SEP SNEST DGEST
INSTITUTO TECNOLOGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO
INVESTIGACIÓN SOBRE
LAS FORMAS DEL DNA
QUE PRESENTA:
MA. EVELYN REYNOSO
PADILLA
N°. DE CONTROL
09930079
LIC. BIOLOGIA
CIUDAD ALTAMIRANO,
GRO. MEXICO. FEBRERO DEL 2012
RESUMEN
Diferentes
revisiones bibliográficas coinciden en señalar tres formas diferentes de ADN,
la forma A, B y Z como las más usuales en la naturaleza, existen también las
formas cruciforme, horquilla (formadas durante la recombinación), estructura H
o ADN tríplex y estructura G4. Cada una con características
físicas y químicas diferentes.
ABSTRACT
Several literature reviews agree in indicating three different forms of DNA, form A, B and Z as the most common in
nature, there are also forms cruciform,
hairpin (formed during recombination),
or DNA triplex structure
H and structure G4.
Each with different physical and
chemical characteristics.
1.- ANTECEDENTES
Después
de que el papel central del DNA en la herencia se hizo evidente, muchos
científicos se dispusieron a determinar su estructura con exactitud. ¿Cómo
puede una molécula con un rango tan limitado de componentes distintos almacenar
la inmensa variedad informativa de las estructura de todas las proteínas de los
seres vivos?
Los
primeros que tuvieron éxito en descubrir la estructura fueron Watson y Crick en 1953. En 1962, recibieron el premio nobel de medicina por su
supuesto descubrimiento del ADN. Sin embargo, aunque pusieron su granito de
arena, no fueron los únicos ni los primeros que participaron en este importante
paso para el mundo científico.
En
primer lugar, Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, habían acumulado muchos
datos de difracción de rayos X sobre la estructura de DNA.
 |
| Difracción de rayos x |
El
segundo tipo de datos procedía del trabajo de años antes de Edwin Chargaff. Estudio DNA de
diferentes organismos, Chargaff estableció ciertas reglas empíricas sobre las cantidades de cada componente del DNA:
Erwin Chargaff
analizó la composición de bases de distintos organismos y encontró distintas
proporciones de los 4 nucleótidos en cada uno de los organismos estudiados.
También observó que esta composición no cambiaba con la edad ni el ambiente.
Pero lo más importante es que había tantas purinas como pirimidinas en todos
los organismos. Las reglas de Chargaff son:
1.
La cantidad total de nucleótidos
pirimidinicos (T + C) es siempre igual a la cantidad total de nucleótidos
púricos (A + G).
2.
La cantidad de T es siempre igual a la
de A y la cantidad de C es siempre igual a la de G. pero A + T no
necesariamente es igual a C+G.
En
los primeros análisis de difracción de Rayos-X realizados por Rosalyn Franklin
se observaba que el DNA tenía un espaciado regular de 0,34 nm. Éste y otros
indicios indicaban que debe tener algún tipo de estructura en hélice que se
repite periódicamente, los datos sugerían que el DNA era largo y fino y que
consta de dos partes separadas que corre una al lado de la otra a lo largo de
la molécula, también demostraba que la molécula era helicoidal.
Watson
y Crick construyeron un modelo que cumpliera todas las investigaciones que
sobre el DNA se habían realizado hasta la fecha y propusieron, además, cómo
tenía que conservarse y transmitirse la información de esta molécula. También
introdujeron que esta molécula se podía mutagenizar espontáneamente mediante la
tautomería.
2.- DEFINICION DEL PROBLEMA
Existen
distintas formas de ADN en la naturaleza, todas con características diferentes
pero con similitudes en su estructura química, siendo la estructura B la más usual. Algunas de estas estructuras tienen
lugar durante la recombinación.
3.- OBJETIVOS
Que el estudiante adquiera
familiaridad con la biología molecular, que descubra que además de la forma A,
B y Z, existen muchas formas biológicas en las que podemos encontrar el DNA y
las implicancias de esto para la expresión y la vida, también se busca que se usen
los recursos web y las TIC´s.
