Bioquímica genética Flashcards
Explicar la bioquímica genética del organismo humano mediante el contexto clínico e interpretación de los estudios de laboratorio pertinentes para llevar a cabo el diagnóstico y tratamiento de sus alteraciones más frecuentes o ilustrativas, en un marco de respeto, honestidad y humanismo.
Importancia de la fase S
Cuando una célula se va a dividir resulta importante la replicación de DNA que acontece en la fase S con la finalidad de entregar una copia de DNA a cada una de las células resultantes de la mitosis.
Generalidades de la composición del DNA, su estructura y su compactación en el núcleo celular
El DNA tiene una estructura en doble hélice formada por nucleótidos (azúcar pentosa, grupo fosfato y base nitrogenada).
Replicación del DNA, concepto general, carácter semiconservativo
Se refiere a la duplicación que se hace de la totalidad del material génetico. Se habla de replicación semiconservativa pues el resultado es una molécula de DNA ya existente más una cadena completamente nueva.
Burbuja de replicación
Es la estructura que se forma al abrir la doble cadena del DNA en el origen de replicación (sitio dónde se abre la burbuja, existen múltiples sitios de origen acelerando el proceso). La replicación se realiza de manera unidireccional.
Participación de la DNA primasa
Enzima que sintetiza pequeños fragmentos de ARN sobre la cadena rezagada en la replicación de ADN, de unos 10 nucleótidos, conocidos como cebadores, complementarios a la hebra de ADN que se copia durante la replicación. Estos cebadores son necesarios para que el ADN polimerasa III tenga un punto de partida (un grupo 3’-OH libre) en la síntesis 5’→3’ de la hebra molde y agregue los desoxinucleótidos.
DNA polimerasa III, direccionalidad de su actividad polimerizante
La DNA polimerasa III sintetiza nucleótidos en una cadena de DNA. Necesita una plantilla para realizar la síntesis, además de un cebador (iniciador) y sólo replica la cadena en la dirección 5´-3´.
Concepto de direccionalidad
El sentido de las cadena está dado de 5´a 3´. La direccionalidad de las cadenas es antiparalela (una cadena de 5´a 3´ y otra de 3´a 5´). No obstante, la dirección de replicación siempre es de 5´a 3´.
Hebra conductora y hebra rezagada
Las DNA polimerasas sólo sintetizan DNA de 5´a 3, por lo que la replicación de las cadenas de ADN se realiza mediante una hebra conductora y una hebra rezagada (esta última se trata de una hebra fragmentada en la que la síntesis aparente es de 3´a 5´, no obstante, la DNA polimerasa III siempre actúa de 5´a 3´).
Fragmentos de Okazaki
Fragmentos a través de los cuales crece la hebra rezagada (pequeños fragmentos de 5´a 3´ en la hebra que aparenta replicarse de 3´a 5´)
Participación de la DNA polimerasa I en el proceso replicativo
Polimerasa encargada de replicar los nucleótidos restantes tras eliminarse el cebador
Participación de la DNA ligasa en el proceso replicativo
Es una enzima que forma enlaces covalentes entre el extremo 5’ de una cadena polinucleotídica y el extremo 3’ de otra cadena polinucleotídica.
Generalidades sobre la composición y estructura del RNA
El ARN es de cadena sencilla. Una hebra de ARN tiene un eje constituido por un azúcar (ribosa) y grupos de fosfato de forma alterna. Unidos a cada azúcar se encuentra una de las cuatro bases adenina (A), uracilo (U), citosina (C) o guanina (G).
Tipos de RNA que se producen en la célula y función general que tienen
RNAm mensajero: transfiere el código genético procedente del ADN del núcleo celular a un ribosoma en el citoplasma, es decir, el que determina el orden en que se unirán los aminoácidos de una proteína y actúa como plantilla o patrón para la síntesis de dicha proteína.
RNAt de trasnferencia: transfiere las moléculas de aminoácidos a los ribosomas, para posteriormente ordenarlos a lo largo de la molécula de ARN mensajero (ARNm).
RNAr ribosomal: forman el armazón de los ribosomas y se asocian a proteínas específicas para formar las pre sub unidades ribosómicas.
