1 UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
Unidad 2 Fase 4 ABP De Ácidos Nucleicos
Edinson Castillo López código: 12!"42" Angg# $a%cella &o'as Ace(edo código: 1"42)2241 *sca% Ad%i+n Co%%ea código: !!",,,-) Luisa Fe%nanda Caicedo $ac.ado código: 111"//"), 0%upo: 2"11",)/
Di%ecto% de Cu%so Ale%to 0a%c3a
Uni(e%sidad Nacional Aie%ta # a Distancia UNAD Escuela de Ciencias B+sicas5 6ecnolog3a e 7ngenie%3a Bio8u39ica No(ie9%e 2"1)
2 UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
ndice 0ene%al
ÍNDICE GENERAL...........................................................................2 TABLA DE FIGURA.........................................................................3 OBJETIVO GENERAL.......................................................................4 Objetvos específcos................. específcos................................................... .................................................................... .................................................................... ...................................................... .................... 4
METILACIÓN DEL ADN...................................................................5 Mapa Concepual Metlación del ADN..................................................................... ADN................................................................................................................. ............................................ 5
ANÁLISIS EN TÉRMINOS BIOQUÍMICOS............................................ BIOQUÍMICOS............................................6 6 1. Analice....................... Analice......................................................... .................................................................... .................................................................... ................................................................. ............................... 7 Análisis
1.....................................................................................................................................................................7
. Analice....................... Analice......................................................... .................................................................... .................................................................... ................................................................. ............................... ! Análisis
2.....................................................................................................................................................................8
". Analice....................... Analice......................................................... .................................................................... .................................................................... ............................................................... ............................. 11 Análisis
3...................................................................................................................................................................11
LA INHIBICIÓN ENIMÁTICA.......................... ENIMÁTICA...................................................... ................................ ....!3 !3 SOLUCION..................................................................................!5
, UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
SOLUCIÓN..................................................................................!5 SOLUCION..................................................................................!6 SOLUCION..................................................................................!" SOLUCION..................................................................................!# SOLUCION..................................................................................2$ CONCLUSIONES...........................................................................2$ BIBLIOGRAFÍA.............................................................................2$ 6ala de ilust%aciones 7$A0EN 1; $APA C*NCEP6UAL $E67LAC7,?2) @ E6APA 7N 1;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;11 7$A0EN 4; $E67LAC7