4.- JUSTIFICACIÓN
El ADN
(ácido desoxirribonucleico) es una doble hélice, muy similar a una escalera
torcida formando una espiral. Se encuentran en pares (G con C y A con T). Existen
distintas formas y estructuras del ADN, con diferentes características siendo
las más usuales la forma A, B y Z.
La siguiente investigación se realizo con el
fin de la adquisición de conocimiento científico acerca de las diferentes formas
y estructuras de ADN y sus respectivas características así como también el por qué
de las diferentes formas o que le da esa característica.
5.- FUNDAMENTO TEORICO
En
el ADN se guarda la información de nuestros genes.
Tras progresivas investigaciones, finalmente sabemos cuál es la estructura del ácido desoxirribonucleico:
Tras progresivas investigaciones, finalmente sabemos cuál es la estructura del ácido desoxirribonucleico:
Estructura primaria: Los nucleótidos, formados por una base nitrogenada (A opuesta a T, G opuesta a C), una pentosa (monosacáridocarbonos) y fosfato, se unen formando cadenas. Según el orden en que se dispongan las bases nitrogenadas contendrá una información u otra.
Estructura secundaria: Las cadenas de nucleótidos se enrollan formando la doble hélice. Hay tres tipos de estructura de ADN: A, B (siendo ésta la más común) y Z.
Estructura terciaria: Las hélices de ADN se condensan junto con la cromatina (proteína constituida por histonas) formando cromosomas.
5.1 LA VARIACIÓN ESTRUCTURAL EN EL ADN
1) que
varían desoxirribosa conformaciones (4 conformaciones totales)
2) Las
rotaciones alrededor de los enlaces contiguos en la columna vertebral fosfodesoxirribosa
(entre la C 1-C 3 y C-5-C 6)
3) la rotación libre alrededor C1'-N-glicosil de
bonos (que resulta en síndrome o conformación anti)
A causa de impedimento
estérico, purinas bases en los nucleótidos se limita a dos
conformaciones estables con respecto a desoxirribosa, llamadas sin y anti. Por otro lado,
pirimidinas se restringe generalmente a la conformación anti debido a la
interferencia estérica entre el azúcar y el oxígeno del carbonilo en C-2 de la
pirimidina.
5.2 ESTRUCTURA TIPO B
Descubierta por Watson y Crick constituyeron
un modelo de este tipo ya que conocían los tamaños atómicos de los distintos
componentes del ADN, comprobando que cada 0, 34 nm se encontraba un par de
bases y que la doble hélice daba un giro completo cada 3,4 nm siendo el
diámetro de 2 nm. Existen así 10 pares de bases por cada vuelta de hélice.
Este tipo de estructura es la que está presente en condiciones biológicas, es decir, cuando en el medio celular hay agua.
Los planos de las bases nitrogenadas son perpendiculares al eje, además las hélices se enrollan según las agujas del reloj, dextrógila.
Este tipo de estructura es la que está presente en condiciones biológicas, es decir, cuando en el medio celular hay agua.
Los planos de las bases nitrogenadas son perpendiculares al eje, además las hélices se enrollan según las agujas del reloj, dextrógila.
5.3
ESTRUCTURA TIPO A:
La forma A es una doble hélice, dextrógira como la B, y hay un giro completo cada 2, 8 nm, en cada vuelta podemos encontrar 11 nucleótidos. Pero es más ancha.
Obsérvese también la inclinación de los pares de bases, mayor que en el B-DNA.
Lo
que era el surco mayor en el B-DNA se convierte en la forma A en un surco
estrecho y profundo, mientras que el surco menor es ancho y superficial.
Se
forma por deshidratación de la estructura tipo B y se cree que es la estructura
que presenta los ARN de doble cadena, los híbridos de ADN y ARN y las zonas con
doble hélice de los ARNt y ARNr.