RNA micro: (aprox. 22 bases) funcionan silenciando ciertas secuencias (causando su degradación o ineficiente traducción) de ARNm en la regulación postranscripcional de la expresión génica.
Concepto de transcripción
Proceso mediante el cual una célula elabora una copia de ARN de una pieza de ADN. Esta copia de ARN, que se llama ARN mensajero (ARNm), transporta la información genética que se necesita para elaborar las proteínas en una célula.
Ejemplificación de la secuencia de bases del DNA y del producto de su transcripción
El DNA mantiene una secuencia de bases que serán transcritas hacia una molécula de RNAm que presentará la información para su traducción en forma de codones (grupos de 3 bases). Cada codón codifica para un aminoácido.
RNA polimerasas I, II y III y tipos de RNA que sintetizan
Son un conjunto de enzimas (proteínas) capaces de emplear los ribonucleótidos para sintetizar ARN a partir de una secuencia de ADN que sirve como patrón o molde.
RNA polimerasa I: encargada de la síntesis de RNAr
RNA polimerasa II: encargada de la síntesis de RNAm, RNAnp y micro RNA
RNA polimerasa III: encargada de la síntesis de RNAt y algunas unidades de RNAr
ARNP mitocondrial: El ARNPmt interviene en la transcripción y replicación del genoma mitocondrial.
Concepto de secuencia promotora
Una secuencia promotora hace referencia a una secuencia de bases que controla el inicio de transcripción de una porción de DNA a RNA, es decir, promueve la trasncripción de un gen para inicar la formación de una proteína.
Concepto general de gen
Es la unidad de información en un locus de DNA que codifica un producto génico, ya sea proteínas o ARN (unidad molecular de la herencia génetica).
Concepto de genes fragmentados o discontinuos
Se dice que el material génetico humano tiene una organización de genes fragmentados o discontinuos pues la infromación total se almacena mediante cadenas de exones (regiones codificantes) e intrones (regiones no codificantes).
Concepto de exones e intrones
Los intrones (regiones intragéneticas) son regiones no codificantes para proteínas. Los exones son las regiones codificantes. Los intrones son eliminados del pre-ARN mediante el proceso de corte y empalme y, por lo tanto, no forman parte del ARNm maduro.
Organismos en los que se encuentran los genes fragmentados
En eucariotes (animales, plantas y hongos)
Concepto de pre-RNA
En la trasncripción, se utiliza el gen completo para la formación del pre-ARN (también llamado trasncrito primario o RNA heteronuclear). Durante el empalme del pre-RNA se remueven los intrones y se fusionan los exones en la orden justificado
Caperuza y poliA, naturaleza y utilidad
La caperuza 5’ es un nucleótido alterado situado en el extremo 5′, tiene cuatro funciones principales:
-Regular la exportación desde el núcleo.
-Prevenir la degradación por exonucleasas.
-Impulsar la traducción.
-Impulsar la escisión de los intrones proximales a 5’.
La poliadenilación es la adición de una cola de poli(A) (cadena de múltiples andosina monofosfatos) a un ARN mensajero. La cola de poli(a) es importante para la exportación nuclear y la estabilidad del ARNm.
Eliminación de intrones y empalme de exones
El pre-ARN se convierte en ARNm mediante la eliminación de los intrones y fusión de los exones en el orden pre-existente en el gen.
Participación de RNAs nucleares pequeños (RNAnp)
Moléculas de aprox. 150 bases que participan primordialmente en el procesamiento de pre-RNAs en las formas maduras: RNAm, RNAt y RNAr, en el núcleo celular
RNA de interferencia (RNAi) como opción terapéutica
El ARN de interferencia es un mecanismo de silenciamiento post-transcripcional de genes específicos, de modo que pequeñas moléculas de ARN complementarias a un ARNm conducen a la degradación de éste, impidiendo así su traducción en proteínas.
Tratamiento con AZT para la infección por VIH
Zidovudina, Azidotimidina o AZT fue el primer medicamento antirretroviral (ARV), aprobado en 1987 como un medicamento indicado para personas con infección por VIH por su efecto en la supresión de la replicación viral, aunque no representa una cura y no garantiza la disminución de la cantidad de enfermedades relacionadas con la infección por el virus. La zidovudina es un Inhibidor de la enzima ADN polimerasa viral trancriptasa inversa (HIV-RT) del VIH del tipo análogo de nucleósidos y es considerado como el eje básico de la terapia antirretroviral.
