Tema 2.1 Flashcards
Qué es el superenrollamiento?
Propiedad topológica intrínseca de la estructura 3ª del DNA
Qué es el empaquetamiento?
Plegamiento o compactación de la molécula de DNA debido a la asociación con proteínas, para dar lugar a nucleoproteínas
Cómo se compacta el DNA en eucariotas?
- Neutralización de sus cargas negativas
- Superenrollamiento
- Empaquetamiento
Se neutraliza por medio de cationes divalentes como el Mg o poliaminas (derivados de la ornitina)
Cual es una propiedad topológica intrínseca de la estructura terciaria del DNA?
El superenrollamiento
Qué enzimas regulan el superenrollamiento?
Las topoisomerasas
En qué tipo de DNA las dos hebras no se pueden separar sin romper un enlace covalente?
En el DNA circular cerrado covalentemente
El superenrollamiento aparece en DNAs cerrados…
DNAccc y DNAs lineales con extremos anclados que no están libres para girar
Un DNA está relajado cuando…
No hay enrollamiento neto del eje sobre sí mismo y no hay cortes en las hebras
Cuánto rota un DNA con un extremo libre?
1 vuelta por cada 10 pb abiertos
Por qué están limitados topológicamente los DNA lineales de cromosomas eucarióticos?
- Longitudes extremas
- Incorporación a la cromatina (interacción con proteínas)
- Interacción con otros componentes celulares
Qué es el Lk?
El número de veces que 2 círculos están entrelazados. Es una propiedad topológica invariante en un DNAcc
Cuándo no es posible definir Lk?
Cuando las hebras están completamente separadas
Podemos encontrar Lk negativo en el DNA?
No
Cómo están superenrollados los DNAs circulares purificados de bacterias y eucariotas?
Negativamente
Cómo se relaciona Lk con Tw y Wr?
Lk = Tw + Wr
¿Cuánto rota el DNA2C con un extremo libre?
1 vuelta por cada 10 pb
El desenrollamiento de una vuelta helicoidal en fragmentos de DNA lineales de cromosomas genera…
Tensión superhelicoidal, abriendo la hélice
¿Puede tener decimales Lk?
No, debe ser un número íntegro
Si Lk es distinto de 0 significa que…
Que existen enlaces topológicos
Si Lk es igual a 0 quiere decir que…
Las hebras no están unidas, no hay enlace topológico.
Características del DNA lineal
- Tiene los extremos libres
- Puede rotar libremente
- Lk = 0
- Las dos hebras pueden separarse (sin romper enlaces covalentes)
¿Por qué están topológicamente limitados los DNA lineales de cromosomas eucarióticos?
- Longitudes extremas
- Interacción con otros componentes celulares
DNAccc significa
DNA circular covalentemente cerrado
En los DNAccc…
- No hay rotura en ninguna de las hebras
- Las 2 hebras no pueden ser separadas sin romper un enlace covalente (Lk distinto de 0).
En el DNA relajado…
- No hay enrollamiento neto del eje sobre sí mismo
- No hay cortes en las hebras (sin roturas) –> DNAccc
¿Qué introduce el desenrollamiento del DNA circular?
Superenrollamientos negativos
Características del DNA 2C circular cerrado (relajado):
- El mismo nº de vueltas de hélice que el DNA lineal
- Igual nº de pb/vuelta que el DNA lineal del que procede
¿Cómo es el Lk del DNA-B?
Definible (Lk distinto de 0, Lk = 25)
Si el nº de vueltas de hélice disminuye, el nº de pb/vuelta…
Aumenta
Si el mismo DNA se sobreenrollase…
La tensión estructural se podría relajar formando un superenrollamiento positivo (menor nº de pb/vuelta y mayor nº de vueltas de hélice)
¿Cómo se cuantifica la diferencia de enlace?
Lk - Lko
¿Cómo se obtiene el valor de Lk?
Dividiendo el nº de pb totales por el nº de pb por vuelta (10.5 en el DNA-B)
Si las hebras se entrelazan de forma dextrógira Lk tendrá un valor…
Positivo
¿Cómo se calcula la densidad superhelicoidal?
