Proteínas

CURSO MEDICINA GENOMICA Karol Carrillo Sánchez INMEGEN [email protected] 4 de agosto 2009 ÍNDICE ÍNDICE DE DE TEMAS TEMAS Estructura EstructuraQuímica: Química:DNA, DNA,RNA RNAyyProteínas Proteínas(1a (1aClase) Clase) Organelos OrganelosCelulares Celulares(2da (2daClase) Clase) Ciclo CicloCelular: Celular:Mitosis MitosisyyMeiosis Meiosis(3a (3aClase) Clase) Estructura Química de los Ácidos Nucleícos y Proteínas ¿Por ¿Porqué quées esimportante importanteestudiar estudiarestas estasmoléculas? moléculas? Proteínas Proteínas Las Lasproteínas proteínasllevan llevanaacabo cabotodas todas las lasfunciones funcionesen enlalacélula célula Transporte Transporte Catálisis Catálisis Regulación Regulaciónyyseñalización señalización Movimiento Movimiento Estructura Estructura El Elmal malfuncionamiento funcionamientode deuna unaoovarias varias Proteínas es la causa de numerosas Proteínas es la causa de numerosas Enfermedades Enfermedadesgenéticas genéticas DNA DNA Y Y RNA RNA ¿Por ¿Porqué quées esimportante importanteestudiar estudiarelelDNA DNAyyRNA? RNA? ¿Por ¿Porqué quées esimportante importantela laMedicina MedicinaGenómica? Genómica? DNA DNA Y Y RNA RNA Ácido ÁcidoDesoxirribonucleíco Desoxirribonucleíco Ácido ÁcidoRibonucleíco Ribonucleíco DNA DNA Estructura Química Azúcar Fosfato Bases Nitrogenadas DNA Estructura Química Azúcar Fosfato Bases Nitrogenadas DNA Estructura Química Azúcar Fosfato Bases Nitrogenadas BASES NITROGENADAS NUCLEÓTIDOS Estructura Química Nucleótido: conformado por Azúcar Fosfato Bases (4) NUCLEÓTIDOS Purinas Deoxiribonucleótidos presentes en el DNA Deoxiribonucleótidos presentes en el DNA Purinas dAMP dAMP dGMP dGMP dTMP dTMP dCMP dCMP Pirimidinas Pirimidinas ¿Cómo se unen los nucleótidos? ¿Cómo se unen los nucleótidos? Cómo se unen los nucleótidos…. …enlace fosfodiester Enlace Fosfodiester •Enlace Covalente •Fuerte •Entre C5´ y C3´ del azucar •Enlace intracadena •Da orientación a la cadena Cómo se unen las bases del DNA….. ….Puentes de Hidrógeno Puentes de Hidrógeno Puentes de Hidrógeno •Enlaces débiles •Entre bases •Complementarias •Diferente cadena •TA 2 •GC 3 Carácterísticas DNA 2 Cadenas Complementarias Antiparalelas Fosfatos y azúcares: externos Bases: internas RNA RNA Estructura Química Azúcar Fosfato Bases Nitrogenadas RNA Estructura Química Azúcar Fosfato Bases Nitrogenadas Diferencias DNA y RNA DNA RNA NUCLEÓTIDOS Estructura Química Azúcar Fosfato Bases (4) Diferencias DNA - RNA DNA RNA Doble cadena (bicatenario) Cadena Sencilla (monocatenario) Azúcar Desoxirribosa Azucar Ribosa C3´ -H C3´-OH A,G,C,T A,G,C,U Químicamente mas estable Químicamente menos estable Tipos de RNA´s mRNA mRNA  tRNA tRNA rRNA rRNA siRNA siRNA miRNA miRNA snoRNA snoRNA Riboswicth Riboswicth Tipos de RNA´s RNA mensajero: mRNA (1000s) RNA de transferencia: tRNA (60) RNA ribosómico: rRNA (3) TIPOS DE RNA mRNA RNA RNAmensajero mensajero Contiene Contienelalainformación informacióngenética genéticaprocedente procedentedel delDNA DNA Se Seorigina originaaapartir partirdel delproceso procesode de“Transcripción” “Transcripción” Del Delnúcleo núcleopasa pasaaacitoplasma citoplasmadonde dondeesestraducido traducidoaaproteínas proteínas Puede Puedeformar formarestructura estructurasecundaria secundariapor porcomplementariedad complementariedad de debases bases tRNA RNA RNAde detransferencia transferencia Transporta Transportayyparticipa participaen enlalaincorporación incorporaciónde deaminoácidos aminoácidos aapartir de la secuencia del mRNA (traducción) partir de la secuencia del mRNA (traducción) Forma Formaestructuras estructurasde de“tallos “tallos““yy“brazos” “brazos” (hoja (hojade de trébol) trébol) El Elanticodón anticodóndescifra descifraelelcódigo códigodel delmRNA mRNAleyendo leyendo tripletes tripletesde denucleótidos nucleótidos