INTRODUCCIÓN
La io8u39ica es una ciencia 8ue co9enzó a e9e%ge% desde co9ienzos del siglo pasado; Es %ecuente9ente desc%ita co9o el estudio de la 8u39ica de la (ida e inclu#e el estudio de todas las o%9as de (ida # utiliza los conceptos +sicos de%i(ados de la iolog3a5 8u39ica5 3sica # 9ate9+ticas; La Bio8u39ica es5 co9pa%ati(a9ente con ot%as +%eas del conoci9iento5 una disciplina cient3ica 'o(en5 8ue integ%a 9ltiples conceptos de la F3sica5 la u39ica # la Biolog3a en un cue%po co.e%ente de gene%alizaciones 8ue pe%9iten co9p%ende% có9o ope%an los o%ganis9os
4 UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
(i(ientes; us puntos de contacto con ot%as +%eas son 9ltiples # no sie9p%e es +cil estalece% las %onte%as %especti(as; La co9p%ensión de las p%opiedades est%uctu%ales # uncionales de las p%incipales 9olculas 8ue inte%(ienen co9o constitu#entes de los ali9entos # del papel 8ue ellas 'uegan en el 9etaolis9o5 nos p%opo%ciona c%ite%ios pa%a 'uzga% el (alo% nut%iti(o de un ali9ento de uso co9n o de una uente nut%icional potencial9ente utilizale; En este t%aa'o se p%oundiza%+ a ce%ca de la 9etilación del ADN # la in.iición enzi9+tica po% 9edio de an+lisis espec3icos a las situaciones p%esentadas;
Objetivo general Analiza% adecuada9ente las (3as 9etaólicas 9+s i9po%tantes con %ee%encia a su i9po%tancia %elati(a en el con'unto de 9etaolis9os # la co%%elación con ot%as (3as;
Objetivos específicos Conoce% los conceptos +sicos de io8u39ica co9o son las gene%alidades5 clasiicación # est%uctu%a de los +cidos nucleicos; Die%encia los tipos de ases nit%ogenadas 8ue cono%9an los +cidos nucleicos; Analiza% la o%9ación de nucleósidos # nucleótidos; Analiza% la est%uctu%a 8u39ica de nucleósidos # nucleótidos;
/ UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
Metilación del ADN
Iagen !" Mapa Concept#al Metilación del Metilación del ADN$! %#ente& Castillo '()(*+"
UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
An+lisis en 6%9inos Bio8u39icos ituación p%ole9a: 9etilación del ADN La 9etilación del ADN en la 8uinta posición de la citosina es una i9po%tante 9odiicación epigentica; A t%a(s de sus eectos so%e las est%uctu%as de la c%o9atina5 la 9etilación del ADN %egula 9uc.os p%ocesos iológicos c%3ticos co9o la i9p%onta gnica5 el silencia9iento de los ele9entos t%ansponiles 6EsG # la inacti(ación de los c%o9oso9as H; En las plantas5 la 9etilación ocu%%e en todos los conteItos de secuencias de ADN inclu#endo citosina = guanina5 C>0 # C>> > %ep%esenta adenina AG5 ti9ina 6G o guanina 0GG5 siendo las %egiones .ete%oc%o9+ticas %icas en t%ansposones los p%incipales o'eti(os J.ang et al;5 2""-K >ende%son # acosen 2"")G; En los 9a93e%os5 la citosina en el conteIto citosina = guanina a lo la%go del geno9a es el o'eti(o de 9etilación p%edo9inante5 con eIcepción de a8uellos densa9ente ag%upados en islas
UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
An+lisis en 6%9inos Bio8u39icos ituación p%ole9a: 9etilación del ADN La 9etilación del ADN en la 8uinta posición de la citosina es una i9po%tante 9odiicación epigentica; A t%a(s de sus eectos so%e las est%uctu%as de la c%o9atina5 la 9etilación del ADN %egula 9uc.os p%ocesos iológicos c%3ticos co9o la i9p%onta gnica5 el silencia9iento de los ele9entos t%ansponiles 6EsG # la inacti(ación de los c%o9oso9as H; En las plantas5 la 9etilación ocu%%e en todos los conteItos de secuencias de ADN inclu#endo citosina = guanina5 C>0 # C>> > %ep%esenta adenina AG5 ti9ina 6G o guanina 0GG5 siendo las %egiones .ete%oc%o9+ticas %icas en t%ansposones los p%incipales o'eti(os J.ang et al;5 2""-K >ende%son # acosen 2"")G; En los 9a93e%os5 la citosina en el conteIto citosina = guanina a lo la%go del geno9a es el o'eti(o de 9etilación p%edo9inante5 con eIcepción de a8uellos densa9ente ag%upados en islas citosina = guanina ce%ca de p%o9oto%es de genes E.