CURSO MEDICINA GENOMICA Karol Carrillo Sánchez INMEGEN kcarrillo@inmegen.gob.mx 27 de enero 2009
ÍNDICE DE TEMAS Estructura Química: DNA, RNA y Proteínas (1a Clase) Organelos Celulares (2da Clase) Ciclo Celular: Mitosis y Meiosis (3a Clase)
Estructura Química de los Ácidos Nucleícos y Proteínas Por qué es importante estudiar estas moléculas?
Proteínas Las proteínas llevan a cabo todas las funciones en la célula Transporte Catálisis Regulación y señalización Movimiento Estructura El mal funcionamiento de una o varias Proteínas es la causa de numerosas Enfermedades genéticas
DNA Y RNA Por qué es importante estudiar el DNA y RNA? Por qué es importante la Medicina Genómica?
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 Deoxiribonucleótidos presentes en el DNA Purinas Pirimidinas damp dgmp dtmp dcmp
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
2 Cadenas Complementarias Antiparalelas Fosfatos y azúcares: externos Bases: internas Carácterísticas DNA
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) Azúcar Desoxirribosa C3 -H Cadena Sencilla (monocatenario) Azucar Ribosa C3 -OH A,G,C,T Químicamente mas estable A,G,C,U Químicamente menos estable
Tipos de RNA s mrna trna rrna sirna mirna snorna Riboswicth
Tipos de RNA s RNA mensajero: mrna (1000s) RNA de transferencia: trna (60) RNA ribosómico: rrna (3)
TIPOS DE RNA
mrna RNA mensajero Contiene la información genética procedente del DNA Se origina a partir del proceso de Transcripción Del núcleo pasa a citoplasma donde es traducido a proteínas Puede formar estructura secundaria por complementariedad de bases
trna RNA de transferencia Transporta y participa en la incorporación de aminoácidos a partir de la secuencia del mrna (traducción) Forma estructuras de tallos y brazos (hoja de trébol) El anticodón descifra el código del mrna leyendo tripletes de nucleótidos El brazo aceptor tiene acoplado el aminoácido específico según la secuencia del anticodón Moléculas pequeñas 70-80 nucleótidos
rrna RNA ribosomal Componente principal del ribosoma Participa en el proceso de traducción Involucrado en la formación del enlace peptídico Puede formar estructura secundaria por complementariedad de bases
sirna (Small interfering RNA) RNA pequeño de interferencia o de silenciamiento Involucrado en el mecanismo de interferencia (irna) Interfiere con la expresión de un gen específico, reduciéndola Doble cadena, 20-21 nucleótidos Se originan de dsrna (double strand RNA) y degradan un mrna específico Origen endógeno (secuencias de DNA repetidas en tandem) o de origen exógeno (virus o transgenes) Promueven el silenciamiento de la cromatina, favorecen la expansión de heterocromatina mediante RITS (RNA Induced Transcriptional Silencing)
sirna (small interfering RNA) dsrna Dicer sirna RISC RISC mrna Rotura post-transcripcional del mrna
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
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 Primaria Estructura Secundaria Estructura Terciaria Estructura cuaternaria
Proteínas Estructura Primaria Secuencia de aminoácidos Enlace peptídico Conforma esqueleto de proteína
Proteínas Estructura Secundaria Hélice α: Estructura Helicoidal Cadena polipeptidica forma estructura central de la helice Cadenas Laterales se extienden hacia fuera El grupo Carboxilo del aa n se une al Amino del 4o aa Mediada por Puentes de Hidrógeno Lámina β: Paralelas Antiparalelas Mediada por Puentes de Hidrógeno
Proteínas Estructura Secundaria Hélice α: Estructura Helicoidal Cadena polipeptidica forma estructura central de la helice Cadenas Laterales se extienden hacia fuera El grupo Carboxilo del aa n se une al Amino del 4o aa Mediada por Puentes de Hidrógeno Lámina β: Paralelas Antiparalelas Mediada por Puentes de Hidrógeno
Proteínas Estructura Terciaria Estructura plegada y completa en 3 dimensiones Especifica de cada proteína Determina su función Mediado por puentes disulfuro s-s Interacciones hidrofóbas Existen dos tipos principales Fibrosas Insolubles en agua: Canales Globulares Solubles en agua: Transporte, enzimáticas
Proteínas Estructura Cuaternaria Solo existe cuando están presentes mas de una cadena Forman complejos proteícos Entre proteínas Lípidos Ácidos Nucleicos
Estructura de las proteínas
Procesos Moleculares DNA mrna Transcripción Traducción trna, rrna PROTEINAS
Procesos Moleculares
Asociación DNA-Proteína
2 Cadenas Complementarias Antiparalelas Fosfatos y azúcares: externos Bases: internas Carácterísticas DNA
Diferentes niveles de empaquetamiento Asociación DNA-Proteína
Diferentes niveles de empaquetamiento Asociación DNA-Proteína
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 de nucleosomas 10 nm Cadena de nucleosomas 30 nm Cadena de nucleosomas 30 nm
Asociación DNA-Proteína Solenoide Asociación de 6 nucleosomas de manera helicoidal H1 juega un papel 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 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 Cromatina y Cromosomas
Cromosomas Carácterísticas Máximo nivel de empaquetamiento Organizan los caracteres hereditarios Se observan durante la división celular 22 pares cromosomas 2 cromosomas sexuales
Cromosomas Poseen: 2 Cromátidas 1 Centrómero Clasificación según su posición Principales alteraciones Número: pérdida o ganancia de uno o más cromosomas Estructurales: Inversiones,deleción, translocaciones
Cariotipo Representación gráfica de cada par de cromosomas
Cariotipo normal
Cariotipo Sólo se pueden observar cambios grandes Útil en el diagnóstico de Síndromes Klinefelter Turner Dawn X Frágil
GRACIAS