Dividiendo la diferencia de Lk entre Lko
La densidad superhelicoidal es independiente de…
La longitud del DNA
¿Qué mide la densidad superhelicoidal?
El nº de vueltas eliminadas en relación al nº presente en el DNA relajado
Las moléculas de DNA circulares purificadas de bacterias y eucariotas están usualmente superenrolladas…
Negativamente y tienen valores de densidad superhelicoidal de 6%
¿Cuáles son los componentes geométricos de Lk?
Tw y Wr
En el DNA relajado Tw y Lk…
Coinciden, Lk = Tw
En un DNAcc o un fragmento lineal constreñido en sus extremos Lk es … , pero Tw y Wr…
Constante, varían según la relación Lk = Tw + Wr
Para cambiar el valor de Lk se requiere la acción de enzimas…
Topoisomerasas
La acción de las topoisomerasas crea isómeros…
Topológicos
¿Los isómeros geométricos requieren la acción de algún enzima para interconvertirse?
No
La tensión de los superenrollamientos se puede relajar “in vitro” introduciendo una mella por medio de una enzima…
DNAsa
Los DNAs superenrollados pueden adoptar 2 formas…
Toroidal (solenoidal) y entrelazada (plectonémica)
En la cromatina encontramos la forma … del DNA superenrollado
Toroidal (solenoidal)
El eje longitudinal en el superenrollamiento toroidal…
Se enrosca de forma cilíndrica
El eje longitudinal en el superenrollamiento entrelazado…
Se enrosca sobre sí mismo
El DNA aislado suele adoptar la forma…
Entrelazada o plectonémica
La forma más observada en el DNA aislado es la…
Plectonémica o entrelazada
Los DNAs con superenrollamientos plectonémicos o toroidales son topológicamente…
Equivalentes (propiedades geométricas interconvertibles)
En el DNA superenrollado positivamente la forma toroidal presenta espirales de DNA …
Dextrógiras
Las formas entrelazadas del DNA superenrollado negativa o positivamente giran de forma…
Opuesta a la solenoidal
¿Qué forma es la más compacta; la solenoidal o la plectonémica?
La solenoidal
Los valores negativos de Wr se corresponden con enrrollamiento … en un solenoide, pero … en una estructura plectonémica.
Levógiro, dextrógiro
El DNA solenoidal puede aparecer de 2 formas:
- Enrollamiento alrededor del octámero de histonas (solenoide levógiro)
- Proteínas condensinas que participan en la formación de cromosomas mitóticos (solenoide positivo)
¿Dónde tiende a localizarse el DNA intrínsicamente curvado?
En los extremos de los superenrollamientos
¿Qué facilita el desenrollamiento del DNA?
La separación parcial de hebras necesarias para promover la formación de estructuras cruciformes.
El desenrollamiento de la hélice dextrógira del DNA facilita la formación…
De tramos cortos de DNA-Z levógiro
¿En qué secuencias suelen producirse tramos de DNA-Z levógiro?
Secuencias con alternancia de purinas (sin) y pirimidinas (anti), especialmente con residuos de C y G
¿Cuáles son las topoisomerasas de tipo I en E. coli?
La I y la III
¿Qué hacen las topoisomerasas de tipo I en E. coli?
- Roturas monocatenarias
- Relajan el DNA eliminando superenrollamientos negativos
- Aumental Lk de uno en uno
¿Cuáles son las topoisomerasas de tipo II de E. coli?
La II y la IV
¿Qué hacen las topoisomerasas de tipo II en E. coli?
- Roturas bicatenarias
- Introducen superenrollamientos negativos
- Reducen Lk de dos en dos
- Utilizan ATP
¿Alguna topoisomerasa de eucariotas introduce superenrollamientos negativos?
No
¿Cuántos tipos de topoisomerasas tienen las eucariotas?
- Tipo I (I y III)
- Tipo II (II alpha y II beta)
Características de las topoisomerasas eucarióticas
- No pueden desenrollar el DNA
- Pueden relajar los superenrollamientos negativos y positivos
- Son enzimas diméricas (a veces tetraméricas)
En las células tumorales las topoisomerasas se expresan…
A altos niveles
Sin la acción de las topoisomerasas la célula no puede…
Replicar o empaquetar su DNA o expresar sus genes y muere
¿Para qué emplean ATP las topoisomerasas tipo II de E. coli?