%lic. et al;5 1!25 uzuMi # Bi%d 2""!5 Ceda% # Be%g9an 2""G; Los pat%ones de 9etilación del ADN son i9po%tantes pa%a %egula% de 9ane%a adecuada la eIp%esión de los genes # asegu%a% un desa%%ollo no%9al del se% .u9ano5 po% lo 8ue su alte%ación se %elaciona con la ene%9edad; El punto de (ista io8u39ico co9o estas alte%aciones p%oducen ene%9edades Desc%ian dos casos5 en .u9anos5 ani9ales o plantasG .a# 9uc.as o%9as en 8ue la eIp%esión gnica es cont%olada en euca%iotas5 pe%o la 9etilación del ADN 8ue no dee conundi%se con la 9etilación de las .istonasG es una .e%%a9ienta de sealización epigentica co9n 8ue las clulas usan pa%a lo8uea% los genes en la posición OoO; La 9etilación del ADN se p%oduce en las ases de citosina del ADN euca%iótico5 8ue se con(ie%ten en /=9etilcitosina po% las enzi9as ADN 9etilt%anse%asa DN$6G; Los %esiduos de citosina alte%ados son usual9ente in9ediata9ente ad#acentes a un nucleótido de guanina5 dando co9o %esultado dos %esiduos de citosina 9etilados 8ue se sientan diagonal9ente ent%e s3 en .e%as de ADN opuestas; P%i9e% caso: el s3nd%o9e de BecMit.=Qiede9ann BQG o eIónalos5 9ac%oglosia # gigantis9o E$0G es una patologia ca%acte%izada p%incipal9ente po% 9ac%oso9ia p%e # posnatal; 9ac%oglosia5 onalocele5 # una 9a#o% tendencia a desa%%olla% tu9o%es e9%iona%ios; Fue desc%ipta en o%9a sepa%ada po% BecMit. R # Qiede9ann:R en 1-, # 1-4 %especti(a9ente5 aun8ue es posile 8ue el paciente co9unicado po% Bu.l en $unic. en 1!-1 pudie%a co%%esponde%
) UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
a un caso de BQ; EIisten5 po% ot%a pa%te5 algunas igu%as de ce%+9ica p%o(enientes de la zona oeste de $Iico Coli9aG del 2"" aC5 donde puede ose%(a%se 9ac%oglosia # onalocele o .e%nia u9ilical5 lo 8ue sugie%e 8ue esta patolog3a #a e%a %econocida en la antigSedad; El BQ se inclu#e dent%o de 1"s lla9ados s3nd%o9es de so%ec%eci9iento o .ipe%c%eci9iento; La %ecuencia es de ap%oIi9ada9ente5 1: 14""" # es el 9+s co9n dent%o de este g%upo; Es causado po% una o (a%ias 9utaciones en el %azo co%to del c%o9oso9a 11 %egión 1/;/ 1 1 pl/;/G; La g%an 9a#o%3a de 1"s casos es espo%+dico5 si ien eIisten algunos ino%9es a9ilia%es 6ala 7G; Ta%ios genes se est+n estudiando co9o sus %esponsales p%oales; Palo Lapunzina5 1G egundo caso El 3nd%o9e de P%ade% Qilli PQG es una ene%9edad neu%ogentica co9ple'a # 9ultisist9ica5 ca%acte%izada po%: .ipoton3a neonatal5 %et%aso del desa%%ollo psico9oto%5 .ipogonadis9o .ipogonadot%óico5 .ipe%agia5 oesidad 9ó%ida # dis9o%ias c%aneoaciales ca%acte%3sticas co9o se% dis9inución del di+9et%o ipa%ietal5 o'os al9end%ados # oca t%iangula%5 ent%e ot%os ele9entos enot3picos; Los pacientes gene%al9ente p%esentan co9plicaciones de%i(adas de su oesidad5 tales co9o patolog3a osteo=a%ticula%5 %esistencia a la insulina5 Diaetes $ellitus tipo 25 .ipe%lipide9ia5 a%te%ioescle%osis5 alla %espi%ato%ia5 co% pul9onale acto%es condicionantes .acia una eIpectati(a de (ida ap%oIi9ada de 2" a ," aos; El s3nd%o9e ue desc%ito inicial9ente po% ; L; Don en 1!!) en una paciente a la 8ue diagnosticó de polisa%ciaV; Poste%io%9ente P%ade%5 La.a%t # Qilli en 1/- desc%iie%on ot%os nue(e casos # die%on no9%e al s3nd%o9e; En 1!" Ledette% descu%ió la eIistencia de una 9ic%odelección de la %egión 1/811=81, # t%es aos 9+s ta%de Butle% # Nic.olls ose%(an el enó9eno de i9p%onta genó9ica en los pacientes con PQ; os Antonio $e'3a5 2""!G 1; Analice En t%9inos io8u39icos 8ue i9plica la 9etilación del ADN se p%oduce en las ases de citosina del ADN euca%iótico5 8ue se con(ie%ten en /=9etilcitosina po% las enzi9as ADN 9etilt%anse%asa DN$6G; An+lisis 1; Las citosinas /=9etiladas est+n p%esentes en el ADN de todos los (e%te%ados # plantas con lo%esK ade9+s5 se encuent%an en algunos .ongos5 in(e%te%ados5 p%otistas # acte%ias; Este tipo de 9etilación es 9+s co9n en euca%iotas con geno9as la%gos 8ue en co%tos; Las citosinas
! UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