Concepto general de traducción
Proceso que ocurre excusivamente en los ribosomas para la síntesis de proteínas.
Estructura general de los ribosomas
Organelos no delimitados por membrana formados por ARN ribosómico (ARNr) y por proteínas ribosómicas. Estructuralmente, tienen siempre dos subunidades: la mayor y la menor. La subunidad contiene tres sitios: E, P y A, los cuales siguen ese orden de izq-der. El ARNm entra al ribosoma por el sistio A.
Estructura general de los ribosomas
Organelos no delimitados por membrana formados por ARN ribosómico (ARNr) y por proteínas ribosómicas. Estructuralmente, tienen siempre dos subunidades: la mayor y la menor. La subunidad contiene tres sitios: E, P y A, los cuales siguen ese orden de izq-der. El ARNm entra al ribosoma por el sistio A.
Función de los RNAr, RNAm y RNAt
RNAr - estructurar unidades ribosómicas para la síntesis de proteínas
RNAm - presenta la plantilla a partir de la cual se realizará la formación de una cadena de aminoácidos (presenta la infromación para la formación de una proteína)
RNAt - presenta los aminoácidos codificantes para el codon
Código genético, concepto de codón
La información que lleva el ARNm está codificada en la secuencia de bases (nucleótidos) y se halla organizada en grupos de 3 bases (codones). Cada codón es interpretado por el ribosoma para incorporar un determinado aminoácido, la relación de codones y aminoácidos se denomina código génetico (existen 64 codones distintos)
Codón de iniciación
AUG (codon que codifica para metionina presente siempre al inicio) su presencia es necesaria para formar el complejo de iniciación (RNAm + subunidad pequeña ribosomal)
Codones de terminación
UAA
UAG
UGA
Degeneración del código genético
Característica mediante la cual se tiene que más de un codon codifique para un mismo aminoácido (debido a que sólo existen 20 aminoácidos distintos en las proteínas y 64 codones)
Universalidad del código genético
Referencia en la que se tiene que el significado de los codones en cuanto a los aminoácidos que codifican es el mismo en todos los seres vivos.
Reacción de activación de aminoácidos
Consiste en la unión de cada aminoácido a
su ARN-t específico mediante la intervención de una enzima, la aminoacil-ARN-t sintetasa y el
aporte de energía del ATP, para formar un aminoacil-RNAt (RNAt unido químicamente a un aminoácido)
Conceptos generales sobre iniciación, elongación y terminación de la síntesis de una proteína
Iniciación: en esta etapa el ribosoma se reune con el ARNm y el primer ARNt para que pueda comenzar la traducción (AUG codón de inicio)
Elongación: en esta etapa los ARNt traen los aminoácidos al ribosoma y estos se unen para formar una cadena.
Terminación: en esta última etapa el polipéptido terminado es liberado para que vaya y realice su función en la célula.
Función de los RNA de transferencia
Los RNAt son moléculas encargadas de transportar los aminoácidos hasta el ribosoma y de reconocer los
codones del ARN mensajero durante el proceso de traducción. El que realiza el reconocimiento del codón correspondiente del ARN-m es el anticodón del
ARN-t y no el aminoácido.
Función de los sitios A, P y E de los ribosomas
Al unirse las dos unidades del ribosoma se conforman tres sitios: el sitio A, el sitio P y el sitio E. El sitio A es el punto de entrada para el aminoacil-ARNt (excepto para el primer aminoacil-ARNt, fmet-ARNt, que entra en el sitio P). El sitio P es donde se “aloja” el peptidil-ARNt. Y el sitio E es el sitio de salida del ARNt, una vez descargado tras ofrecer su aminoácido a la cadena peptídica en crecimiento.
Concepto de ribozima
Las ribozimas son moléculas de ARN que tienen la capacidad de actuar como catalizadores (aceleran reacciones químicas específicas). Al igual que las enzimas proteicas, poseen un centro activo que se une específicamente a un sustrato y facilita su conversión en un producto. Las ribozimas son menos versátiles que las enzimas proteicas. El término “ribozima” es una contracción de las palabras “ácido ribonucleico” y “enzima”.
