Proteínas
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CURSO MEDICINA GENOMICA Karol Carrillo Sánchez INMEGEN kcarrillo@inmegen.gob.mx 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