9etiladas se uican casi eIclusi(a9ente en islas Cp05 %ag9entos de secuencias %icas en citosina # guanina C05 /"" pG 8ue si%(en co9o p%o9oto%es pa%a los genes asociados a stas; Ap%oIi9ada9ente el )"W de los dinucleótidos C0 en el geno9a .u9ano est+ constituti(a9ente 9etiladoK sin e9a%go5 las islas Cp0 gene%al9ente no lo est+n Lu et al5 2""-G; 6al es la i9po%tancia %egulado%a de estas zonas5 8ue un estudio %ealizado en 1, dete%9inó 8ue al%ededo% de la 9itad de los genes en 9a93e%os contienen islas Cp0 Ante8ue%a X Bi%d5 1,G # 8ue el )-W de los genes .u9anos tiene este tipo de p%o9oto% $a%ino=&a9i%ez et al5 2""4K Da(ulu%i et al5 2""1G; A.o%a se sae 8ue la 9etilación de citosinas en plantas # ani9ales se concent%a p%incipal9ente en ele9entos %epetiti(os; 0%an pa%te de esta 9etilación se da en t%ansposones5 los cuales constitu#en 9+s del 4/W del geno9a .u9ano 9it X &igs5 1-G; $ecanis9o de 9etilación del ADN; A$Y =adenosil=9etioninaK C> , Yg%upo 9etiloK DN$6 Y ADN 9etil t%anse%asa Adaptado de t%at.dee et al5 2""2G; $etilación de ADN en dinucleótidos Cp0 en 9a93e%os; Los g%upos 9etilo pueden se% int%oducidos al ADN no=9etilado po% las enzi9as de 9etilación de no(o DN$6,a # DN$6,; Cuando el ADN se %eplica5 el g%upo 9etilo de la .e%a gu3a es %econocido # se int%oduce uno nue(o en la .e%a .i'a po% 9edio de la acti(idad DN$615 la cual puede esta% asociada a la 9a8uina%ia de %eplicación; En p%esencia de DN$615 el ADN .e9i9etilado se 9etila # as3 los pat%ones de 9etilación se 9antienen; La des9etilación puede ocu%%i% en ausencia de DN$61 en %ondas continuas de %eplicación de ADN des9etilación pasi(aG # de o%9a acti(a sin %eplicación de ADNG Adaptado de &eiM X Qalte%5 2""1G; 2; Analice Po% 8u la 9etilación del ADN es de (ital i9po%tancia pa%a 9antene% el silencia9iento gnico en el desa%%ollo no%9al5 la i9p%onta genó9ica # la inacti(ación del c%o9oso9a H; An+lisis 2; La unción 9+s %econocida de la 9etilación de ADN es la sup%esión silenciaciónG de la acti(idad de genes asociados5 al p%o9o(e% la ag%upación de p%ote3nas de unión a Cp05 co9o $eCP2 # $BD25 8ue at%aen co9ple'os de inacti(ación de la c%o9atina 8ue contienen desacetilasas >DACsG e .istona=9etilt%anse%asas >$6G; As35 se a(o%ece una condensación local de la c%o9atina # una conigu%ación t%ansc%ipcional9ente inacti(a;
UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
La 9etilación de ADN ta9in est+ asociada a la inte%e%encia en la unión de algunos acto%es de t%ansc%ipción Lu et al5 2""-G co9o el gen sup%eso% de tu9o% & # E2F &oe%tson5 2""1K FuMs et al5 2"""5 &oe%tson et al5 2"""aK Luo et al5 1!K $agnag.i=aulin et al5 1!K B%e.9 et al5 1G; La 9etilación de citosinas es %e8ue%ida en plantas # 9a93e%os pa%a la eIp%esión 9onoallica de genes de i9p%onta5 de los cuales uno de los dos alelos de un 9is9o genG se eIp%esa de acue%do al seIo del pad%e 8ue lo apo%tó; E%%o%es en los pat%ones de 9etilación de citosinas en clulas so9+ticas pueden causa% la eIp%esión iallica de genes de i9p%onta; Ade9+s5 las 9utaciones natu%ales en genes in(oluc%ados en los pat%ones de 9etilación del ADN5 inclu#endo las ADN=9etilt%anse%asas5 %esulta en s3nd%o9es co9o el de &ett5 &eta%do $entalZ[ talase9ia Ligado al c%o9oso9a H A6&HG5 H %+gil5 # el de 7CF 7nsuiciencia5 7nestailidad Cent%o9%ica # Ano%9alidad FacialG &oe%tson X Qole5 2"""G; Ade9+s5 ot%os estudios .an %e(elado 8ue eIisten ca9ios en los pat%ones de 9etilación en etapas te9p%anas de la tu9o%ignesis # 8ue estos cont%iu#en di%ecta9ente en la t%anso%9ación de las clulas &oe%tson5 2""1G;
1" UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
Iagen (" Modelo de ipronta genóica en ! En etapas cigoticas te9p%anas5 el A&Nnc \l3nea azul punteada] es eIp%esado a pa%ti% el autoso9a pate%no 9ient%as su e8ui(alente 9ate%no no est+ siendo eIp%esado po% la 9etilación de esta copia en la l3nea ge%9inal \ci%culo azul oscu%o]; El gen ?cn81ot1 se %e8uie%e pa%a di%igi% el co9ple'o EJ>2 # la 9etilación susecuente de >,?2)9e, # >,?9e2 en la %egión i9p%ontada; El di%ecciona9iento del co9ple'o p%oteico tipo P&C1 a >,?2)9e, lle(a a la ui8uitinacion de >2A?11u1 8ue pod%3a causa% el silencia9iento del gen pate%no a t%a(s de un 9ecanis9o aun no dilucidado; Poste%io%9ente5 la i9p%onta genó9ica se 9antiene en la placenta pe%o se pie%de en te'ido e9%iona%io; Los .eI+gonos %ep%esentan estados de 9etilación de lisina: na%an'aY >,?K 9o%adoY >,?2)K (e%deY >,?4; La acetilación # la ui8uitinacion >2A?11u1 ta9in se 9uest%an en la i9agen Adaptado de TolMel X Ang%and5 2"")G;
11 UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
Iagen ," Metilación de -,.(* / etapa in !
