BIOSINTESIS Y REGULACION DE...
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BIOSINTESIS Y REGULACION DE NUCLEOTIDOS Biosíntesis de bases purícas y pirimídicas. Biosíntesis de desoxirribonucleótidos. Regulación de la síntesis de nucleótidos NUCLEOTIDOS • Formados por una base nitrogenada (purina o pirimidina), una pentosa (la base unida por un enlace N- glucosídico al C 1 ’ de la pentosa) y un fosfato (esterificado al C 5 ’ de la pentosa). • Pirimidinas: – La base esta unida en el N 1 • Purinas: – La base unidad en el N 9 • Si la molécula no contiene fosfato se llama nucleosido • Se encuentra confinado en el núcleo
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BIOSINTESIS Y REGULACION DE NUCLEOTIDOS
Biosíntesis de bases purícas y pirimídicas.Biosíntesis de desoxirribonucleótidos.
Regulación de la síntesis de nucleótidos
NUCLEOTIDOS• Formados por una base nitrogenada (purina o
pirimidina), una pentosa (la base unida por un enlace N-glucosídico al C1’ de la pentosa) y un fosfato (esterificado al C5’ de la pentosa).
• Pirimidinas: – La base esta unida en el N1
• Purinas:– La base unidad en el N9
• Si la molécula no contiene fosfato se llama nucleosido
• Se encuentra confinado en el núcleo
ESTRUCTURA
O
H
OHOH
HHH
CH2OP
O
-O
O-BASE PURICAO PIRIMIDICA
N
N N
N
H
N
N
N
N N
N
NH2
H
N
N N
N
H
O
H
H2N
N
NO
H
H
O
CH3 N
NO
H
NH2
N
NO
H
H
O
FosfatoFosfato
PentosaPentosa
PirimidinaPirimidina
PurinaPurina
AdeninaAdenina
GuaninaGuanina
Timina (DNA)Timina (DNA) CitosinaCitosina Uracilo (RNA)Uracilo (RNA)
1 6 7
9
16
ESTRUCTURAN
N N
N
NH2
O-
-O
O
P O CH2
H H H
OH
H
O
H
N
N N
N
NH2
O-
-O
O
P O CH2
H H H
OH OH
H
O
N
N N
N
O
H
H2N
H
O
H
OH
HHH
CH2OP
O
-O
O-
N
N N
N
O
H
H2N
O
H
OH
HHH
CH2OP
O
-O
O-
OH
N
NO
H
O
CH3
O-
-O
O
P O CH2
H H H
OH
H
O
H
N
NO
H
O
O-
-O
O
P O CH2
H H H
OH
H
O
OH
N
NO
NH2
OH
O
H
OH
HHH
CH2OP
O
-O
O-
N
NO
NH2
O
H
OH
HHH
CH2OP
O
-O
O-
H
Nucleotido:Nucleotido: DesoxiadenilatoDesoxiadenilatoDesoxiadenosinaDesoxiadenosina55’’--monofosfatomonofosfato
Nucleosido:Nucleosido: DesoxiadenosinaDesoxiadenosinaSimbolo: Simbolo: A, dA, dAMPA, dA, dAMP
DesoxiguanilatoDesoxiguanilatoDesoxiguanosinaDesoxiguanosina55’’--monofosfatomonofosfato
G, dG, dGMPG, dG, dGMPDesoxiadenosinaDesoxiadenosina
DesoxitimidilatoDesoxitimidilatoDesoxitimidinaDesoxitimidina55’’--monofosfatomonofosfato
T, dT, dTMPT, dT, dTMP
DesoxitimidinaDesoxitimidina
DesoxicitidilatoDesoxicitidilatoDesoxicitidinaDesoxicitidina55’’--monofosfatomonofosfato
C, dC, dCMPC, dC, dCMPDesoxicitidinaDesoxicitidina
Adenilato, adenosinaAdenilato, adenosina55’’--monofosfatomonofosfato
A, AMPA, AMPAdenosinaAdenosina
Guanilato, GuanosinaGuanilato, Guanosina55’’--monofosfatomonofosfato
G, GMPG, GMPGuanosinaGuanosina
Uridilato, UridinaUridilato, Uridina55’’--monofosfatomonofosfato
U, UMPU, UMPUridinaUridina
Citidilato, CitidinaCitidilato, Citidina55’’--monofosfatomonofosfato
C, CMPC, CMPCitidinaCitidina
Nomenclatura de NucleotidosBaseBase NucleosidoNucleosido NucleNucleóótidotido Acido NuclAcido Nuclééicoico
Purinas
Adenina AdenosinaDesoxiadenosina
AdenilatoDesoxiadenilato
RNADNA
Guanina GuanosinaDesoxiguanosina
GuanilatoDesoxiguanilato
RNADNA
Pirimidinas
Citosina CitidinaDesoxicitidina
CitidilatoDesoxicitidilato
RNADNA
