidina fosforribosiltransferasa
(solo incorpora uracilo)
UTP
CTP
SÍNTESIS DE
DESOXIRRIBONUCLEÓTIDOS
- Se forman por reducción del C2´ de Ribonucleótidos di o
trifosfato.
- La reducción es catalizada por la ribonucleótido reductasa
- Intervienen radicales que se originan en residuos de la enzima
-El reductor final es el NADPH
PASOS:
1- Transferencia de un e- del residuo cisteína de R1 al tirosilo de R2
2- El radical de cisteína toma un H del C3´ formando un radical
3- El radical en C3´provoca la eliminación del OH del C2´
4- Se forma un puente disulfuro entre otros dos residuos cisteina y se dona un H al C2´
5- El radical del C3´recupera el H de la cisteina y el desoxirribonucleótido se libera
6- El puente disulfuro se reduce por NADPH y la enzima vuelve a estar activa
Formación de TMP a partir de dUMP
Timidilato sintasa
Muchos anticancerígenos bloquean la síntesis de TMP
Fluoroacilo (F-dUMP):
-No permite la extracción de un H+ del C5
-La actividad de la enzima provoca un complejo
covalente: F-dUMP-metilentetrahidrofolato-enzima
Inhibición suicida
(la enzima misma genera al
inhibidor a partir del sustrato)
Inhibidores
competitivos
de la dihidrofolato
reductasa
Complejo inhibidor formado por la timidilato sintasa en presencia de F-dUMP
Control de Biosíntesis
por retroinhibición
PIRIMIDINAS
La enz. aspartato transcarbamilasa
es inhibida por CTP (producto final)
y es activada por ATP
Control de Biosíntesis
por retroinhibición
PURINAS
Síntesis de NAD+ (Nicotinamida adenina dinucleótido)
Nicotinato + PRPP
adenina
nicotinamida
Síntesis de FAD (flavina adenina dinucleótido)
Riboflavina
bo a a + ATP
Riboflavina-5-fosfato + ATP
Riboflavina-5-fosfato
bo a a 5 os ato + ADP
Flavina adenina dinucleótido + PPi
adenina
riboflavina
Degradación de purinas a urato
- El urato se excreta en la orina
- Su nivel elevado provoca gota, que afecta a las articulaciones y a los riñones
- La enfermedad se trata con inhibidores de la xantina oxidasa
ÁCIDOS NUCLEICOS
(Fosfo-ribosilpirofosfato)
Adenosina trifosfato
(Purina)
Uridina trifosfato
(Pirimidina)
Síntesis de novo:
Pirimidinas
Purinas
(inositato)
Pirimidinas: ribosa incluida al final
Purinas: el anillo crece sobre una estructura que
contiene ribosa
REPLICACIÓN DEL ADN
Generalidades
Estructurales
-Doble hélice de
hebras antiparalelas
-Bases hacia el
interior, Ribosas y P
hacia el exterior
- A-T (2 ptes H) y G-C
(3 ptes H)
p estructurales:
-3 tipos
A, B y Z
Helicasa
- Separa ambas hebras de ADN
- Cambios conformacionales de la enzima e
hidrólisis de ATP → desestabilizan la doble cadena.
ADN Polimerasa
-Añade nucleótidos al extremo 3`
((crece de 5`a 3`))
-Necesita un cebador
-La base correcta se determina por
capacidad de formar puentes H
-La p
polimerasa p
posee un dominio p
polimerasa
y otro exonucleasa → corrección de errores
5`
3`
5`
3`
Topoisomerasas
A- topoisomerasa
p
I: corta una hebra de ADN superenrollado.
p
Relaja
j la tensión g
generada
por superenrollamientos producidos por la separación de las hebras.
B- Topoisomerasa II: introduce superenrollamientos, (ADN girasas) corta 2 hebras de ADN.
Topoisomerasa II
Topoisomerasa
I
dnaA: proteína de iniciación
- Reconoce el origen de la replicación y comienza el desenrrollamiento.
- Reconoce secuencias específicas
p
((Ej.
j locus ori C de E. coli))
Eucariotas: múltiples orígenes
de replicación (cél. Humanas:
varios cientos por cromosoma)
SSB
- Proteína que reconoce y se une a hebras simples → impide el reensamble de ambas hebras
Primasa
- ARN polimerasa que sintetiza el cebador → 5-6 nucleótidos de ARN
- El cebador es luego
g eliminado p
por un dominio exonucleasa de la ADN p
polimerasa.
Ligasa
- Responsable de la unión de fragmentos de
Okazaki: trozos de ADN de la hebra
retardada.
- Cataliza uniones próximas OH-3`con P-5`.
Recombinación del ADN
- Intercambio de material genético
g
- incremento de la diversidad biológica
- Intervienen las enzimas Recombinasas:
^ Intervienen 4 moléculas de enzima simultáneamente
^ Se g
genera una unión de Holliday
y entre 2 moléculas de ADN
TRANSCRIPCIÓN Y MADURACIÓN DEL ARN
Transcripción: pasaje de la información contenida en ADN hacia ARN
Enzimas y Procesos que intervienen en la Transcripción en Procariotas (E.Coli)
ARN Polimerasa:
- 4 subunidades: αββ`σ
- σ : localización de secuencia promotora
- αββ`: unidad catalitica “núcleo de la enzima”
- Secuencias promotoras: 5-6 bases en posición 10 y 35 antes del punto de iniciación
→caracterización por footprinting
g
- Capaz de desenrollar ambas hebras de ADN (17 bases)
- Sin cebador
- “Burbuja de Transcripción”: ARN-Pol, ADN molde y cadena ARN creciente.
- Sin activ. exonucleasa → mayor probabilidad de error
- Señal de terminación: secuencia rica en GC con poli U al medio y al final de la misma.
ARNm: no sufre modificaciones → la traducción comienza mientras se va sintetizando.
ARNr y ARNt: se modifican por hidrólisis de ciertas secuencias/trozos y por modificación de
bases (pseudouridilato en ARNt)
Técnica de Footprinting
Señal de Terminación
Eucariotas
-Transcripción y Traducción separadas en espacio y tiempo
- 3 tipos de ARN polimerasas según producto de síntesis y localización
-ARNm: altamente modificado
- Cofia 5`
5 → GTP y Metilación de ribosas
- Cola poli (A) (extremo 3`)
- Maduración: “espliceosoma” (corte y ensamblado)
- Modificaciones post trascripcionales: cambios en la secuencia del ARNm
- 1 gen → varios ARNm → varias proteínas } Proteoma más complejo que Genoma
ARN polimerasa I:
Nucleolo – ARNr (sub.
Mayor)
ARN Polimerasa II:
Nucleoplasma – ARNm
ARN Polimerasa III:
Nucleoplasma – ARNt y
ARNr (sub. Menor)