7JU7E&DAG El A&N Hist \linea punteada azul] se t%ansc%ie en el cent%o de inacti(ación H # contina .acia los eIt%e9os cu%iendo a este c%o9oso9a; El A&N Hist %ecluta al co9ple'o EJ>2 # su 9etilt%anse%asa >,?2)G; Las 9a%cas >,?2)9e, %ecin o%9adas son puntos de unión pa%a las p%ote3nas con c%o9o do9inios5 asociadas con &7N01AZ1B ligasa E,G5 dent%o de co9ple'os p%oteicos tipo P&C1; Poste%io%9ente >2A?11 se ui8uitina DE&EC>AG; La inacti(ación del c%o9oso9a H est+ asociado a 9odiicaciones (a%ias en la c%o9atina; En la etapa te9p%ana5 poste%io% a la inacti(ación con A&N Hist5 es la pe%dida de las 9a%cas de euc%o9atina en .istonas; Al 9is9o tie9po5 (a%ias 9odiicaciones de .istona ocu%%en: El co9ple'o EJ>2 p%oduce la t%i=9etilación de >,?2)5 9ient%as el co9ple'o tipo P&C1 .ace 9a%cas tipo >2?11u1; En etapas poste%io%es del desa%%ollo5 los lti9os co9ple'os 9encionados se lie%an de Hi # los ni(eles de 9etilación de >,?2) se %educen; e inco%po%a $ac%o>2A a los nucleoso9as # ocu%%e la 9etilación a ni(el de ADN en los p%o9oto%es genticos de Hi Adaptado de TolMel X Ang%and5 2"")G; ,; Analice; Po% 8u los aspectos 9olecula%es de la 9etilación del ADN # su pa%ticipación en el desa%%ollo no%9al5 el c+nce% # en algunas patolog3as .u9anas en las 8ue los 9ecanis9os epigenticos .an sido i9plicados;
12 UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
An+lisis ,; EIiste una p%dida neta de citosinas 9etiladas en (a%ios geno9as tu9o%ales5 lo cual es inconsistente con los ni(eles de DN$61; >asta el 9o9ento no se .a %epo%tado 9utación o a9pliicación del gen Dn9t1 en c+nce%5 po% lo 8ue no .a# e(idencia de 8ue sea un oncogn; No .a# ino%9ación gentica 8ue i9pli8ue a alguna ADN=9etilt%anse%asa o acto% %elacionado en ca%cinognesis Ba#lin X Besto%5 2""2G; Nue(as in(estigaciones sugie%en 8ue el a'uste alte%nati(o p%oduce (a%ias isoo%9as de DN$61 pa%a satisace% los die%entes pat%ones co%%espondientes al 9etaolis9o de 9etilación de ADN; La enzi9a DN$61 es una (a%iante de DN$61 8ue contiene 4! p adicionales ent%e los eIones / # - pa%a p%oduci% una enzi9a con 1- a9ino+cidos 9+s 8ue DN$61 \>su et al; 1]; e .a p%oado 8ue5 in (it%o5 DN$61 tiene ca%acte%3sticas si9ila%es a DN$61 #a 8ue la eIp%esión de su A&N9 es uicua Bonils et al5 2"""G; Un g%upo de in(estigación desc%iió 8ue la eIp%esión de DN$61 se encuent%a en un ni(el 4"=)"W con %especto al DN$61 >su et al5 1G; La unción espec3ica de esta (a%iante an no .a sido dilucidada; El a'uste alte%nati(o de eIones / seIo = espec3icos p%oduce al 9enos dos (a%iantes A&N9 de DN$61 deno9inados DN$61o # DN$61p; La isoo%9a DN$61o es la nica encont%ada5 de las DN$615 en oocitos # en e9%iones p%e=i9plantados; Ade9+s5 se .a ose%(ado 8ue DN$61o eIpe%i9enta una t%anslocación dependiente del desa%%ollo: inicial9ente se encuent%a en el citoplas9a # despus5 du%ante la etapa octacelula%5 se t%anspo%ta al ncleo &oe%tson 2""2G; e piensa 8ue este ca9io de posición est+ %elacionado con el estaleci9iento de pat%ones no%9ales de 9etilación en %egiones de i9p%onta Ca%doso X Leon.a%dt5 1K Do.e%t# et al5 2""2G DN$62 La enzi9a DN$62 es sintetizada a pa%ti% de un gen uicado en el locus 1"p1/;1 @ode% and Besto%5 1!G # es la 9+s conse%(ada de todas las citosina=9etilt%anse%asas; e .a encont%ado 8ue el A&N9 de DN$62 se encuent%a de o%9a uicua a pe8ueas concent%aciones *Mano et al5 1!aK @ode% and Besto%5 1!G; Esta es la DN$6 9+s dist%iuida5 #a 8ue sus .o9ólogos est+n p%esentes an en especies 8ue apa%ente9ente no 9etilan su ADN p;e; c.izosacc.a%o9#ces po9e5 Caeno%.aditis elegansG; No ostante5 .asta el 9o9ento no se .a %epo%tado acti(idad 9etilt%anse%asa in (it%o en DN$62 Dong et al5 2""1K *Mano et al5 1!aK @ode% and Besto%5 1!GK aun8ue s3 o%9a co9ple'os p%oteicos estales in (it%o Dong et al5 2""1G;
1, UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
Po% lo tanto5 DN$62 pod%3a se% una suunidad catal3tica de un co9ple'o ADN=9etilasa 8ue est+ inacti(a cuando se encuent%a sin cie%tos coacto%es an no dete%9inadosG; Po% ot%o lado5 ta9in pod%3a tene% un ca9po de %econoci9iento 8ue acta 9+s all+ de los dinucleótidos Cp0;
Iagen 0" Metilación de ADN en din#cleót ! Los g%upos 9etilo pueden se% int%oducidos al ADN no=9etilado po% las enzi9as de 9etilación de novo DN$6,a # DN$6,; Cuando el ADN se %eplica5 el g%upo 9etilo de la .e%a gu3a es %econocido # se int%oduce uno nue(o en la .e%a .i'a po% 9edio de la acti(idad DN$615 la cual puede esta% asociada a la 9a8uina%ia de %eplicación; En p%esencia de DN$615 el ADN .e9i9etilado se 9etila # as3 los pat%ones de 9etilación se 9antienen; La des9etilación puede ocu%%i% en ausencia de DN$61 en %ondas continuas de %eplicación de ADN des9etilación pasi(aG # de o%9a acti(a sin %eplicación de ADNG Adaptado de &eiM X Qalte% 2""1G;
14 UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
1a in2ibición en3i4tica
Mapa concept#al5 en3ias ! Enzi9as alost%icas; Funcionan 9ediante la unión %e(e%sile no co(alente de co9puestos %egulato%ios lla9ados 9odulado%es; El 9odulado% puede se% una acti(ado% 9odulación positi(aG 8ue acele%e el p%oceso5 o un in.iido% 9odulado% negati(oG; Este 9odulado% puede se% el p%opio sust%ato de la %eacción aloste%is9o .o9ot%ópicoG o una ot%a sustancia alsote%is9os .ete%ot%ópicoG; No%9al9ente se t%ata de enzi9as 9ulti9%icas5 de tal o%9a 8ue la ent%ada del p%i9e% sust%ato acilita acele%aG la ent%a del siguiente5 # no%9al9ente ocu%%e 8ue el sito acti(o # el %egulato%io se encuent%an en distintas suunidades; Las inte%acciones alost%icas aectan la acti(idad de una enzi9a po% enlace a un sitio distinto del sitio acti(o allos Y die%enteK ste%eo Y luga% o sólidoG; Ecuación si9pliicada pa%a enzi9as alost%icas Ecuación de >ill5 11"G Es %econocido el .ec.o 8ue al acu9ula%se los p%oductos de algunas %utas iosintticas5 ellos actan in.iiendo su p%opia s3ntesis al pa%ticipa% co9o eecto%es negati(os de enzi9as 8ue catalizan las p%i9e%as etapas de la (3a; En el cont%ol del 9etaolis9o ene%gtico es acto% decisi(o5 el estado de oso%ilación de dete%9inadas p%ote3nas cu#a 9odiicación co(alente de la est%uctu%a p%i9a%ia 9oti(a au9ento o p%dida de su acti(idad; El p%edo9inio de una u ot%a o%9a oso%iladaZno oso%iladaG (iene dete%9inada po% la %elación de acti(idades catal3ticas p%ote3na
1/ UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
cinasaZosop%ote3na osatasa5 enzi9as 8ue a su (ez5 est+n so9etidas a un cont%ol .o%9onal: la insulina 7G esti9ula la acti(idad osop%ote3na osatasa #5 po% consiguiente5 la desoso%ilación de enzi9asK el glucagón 0G5 po% el cont%a%io5 esti9ula la oso%ilación de las 9is9as a t%a(s de la acti(ación de (a%ias p%ote3nas cinasa; $ediante el e8uili%io ent%e la %elación de concent%aciones plas9+ticas de insulina # de glucagón \7]Z\0]G5 el o%ganis9o 9antiene la gluce9ia casi constante a pesa% de las g%andes luctuaciones de la ingesta; 7nclu#a en su %espuesta La %elación 8ue se da en la utilización de la glucosa co9o uente de ene%g3a o del glucógeno a t%a(s del .3gado; En la diaetes 9ellitus tipo 1 9al cont%olada5 los pacientes llegan a p%esenta% .ipe%gluce9ia5 en pa%te co9o %esultado de alta de insulina pa%a esti9ula% la captación # utilización de glucosa5 # en pa%te po%8ue en ausencia de insulina .a# au9ento de la gluconeognesis a pa%ti% de a9ino+cidos en el .3gado; Al 9is9o tie9po5 la alta de insulina ocasiona inc%e9ento de la lipólisis en el te'ido adiposo5 # los +cidos g%asos li%es %esultantes son sust%atos pa%a la cetognesis en el .3gado; 1; Analice; Co9o 9ediante el e8uili%io ent%e la %elación de concent%aciones plas9+ticas de insulina # de glucagón \7]Z\0]G5 el o%ganis9o 9antiene la gluce9ia casi constante a pesa% de las g%andes luctuaciones de la ingesta;