Para provocar cambios conformacionales del complejo DNA-topoisomerasa
¿Qué enzimas desanudan y desenmarañan moléculas de DNA?
Las topoisomerasas
Los únicos organismos encontrados con el DNA superenrollado positivamente son…
Microorganismos termófilos
¿Qué enzima emplean los organismos termófilos para mantener al DNA sin desnaturalizar a elevadas temperaturas?
DNA girasa inversa que es capaz de aumentar Lk
¿Una molécula de DNA superenrollado migrará más o menos rápido en una matriz de gel?
Más rápido
¿El DNA circular superenrollado es más o menos compacto que el DNA relajado?
Más compacto
El superenrollamiento negativo del DNA favorece los procesos de…
Desenrollamiento como la replicación y transcripción
Siempre que se abra una región de una hélice se eliminan los superenrollamientos … del DNA, … la tensión helicoidal
Negativos, reduciendo
En bacterias la actividad de la … introduce superenrollamientos … de forma continua en el DNA
DNA girasa, negativos
¿Los superenrollamientos positivos se generan por delante o por detrás de la enzima de replicación?
Por delante
¿Los superenrollamientos negativos se generan por delante o por detrás de la enzima de replicación?
Por detrás
Características del DNA superenrollado positivamente
- En microorganismos termófilos
- Compacta el DNA
- Dificulta la apertura de hebras
- Ayuda a mantener al DNA sin desnaturalizar a altas temperaturas.
- Usan una DNA girasa especial (inversa) capaz de aumentar Lk
¿En qué fase del ciclo celular ocurre la condensación del DNA nuclear?
En la interfase
¿En qué fase del ciclo celular el DNA está en forma de doble hélice extendida?
En la fase S
¿En qué fase del ciclo celular el DNA está en forma de cromatina o cromosoma?
En la fase G2
¿Cuándo comienza el proceso de descondensación de la cromatina?
Después de la división celular (fase M) y continua durante la fase G1.
¿En qué fase no se produce división celular?
En la fase Go (quiescencia)
¿Por qué está formada la cromatina?
Por DNA unido a proteínas histonas y no histonas
La masa de las proteínas histona es igual a la…
Masa de proteínas NO histonas
La cromatina contiene una cantidad significativa de…
RNA asociado
¿Cuál es el primer nivel de empaquetamiento del DNA?
La unión del DNA a las proteínas histonas (proteínas básicas)
Función de las histonas
Estabilizar la estructura del DNA y contribuir a su compactación
Las histonas son ricas en aminoácidos…
Lys y Arg
Las histonas a pH fisiológico están cargadas…
Positivamente (básicas)
¿Con qué se neutralizan las histonas?
Con las cargas negativas de los P del DNA
¿La isoforma H5 tiene más o menos afinidad por la cromatina?
Más afinidad que la H1
¿Cuáles son las proteínas básicas no histonas?
Las protaminas
¿Cuáles son las proteínas ácidas no histonas?
Las HMG (high movility group)
¿Qué enzimas digieren a los nucleosomas?
Las desoxirribonucleasas
¿Qué es el cromatosoma?
La H1 + nucleosoma
¿Cómo afectan las altas concentraciones salinas a las histonas?
Con la disociación por cambio de fuerza iónica
¿Cuál es la subunidad de toda la cromatina?
El nucleosoma
¿Cuántas pares de bases tiene un nucleosoma?
200 pb
¿Cuántas vueltas da el DNA alrededor del nucleosoma?
1,7 vueltas
El octámero de histona tiene una estructura de…
Un tetrámero H3-H4 asociado con dos dímeros H2A-H2B
El nucleosoma forma una estructura de…
Solenoide levógiro
¿Qué histonas están muy conservadas?
Las H3 y H4
¿Dónde se encuentran más residuos básicos en los nucleosomas?
En las colas N-terminales del primer tramo de la proteína