Timina TimidinaDesoxitimidina
TimidilatoDesoxitimidilato
DNA
Uracilo Uridina Uridilato RNA
BASES PURICAS Y PIRIMIDICAS SECUNDARIAS
N
N N
N
H
NH
CH3
HN
NO
NH2
CH3
H
NH
N N
N
HNCH3
H
O
N
NO
NH2
CH2OH
H
N
N N
N
H
H
O
N N HH
O
O
N
N N
N
H
H
O CH3
H2N
+N
N
H
S
O
H
NN66--MetiladeninaMetiladenina 55--metilcitosinametilcitosina
NN22--MetilguaninaMetilguanina 55--hidroximetilcitosinahidroximetilcitosina
HipoxantinaHipoxantina
77--metilguaninametilguanina 44--tiouracilotiouracilo
PseudouraciloPseudouracilo
DNADNA
(bacteriano)(bacteriano)
(bacteriano)(bacteriano)
tRNAtRNA
ES
QU
ELE
TO D
EL
DN
AO
H
OH
HHH
CH2 A
O
P O
O-
-O
-O
O
OP
O
TCH2
H H H
OH
H
O
-O
O
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O
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H H H
OH
H
O
-O
O
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O
CH2
H H H
OH
H
O
-O
O
OP
O
ACH2
H H H
OH OH
H
O
O
H
OH
HHH
CH2 U
O
P O
O-
-O
-O
O
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O
GCH2
H H H
OH
H
O
-O
O
OP
O
CCH2
H H H
OH
H
O
-O
O
OP
O
CCH2
H H H
OH
H
O
-O
O
OP
O
ACH2
H H H
OH OH
H
O ES
QU
ELE
TO D
EL
RN
A
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
c
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
Extremo 5Extremo 5’’
Extremo 3Extremo 3’’
ESPECTROS DE ABSORCIÓN
pH 7.0
Los espectros de absorción de absorción de los ribonucleótidos, desoxirribonucleótidos, así como sus nucleósidos son idénticos
N
NO
O
H
H
N
NO
H
OH
N
N
OH
HO
Formas tautomericas
Lactama Lactima Lactima Doble
O
H
OH
HHH
CH2 A
O
P O
O-
-O
-O
O
OP
O
TCH2
H H H
OH
H
O
-O
O
OP
O
GCH2
H H H
OH
H
O
-O
O
OP
O
CH2
H H H
OH
H
O
-O
O
OP
O
ACH2
H H H
OH OH
H
O
BASE
5’
1’ 2’
3’
4’5’
6’
7’
ES
TRU
CTU
RA
DE
L D
NA
NN
O
OC1'
H
H
C1' H
H HN
N
NN
N
NN
OC1'
NH
H
H
H
HN
H
O
C1'N
NN
N
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
OC
A
A
T
C
G
T
C
A
G
T
T
A
G
C
A
G
T
Adenina
Guanina
Timina
Citosina
2.8 Aº
3.0 Aº
11.1Aº
2.9 Aº
3.0 Aº
2.9 Aº
10.8Aº
5’
3’
3’
5’
PA
PA
PA
PA
PA
OH3’5’
No hay nucleotido Puede haber fosfatos
Ley de Chargaff• La composición de bases del DNA varía de una especie
a otra.
• Las muestras de DNA aisladas a partir de tejidos de la misma especie tiene la misma composición de bases.
• La composición de bases del DNA de una especie no varía con la edad del organismo, ni con su estado nutricional, ni con las variaciones ambientales.
• En todos los DNA , el numero de residuos de adenina es igual al de timina y de la misma forma los residuos de guanina es igual al de citosina.
Replicación (doble helice dextrogira)
Los grupos hidrofílicos (desoxiribosas y grupos fosfato se encuentra en el exterior) en contacto con el agua. Las bases puricas y pirimidicas se encuentran apiladas en el interior de la doble hélice (antiparalela), en posicion perpendicular al eje.
10.5 residuos en cada vuelta de la doble hélice
SECUENCIAS PALINDROMICAS
RNA• Es el segundo tipo principal de ácido nucleído de la
célula.• Actúa de intermedio en la conversión de información en
proteínas funcionales.• Transporta el mensaje genético desde el núcleo hasta el
citoplasma, a través de los ribosomas (mRNA)• Varía en longitud, pero de un gen en particular , tiene un
tamaño definido. • El proceso de formación del mRNA sobre un molde de
DNA se conoce como transcripción.