6O1UCION El siste9a digesti(o est+ co9puesto po% (a%iedad de ó%ganos 8ue se pensaan 8ue cu9pl3an con unciones astante +sicas5 las cuales solo e%an t%itu%a%5 lu%ica%5 adso%e% # eIc%eta%5 pe%o con todos los a(ances 8ue .a tenido la 9edicina # la 8u39ica se .a podido dete%9ina% 8ue este siste9a %egula 9uc.as cosas 8ue solo apo%ta% los nut%ientes necesa%ios pa%a %ealiza% las acti(idades cotidianas5 un caso notale de esto es el e8uili%io 8ue .a# ent%e estas dos co9puestos co9o lo son la 7nsulina # el 0lucagón5 cuando en nuest%as acti(idades dia%ias no pode9os inge%i% ali9entos a las .o%as .aitualesK el .3gado po% el ó%gano 8ue %egula todo el paso de nut%ientes en el p%oceso de digestión5 acu9ula glucosa cuando est+ disponile pa%a pode% da% ene%g3a cuando po% los 9oti(os ante%io%9ente 9encionados el cue%po no .a inge%ido ali9entos5 %ealizando las die%entes deg%adaciones de esta5 la insulina des(3a estos co9puestos pa%a la esti9ulación de la desoso%ilaci^n de enzi9as del g%upo osatasa # glucagón acti(a estas 9is9a enzi9as pe%o %ealizando la oso%ilación en las p%ote3nas cinasa5 dando as3 una ca%ga de ene%g3a a nuest%o cue%po pa%a 8ue siga %ealizando las die%entes acti(idades;
1 UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
2; Analice Las enzi9as alost%icas son a8uellas pa%a las cuales la cat+lisis en el sitio acti(o puede 9odula%se po% la p%esencia de eecto%es en un sitio alost%ico;
6O1UCIÓN Las enzi9as pueden %ealiza% estos tipos de acti(idades uno es 8ue %eaccione con el sust%ato o puede 8ue %egule la acti(idad enzi9+tica del luga% donde este5 # esto es g%acias a las cadenas de polipptidos 8ue est+n co9puestas5 #a 8ue no tiene solo dos # con esta condición puede %ealiza% estas unciones; P%i9e%a pa%te: Cintica enzi9+tica Pa%a esta acti(idad %ealice el c+lculo de la tala 1; Pa%a dic.os c+lculos5 utiliza el 9todo de Lineea(e% Bu%M5 Calcule los %ec3p%ocos de la acti(idad enzi9+tica # concent%ación de sust%ato # g%ai8ue 1Z( co9o unción de 1Z \]; De esta g%+ica5 dete%9ine los (alo%es pa%a T9aI # ?95 dete%9inando los %ec3p%ocos de los inte%ceptos en @ # H de la g%+ica; Consulte el docu9ento: Aplicación de las .e%%a9ientas ino%9+ticas en el t%ata9iento de la ino%9ación cient3ico de $au%icio &est%epo 0allego; En eIpe%i9entos de lao%ato%io5 se utiliza%on dos deca%oIilasas A # BG otenidas de die%ente 9ic%oo%ganis9o (e% talaG; Decida cual enzi9a de9uest%a un 9a#o% coeiciente de especiicidad5 T9aIZ ?9G5 %ecue%de 8ue ent%e 9a#o% sea el (alo% del coeiciente de especiicidad 9+s espec3ica es la enzi9a po% el sust%ato; Enzi9a A
Enzi9a B
\] 9$G
Telocidad
";"""2 ";"""2 ";"""/ ";"""/ ";""1
_$Z9inG ";,,), ";,,-4 ";-4/ ";-/) 1;")-4
\] 9$G
Telocidad
";""/ ";""/ ";"1 ";"1 ";"/
_$Z9inG ";,-2 ";,!/) ";-1-, ";-41, 1;/-"-
1) UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
";""1 1;14") ";""/ 1;-,";""/ 1;))"";"1 2;"-41 ";"1 2;")/1 en3ia A vs" en3ia 7 ! !
";"/ ";1 ";1 ";2/ ";2/
6O1UCION Enzi9a A H 1Z\] "5"""2 "5""2 "5"""/ "5"""/ "5""1 "5""1 "5""/ "5"""5""4 "5"1 8n3ia A ! !
8n3ia A ( !
@ 1ZTo "5,,), "5,,-4 "544/ "54/) ,5)-4 ,54") 1"5-,115)"5-41 2"5)/1
T9aIY1Z ?9Y9Z
"52!/-"4 /!52-)2
1;/-! 1;!-2 1;)" 2;2"11 2;2"4)
1! UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
Enzi9a B 1Z\] 1ZTo "5""/ "5,-2 "5""/ "5,!/) "5""1 "541-, "5""/ "541, "5"/ "5/-""5"/ "5/-! "51 "5!-2 "51 "5)" "52/ 252"11 "52/ 252"1/ 8n3ia 7 ! !