Peptidil transferasa como ejemplo de ribozima
Ribozima aminoacil transferasa (con número EC 2.3.2.12) que se encarga de la formación de enlaces peptídicos entre aminoácidos adyacentes durante la traducción de ARN mensajero y, por tanto, la síntesis proteica.
Relación entre la traducción y el trabajo biológico. Importancia del ATP y del GTP
La síntesis de proteínas es un proceso anabólico endergónico, es decir, es un proceso que consume energía obtenida de compuestos fosforilados reducidos como el ATP y el GTP
Antibióticos que afectan la síntesis de proteínas en bacterias
Inhibidores de la transcripción:
- Rifampicina: inhibe la actividad de las RNA polimerasas bloqueando la síntesis de RNAm, RNAt y RNAr, eficaz frente a infecciones potencialmente crecientes
- Alfa-amanitina: inhibe las polimerasas RNA II y III, elevadamente tóxica
- Cordicepina (3’-desoxiadenosina) es un nucleósido de la desoxiadenosina (nucleósido de adenina y desoxirribosa) que carece del grupo 3´OH. Puede ser añadido a una cadena de aminoácidos ocasionando que se detenga su transcripción. Se extrae a partir de hongos del género Cordyceps, pero ahora se produce sintéticamente.
- Neomicina: inhibe la síntesis de proteínas a través de su unión a la subunidad 30S del ribosoma bacteriano.
- Cloranfenicol: inhibe la síntesis de proteínas bloqueando la actividad de la enzima peptidil transferasa al unirse a la subunidad 50S del ribosoma evitando la formación del enlace peptídico.
- Eritromicina: inhibe la síntesis de proteínas en la bacteria al unirse a la subunidad 50S del ribosoma bacteriano. Esta unión inhibe la actividad de la peptidil transferasa, interfiriendo con la traslocación de los aminoácidos durante la traducción y ensamblaje de las proteínas. Según la dosis administrada y el organismo sobre el que actúe, la eritromicina tiene efectos bacteriostáticos o bactericidas.
- Ácido fusídico: bacteriostático inhibidor de la síntesis proteica bacteriana que evita el turnover del factor de elongación G del ribosoma.
Manifestaciones clínicas de la intoxicación con Amanita phalloides
- Síntomas gastrointestinales (diarreas, vómitos y deshidratación)
- Dolor abdominal de tipo cólico
- Sudores fríos
- Hipotensión
- Taquicardia
- Hipoglucemia
- Acidosis.
- Fallo hepático (produciendo ictericia, diarrea sanguinolenta, delirio, convulsiones y coma)
- Encefalopatía hepática y coagulopatía
- Las complicaciones, que suelen ser fatales, comprenden alteración de la presión intracraneal, hemorragia cerebral, sepsis, pancreatitis, insuficiencia renal aguda y paro cardíaco.
- La muerte acontece generalmente entre sexto y el décimo sexto día.
Posibles destinos de las proteínas
Las proteínas sintetizadas por ribosomas se liberan en el citosol y, de ahí, aquellas que estimulen los receptores de membrana de algunos organelos (mitocondrias, peroxisomas, RE) pasarán a los mismos (transporte postraduccional). Las proteínas sintetizadas por ribosomas unidos a membrana pasan al RE y de ahí al Aparato deGolgi mediante vesículas (transporte cotransduccional) dónde serán modificadas y exportadas en vesículas de exocitosis.
Modificación postraduccional de las proteínas
Modificaciones químicas en su estructura que tienen importantes efectos moduladores y activación de su función biológica, alterar su localización celular, su capacidad para interaccionar con otras proteínas o determinar que la proteína debe ser degradada. Las proteínas pueden sufrir oxidaciones, glicosilaciones o unión de azúcares, acetilaciones, roturas de su cadena o proteólisis, unión de moléculas lipídicas, fosforilaciones, unión covalente de otras proteínas pequeñas como la ubiquitina, etc.
Menciona los 4 nucleósidos
Citidina, Uridina, Adenosina, Guanosina
Tipos de desoxinucleósidos
Desoxiadenosina, desoxitimidina, desoxiguanosina, desoxicitidina
Tipos de nucleótidos de acuerdo al número de fosfatos
Nucleótidos monofosfatos, difosfatos y trifosfatos