CODIFICACIÓN DEL mRNA•• MonocistrMonocistróóniconico si contiene información para la síntesis
de un polipéptido•• PolicistrPolicistróóniconico si codifica para dos o más polipéptidos• En células eucarioticas son en su mayoría
monocistrónicos.• Una cadena polipeptídica de 100 residuos requiere un
una secuencia de RNA de 300 nucleotidos.• El mRNA es un poco mas largo por la codificación de las
secuencias polipéptidicas
NN
O
H
O
NH2
H
O
N
NN
N
Guanina
Uracilo
RNA nocodificante
RNA queCodifica unproducto genico
RNA nocodificante
RNA queCodifica un segundoproducto genico
RNA nocodificante
RNA queCodifica un tercerproducto genico
RNA queCodifica unproducto genico
RNA nocodificante
Gen 1 Gen 1
Gen 2
Gen 3
5’
3’
3’
5’
Lesiones en el ADNNaNO2
R1N
R2
N O
NaNO3
CH3O
SO
CH3
O
O
NHCH2 CH2 Cl
CH2 CH2 Cl
CH3N
CH3
N O
N
N
H
H
O
O
BrN
N N
N
H2N
Nitrito de sodio
Nitrato de sodio
Nitrosamina
Dimetil nitrosamina
Mostaza nitrogenada
Dimetilsulfato
5-bromouracilo 2-aminopurina
N
H2N NH2
+Br-
Bromuro de Etidio
COFACTORES Y COENZIMAS
N
C
O
NH2
OH
OH
N
N N
N
NH2
O-O
O
P O CH2
H H H
OH
H
O
O
O O
H
OH
HHH
CH2OP
O- +
N
NN
N
NH2
H
OH
O
H
OHH
CH2P
O-
O
OP
O-
O
OO
P O-O
O-
CH2C
CH3
CH3
CN
O
H
CH2HS CH2 CH2
H
N
O
C CH2
N
NN
N
NH2
O
H
OH
HHH
CH2
OH
O
P O-O
O
P O-O
O
CH2
CH OH
CH
CH
CH2
OH
OH
N
N
N
NH
O
β-Mercaptoetilamina Ácido pantoténico
3-Fosfoadenosina difosfato
COENZIMA ACOENZIMA A
NICOTINAMINA ADENINA DINUCLEOTIDO (NADNICOTINAMINA ADENINA DINUCLEOTIDO (NAD++))
Nicotinamida
FLAVINA ADENINA DINUCLEOTIDO (FADFLAVINA ADENINA DINUCLEOTIDO (FAD++))
Riboflavina
COFACTORES Y COENZIMAS
OH
N
N N
N
NH2
CH2
H H H H
O
OP
O-O
O
N
N N
N
O
H
H2N
O
O
O-P O
O
HHHH
CH2
OH
Adenosina 3Adenosina 3’’,5,5’’--monofosfato ciclicomonofosfato ciclico
AMP ciclico; cAMPAMP ciclico; cAMP
Guanosina 3Guanosina 3’’,5,5’’--monofosfato ciclicomonofosfato ciclico
GMP ciclico; cGMPGMP ciclico; cGMP
N
NN
N
NH2
H
OH
OH
H
OHH
CH2P
O-
O
OP
O-
O
OO
O
O-
P-O
RIBOSA
ADENINA
FOSFATO
Adenosina trifosfatoAdenosina trifosfato(ATP)(ATP)
Trasmisor de energía
TERMODINÁMICA
eqKRTG lnº −=ΔR= Constante de los gases =8.315 J/mol KT= Temperatura 25ºC ó 298.15 kKeq= constante de equilibrioP= 1 atm ó 101.3 kPa
[ ] [ ][ ] [ ]dc
ba
eq DCBAK =´
Keq ΔGº (kJ/mol)0.001 17.10.01 11.40.11
10100
1000
Cuando K’eq es ΔGº es Empezando con componentes 1M la reacción
>1.0 Negativa Transcurre hacia delante
1.0 Cero Se encuentra en equilibrio
<1.0 Positiva Transcurre en el sentido inverso
Variaciones de energía libre• Los valores de ΔGº son aditivosaditivos y se
obtiene una ΔGºTOTAL= ΔGº1 + ΔGº2
Glucosa +Pi Glucosa-6-fosfato + H2O ΔGº=13.8 kJ/molATP + H2O ADP + Pi ΔΔGGºº==--30.5 kJ/mol30.5 kJ/mol
Obtener el resultadoObtener el resultado
N
NN
N
NH2
H
OH
OH
H
OHH
CH2P
O-
O
OP
O-
O
OO
O
O-
P-O
RIBOSA
ADENINA
FOSFATO
NUCLEOTIDO
OH
O
O-
P-O N
NN
N
NH2
H
OH
OH
H
OHH
CH2P
O-
O
OP
O-
O
OHO+
O
O
PO
O
BIOSINTESIS • Vias de Novo: empieza a partir de sus
precursores metabólicos (aminoácidos, ribosa 5-fosfato, CO2 y NH3)– La biosíntesis de purinas y pirimidinas parecen
idénticas– Las bases libres guanina, adenina, timina, citidina y
uracilo no se sintetizan, pero si se unen a la ribosa.– El anillo de pirimidina se sintetiza como orotato
• Vías de recuperación: reciclan las bases libres y los nucleosidos liberados a partir de la ruptura de los ácidos nucleícos
ORIGEN DE LAS PURINAS
N
CN
C
CC
NC
N
H
H
H
H
GlicinaAspartato
CO2
Formiato
Formiato
N amidade glutamina