T9aIY1Z ?9Y9Z
,541)-,/ 2/51"/4-)
8n3ia 7 ( !
Analice las p%incipales ca%acte%3sticas est%uctu%ales de las enzi9as5 sitio acti(o5 la o%9ación de co9ple'os # la cintica enzi9+tica $odelo de $ic.aelis # $enten Dependencia de la concent%ación de sust%atoG;
6O1UCION La cintica enzi9+tica es el estudio de la cat+lisis estas p%esentan la ino%9ación so%e la (elocidad de %eacción ainidad de enzi9as # sust%atos # los eectos en in.iido%es; Los enzi9as
1 UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
au9entan la (elocidad de las %eacciones 8u39icas co9in+ndose t%ansito%ia9ente con los %eacti(os de 9ane%a 8ue se alcance un estado de t%ansición con una ene%g3a de acti(ación 9eno% 8ue el de la %eacción no catalizada; Los enzi9as son 9uc.o 9+s eicaces 8ue cual8uie% catalizado% a%tiicial conocido; La idea de 8ue el enzi9a se co9ine t%ansito%ia9ente con el sust%ato pa%a o%9a% un co9ple'o enzi9a=sust%ato en el cual se alcanza 9+s +cil9ente el estado de t%ansición de la %eacción catalizada; En la cintica enzi9+tica se 9ide eecto de la concent%ación inicial del sust%ato so%e la (elocidad inicial de la %eacción5 9anteniendo la cantidad de enzi9a constante; $ic.aelis # $enten p%opusie%on 8ue las %eacciones catalizadas enzi9+tica9ente ocu%%en en dos etapas: En la p%i9e%a etapa se o%9a el co9ple'o enzi9a=sust%ato # en la segunda5 el co9ple'o enzi9a=sust%ato da luga% a la o%9ación del p%oductoKpa%a esto p%opusie%on una ecuación de (elocidad la cual eIplica el co9po%ta9iento de las enzi9asK se dice 8ue el 9odelo solo es (+lido cuando la concent%ación de la enzi9a es 9eno% a la concent%ación del sust%ato; Ecuación de $ic.aelis=$enten
El sitio acti(o se constitu#e de cadenas late%ales co9puesta de a9ino+cidos 8ue o%9a una est%uctu%a t%idi9ensional # es all3 donde se uno los sust%atos5 es ente donde se o%9an el co9ple'o se sust%ato=enzi9a pa%a con(e%ti%se despus en enzi9a=p%oducto donde inal9ente se disocian; Analice igniicado iológico de ?9; En t%9inos p%+cticos la ?95 co9o una 9edida de la ainidad de la enzi9a po% su sust%ato5 9+s pe8ueo es su (alo% 9a#o% es la ainidad de la enzi9a po% el sust%ato;
2" UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
6O1UCION ?9 es un (alo% ca%acte%3stico de cada enzi9a # constitu#e una 9edida de la ainidad del enzi9a po% el sust%atoK si .a# (alo%es a'os de ?9 indican una alta ainidad 9ient%as 8ue (alo%es altos %ep%esentan una a'a ainidad; i ?9 es g%ande5 el co9ple'o es inestale pues p%edo9ina la tendencia a dest%ui%lo #a 8ue se tiene poca ainidad .acia el sust%ato5 # si el ?9 tiene un (alo% 9+s pe8ueo5 el co9ple'o es estale5 #a 8ue p%edo9ina la tendencia a o%9a%lo po% la g%an ainidad 8ue se tiene .acia el sust%ato; La ?9 pe%9ite disce%ni% ent%e el sust%ato natu%al # sus an+logos5 #a 8ue el enzi9a t%aa'a 9e'o% con el sust%ato 8ue p%esenta 9eno% ?9;
,; Analice Las enzi9as con una ?9 9u# a'a 1"=-=1"=!$G son i9po%tantes en el 9etaolis9o;
6O1UCION Las enzi9as con una ?9 9u# a'a a#udan a %egula% el 9etaolis9o # a p%e(eni% algunas ene%9edades co9o la leuce9iaK a8uellas enzi9as con el (alo% de ?9 9u# a'o poseen una 9a#o% ainidad po% el sust%atoG se%3an capaces de p%o(oca% la .id%ólisis de la Asn5 Los (alo%es a'os de ?9 signiican alta ainidad
Concl#siones Po% 9edio del an+lisis de las die%entes situaciones p%esentadas pudi9os analiza% adecuada9ente las (3as 9etaólicas 9+s i9po%tantes con %ee%encia a su i9po%tancia %elati(a en el con'unto de 9etaolis9os # la co%%elación con ot%as (3as; P%oundiza9os los conceptos +sicos de la io8u39ica5 .aciendo nasis en las gene%alidades5 clasiicación # est%uctu%a de los +cidos nucleicos;
21 UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
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22 UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
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2, UNIDAD 2: FASE 4. ÁCIDOS NUCLEICOS
