DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

 

 

BIOLOGÍA MOLECULAR

 

 

Estructura de ácidos nucleicos

1. Introducción

• El DNA habitualmente se encuentra en la forma B
• Rango de alteraciones: desde ligeros cambios hasta la separación de las dos cadenas
• Modificaciones con importancia fisiológica:

- Cambios en el número de pares de bases por vuelta de hélice
- Enrollamiento de la doble hélice
- Separación transitoria de las dos cadenas

 

2. Desnaturalización y Renaturalización del DNA

• Desnaturalización: ruptura de las interacciones entre los dos polinucleótidos
• Medida de la desnaturalización: efecto hipercrómico

- Las bases nitrogenadas absorben menos luz al estar apiladas
- Temperatura de fusión (Tm): efecto de la riqueza en pares G-C

• Renaturalización

- Los polinucleótidos desnaturalizados no suelen tener una estructura definida
- La eliminación de las condiciones desnaturalizantes conduce a una renaturalización si las secuencias son complementarias

• Desnaturalización y renaturalización son la base de las técnicas de hibridación de ácidos nucleicos.

 

3. Estructura de ácidos nucleicos de cadena sencilla

• Un polinucleótido puede tener regiones de auto-complementariedad
• Estructura en forma de horquilla (Hairpin)
• Termodinámica de la interacción entre pares de bases:

- DGi= variación de la energía libre necesaria para que dos secuencias complementarias se encuentren entre si en el espacio
- DGx= Variación de la energía libre asociada a la interacción entre dos bases complementarias
- DGu= Variación de la energía libre necesaria para acomodar en la doble hélice un par de bases no complementarias
- Tabla de valores de DGx en función del tipo de “doblete”

• Con estos conceptos termodinámicos se puede predecir la estructura de un polinucleótido

 

4. El DNA puede adoptar otras estructuras helicoidales alternativas a la forma B.

(Enlace a web biomodel. Autor: Ángel Herráez)

• Hélice A (RNA-A)

- Parámetros de la hélice

• Hélice Z (Z-DNA)

- Parámetros de la hélice
- Estabilización de la estructura

 

5. Otras estructuras: Cruciformes triples hélices y H-DNA

• Cruciformes:

- Estructura
- Secuencias que permiten su formación
- Estabilización de la estructura

• Hélices triples y H-DNA

- Estructura formada por 3 hebras de DNA
- Secuencias que permiten su formación
- Estructura de la triple hélice
- Formación de puentes de hidrógeno entre 3 nucleótidos:

- Puentes de H tipo Watson y Crick
- Puentes de H tipo Hoogsteen

- Estabilización de la estructura

 

6. Superenrollamiento de la doble hélice

• Algunos genomas circulares de virus y bacterias están superenrollados
• Topología de la super-hélice:

- Desnaturalización parcial de la doble hélice (A-T)
- Formación de cruciformes (secuencias palindrómicas)
- Formación de Z-DNA (Alternancia de purinas y pirimidinas)
- Formación de H-DNA (secuencia de polipirimidinas)

• Animación Superenrollamiento doble hélice. (Lehninger Principles of Biochemistry. 3ª Ed. Nelson y Cox)
  

 

7. Topoisomerasas: enzimas que regulan la tensión de la molécula de DNA en los seres vivos.

• Cambian el valor de L

• Topoisomerasas tipo I: cortan una de las cadenas y relajan el DNA

• Topoisomerasas tipo II: Cortan las dos cadenas. En procariotas pueden introducir superenrollamiento negativo consumiendo ATP. En eucariotas sólo relajan el DNA

• Animación topoisomerasas (Lehninger Principles of Biochemistry. 3ª Ed. Nelson y Cox)