El Elbrazo brazoaceptor aceptortiene tieneacoplado acopladoelelaminoácido aminoácido específico según la secuencia del anticodón específico según la secuencia del anticodón Moléculas Moléculaspequeñas pequeñas70-80 70-80nucleótidos nucleótidos rRNA RNA RNAribosomal ribosomal Componente Componenteprincipal principaldel delribosoma ribosoma Participa Participaen enelelproceso procesode detraducción traducción Involucrado Involucradoen enlalaformación formacióndel delenlace enlacepeptídico peptídico Puede Puedeformar formarestructura estructurasecundaria secundariapor porcomplementariedad complementariedad de debases bases MicroRNA miRNA (microRNA) Regiones no codificantes 20-25 nucleótidos Regula principalmente a nivel de traducción Perfiles de expresión modificados en células cancerosas Funcionan como supresores de tumores u oncogenes Participación en el desarrollo embrionario miRNA (microRNA) pri-miRNA Drosha pre-miRNA Exportin 5 Dicer miRNA maduro miRNA activo RISC Represión post-transcripcional Represión traduccional siRNA (Small interfering RNA) RNA RNApequeño pequeñode deinterferencia interferenciaoode desilenciamiento silenciamiento Involucrado Involucradoen enelelmecanismo mecanismode deinterferencia interferencia(iRNA) (iRNA) Interfiere Interfierecon conlalaexpresión expresiónde deun ungen genespecífico, específico,reduciéndola reduciéndola Doble Doblecadena, cadena,20-21 20-21 nucleótidos nucleótidos Se Seoriginan originande dedsRNA dsRNA(double (doublestrand strandRNA) RNA)yydegradan degradanun un mRNA mRNA específico específico Origen Origenendógeno endógeno(secuencias (secuenciasde deDNA DNArepetidas repetidasen entandem) tandem)oo de deorigen origenexógeno exógeno(virus (virusootransgenes) transgenes) Promueven Promuevenelelsilenciamiento silenciamientode delalacromatina, cromatina,favorecen favorecenlalaexpansión expansión de deheterocromatina heterocromatinamediante medianteRITS RITS(RNA (RNAInduced InducedTranscriptional Transcriptional Silencing) Silencing) siRNA (small interfering RNA) dsRNA Dicer Dicer siRNA RISC RISC mRNA Rotura post-transcripcional del mRNA snoRNA •RNA nucleolares •60-300nt •Procesamiento y modificación del rRNA •Metilación 2´OH PROTEÍNAS Proteínas Estructura Química Aminoácidos Diferentes cargas Enlace peptídico Proteínas Proteínas Estructura EstructuraPrimaria Primaria Estructura EstructuraSecundaria Secundaria Estructura EstructuraTerciaria Terciaria Estructura Estructuracuaternaria cuaternaria Proteínas Estructura EstructuraPrimaria Primaria Secuencia Secuenciade deaminoácidos aminoácidos Enlace Enlacepeptídico peptídico Conforma Conformaesqueleto esqueletode deproteína proteína Proteínas Estructura EstructuraSecundaria Secundaria Hélice Héliceα: α: •Estructura •EstructuraHelicoidal Helicoidal •Cadena •Cadenapolipeptidica polipeptidicaforma formaestructura estructuracentral centralde delalahelice helice •Cadenas •CadenasLaterales Lateralesseseextienden extiendenhacia haciafuera fuera •El •Elgrupo grupoCarboxilo Carboxilodel delaa aa“n” “n”seseune unealalAmino Aminodel del4o 4oaa aa •Mediada •Mediadapor porPuentes Puentesde deHidrógeno Hidrógeno Lámina Láminaβ: β: •Paralelas •Paralelas •Antiparalelas •Antiparalelas •Mediada •Mediadapor porPuentes Puentesde deHidrógeno Hidrógeno Proteínas Estructura EstructuraSecundaria Secundaria Hélice Héliceα: α: •Estructura •EstructuraHelicoidal Helicoidal •Cadena polipeptidica •Cadena polipeptidicaforma formaestructura estructuracentral centralde delalahelice helice •Cadenas •CadenasLaterales Lateralesseseextienden extiendenhacia haciafuera fuera •El •Elgrupo grupoCarboxilo Carboxilodel delaa aa“n” “n”seseune unealalAmino Aminodel del4o 4oaa aa •Mediada •Mediadapor porPuentes Puentesde deHidrógeno Hidrógeno Lámina Láminaβ: β: •Paralelas •Paralelas •Antiparalelas •Antiparalelas •Mediada •Mediadapor porPuentes Puentesde deHidrógeno Hidrógeno Proteínas Estructura EstructuraTerciaria Terciaria Estructura Estructuraplegada plegadayycompleta completaen en33dimensiones dimensiones Especifica Especificade decada cadaproteína proteína Determina Determinasu sufunción función Mediado Mediadopor porpuentes puentesdisulfuro disulfuro“s-s” “s-s” Interacciones Interaccioneshidrofóbas hidrofóbas Existen Existendos dostipos tiposprincipales principales Fibrosas Fibrosas •Insolubles •Insolublesen enagua: agua:Canales Canales Globulares Globulares •Solubles •Solublesen enagua: agua:Transporte, Transporte,enzimáticas enzimáticas Proteínas Estructura EstructuraCuaternaria Cuaternaria Solo Soloexiste existecuando cuandoestán estánpresentes presentesmas masde deuna unacadena cadena Forman Formancomplejos complejosproteícos proteícos •Entre •Entreproteínas proteínas •Lípidos •Lípidos •Ácidos •ÁcidosNucleícos Nucleícos Estructura Estructura de de las las proteínas proteínas Procesos Moleculares DNA Transcripción mRNA Traducción tRNA, rRNA PROTEINAS Procesos Moleculares Asociación DNA-Proteína Carácterísticas DNA 2 Cadenas Complementarias Antiparalelas Fosfatos y azúcares: externos Bases: internas Asociación DNA-Proteína Diferentes niveles de empaquetamiento Asociación DNA-Proteína Diferentes niveles de empaquetamiento Asociación DNA-Proteína Nucleosoma Primer Nivel de compactación del DNA Formado por Histonas: •Proteínas Carga positiva •H1: histona externa •H2A, H2B, H3 y H4 : Nucleares (core) Forman un octámero En este complejo se enrolla el DNA (200 pb) 2 vueltas DNA Altamente conservadas: su función es tan critica que evolutivamente no soportan cambios Asociación DNA-Proteína Asociación DNA-Proteína Cadena Cadenadedenucleosomas nucleosomas 1010nm nm Cadena Cadenadedenucleosomas nucleosomas 3030nm nm Cadena Cadenadedenucleosomas nucleosomas 3030nm nm Asociación DNA-Proteína Solenoide Solenoide Asociación Asociaciónde de66nucleosomas nucleosomasde demanera manerahelicoidal helicoidal H1 H1juega juegaun unpapel papelimportante importante Organización Genética Estructura de un gen Organización genética Gene Secuencia DNA Codifica un producto difusible •Proteína •mRNA Estructura de un gene 1. Región Codificante:  Intrones:No Proteínas, miRNA  Exones: Proteínas 2. Región Reguladora: Contiene regiones de unión a moléculas que modifican la expresión génica  Promotor Estructura de un gene Región Codificante •Exones •Intrones Cromosomas Cromatina y Cromosomas Cromatina Conjunto de DNA, Histonas y otras proteínas •Heterocromatina: Inactiva •Eucromatina: Activa Se observa durante la interfase celular Grado de condensación: laxa Permite los precesos de: •Replicación •Reparación •Transcripción Cromosomas Conjunto de DNA, Histonas y otras proteínas Presenta mayor grado de condensación que la cromatina Cromosomas Carácterísticas Máximo nivel de empaquetamiento Organizan los caracteres hereditarios Se observan durante la división celular 22 pares cromosomas 2 cromosomas sexuales Cromosomas Poseen: Poseen: 2 2Cromátidas Cromátidas 1 1Centrómero Centrómero •Clasificación •Clasificaciónsegún segúnsu suposición posición Principales Principalesalteraciones alteraciones •Número: •Número:pérdida pérdidaooganancia gananciade deuno uno oomás más cromosomas cromosomas •Estructurales: •Estructurales:Inversiones,deleción, Inversiones,deleción, translocaciones translocaciones Cariotipo Representación gráfica de cada par de cromosomas Cariotipo normal Cariotipo Sólo Sólose sepueden puedenobservar observarcambios cambios“grandes” “grandes” Útil Útilen eneleldiagnóstico diagnósticode deSíndromes Síndromes •Klinefelter •Klinefelter •Turner •Turner •Dawn •Dawn •X •XFrágil Frágil GRACIAS GRACIAS

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