5.4
ESTRUCTURA TIPO Z
La forma Z es una doble hélice levógira el giro completo se produce cada 4, 5 nm y contiene unos 12 residuos por vuelta, lo que la diferencia de las A y B, y es más estrecha. Por tanto, esta estructura es más alargada y delgada que las anteriores. Obsérvese cómo el esqueleto avanza en sentido levógiro y además describe una línea en zig-zag (ver imagen 1). Esta característica da nombre a la forma Z.
El
origen de la distinta conformación del Z-DNA se encuentra en la orientación
diferente de los enlaces N-glicosídicos: En los nucleótidos purínicos (A, G) la
base se sitúa sobre el anillo de pentosa (conformación sin),
mientras que en los pirimidínicos (T, C) se sitúa hacia fuera (conformación anti).
En las formas A y B del DNA, todos los nucleótidos están en conformación
anti.
Es
común encontrar ésta estructura donde sus bases están metiladas, genes ya
expresados o genes que no van a expresarse, por eso se asocia a la ausencia de
actividad del ADN.
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Forma A
|
La forma B
|
Z forma
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Sentido helicoidal
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Diestro
|
Diestro
|
Zurdo
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Diámetro
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26 Un
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20 Un
|
18 Un
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|
Los pares de bases por vuelta
helicoidal
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11
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10,5
|
12
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|
Aumento de la hélice por par de
bases
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||||
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2.6 A
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3.4 A
|
3.7A
|
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Base normal al eje de la hélice de
inclinación
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20 0
|
6 0
|
7 0
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Azúcar conformación pucker
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||||
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C-3
'endo
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C-2
'endo
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C-2 'endo para pirimidinas y
C-3'endo para purinas
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|
Conformación de unión glicosil
|
||||
|
Lucha
contra el
|
Lucha
contra el
|
Lucha de pirimidina y de síntesis para purines
|
5.5 ADN CRUCIFORME Y
ADN HORQUILLA
Las
estructuras de Holliday (formadas durante la recombinación) son estructuras
cruciformes. Las repeticiones (palíndromos) invertidas (o especulares) de
segmentos de polipurinas/polipirimidinas también pueden formas estructuras
cruciformes o en horquilla mediante la formación de emparejamientos
intracatenarios.Se han encontrado repeticiones palindrómicas ricas en AT en los puntos de rotura de la t (11; 22) (q23; q11), la única translocación recíproca constitucional conocida.
Las nucleadas se unen y rompen las estructuras de Holliday tras la recombinación. Otras proteínas conocidas capaces de unirse a ADN cruciforme son HMG y MLL.
5.6 ESTRUCTURA H O ADN TRÍPLEX
Las
repeticiones invertidas (palíndromos) de fragmentos de ADN de
polipurinas/polipirimidinas pueden formar estructuras tríplex (hélices
triples). De esta manera se forma una hélice triple junto a una cadena
monocatenaria de ADN.El ADN-H puede tener un papel funcional en la regulación de la expresión génica y sobre los ARNs (por ejemplo, en la represión de la transcripción).
5.7 ESTRUCTURA G4
El
ADN-G4 o ADN cuádruplex: se forma una estructura altamente estable por el
plegamiento de una secuencia bicatenaria rica en GC consigo mismo a través de
emparejamientos de Hoogsteen entre 4 guaninas ("G4"). Este tipo de
ADN se encuentra a menudo cerca de promotores de genes y en los telómeros.
Tiene un papel en la meiosis y en la recombinación, pueden ser elementos reguladores.
La familia de helicasas RecQ son capaces de deshacer la estructura G4 (por ejemplo, BLM, el gen mutado en el síndrome de Bloom.
Tiene un papel en la meiosis y en la recombinación, pueden ser elementos reguladores.
La familia de helicasas RecQ son capaces de deshacer la estructura G4 (por ejemplo, BLM, el gen mutado en el síndrome de Bloom.
6.- METODOLOGÍA
1. Se realizo una investigación documental en
internet y algunos libros.
2. Posteriormente la información recabada se leyó
para poder entenderla y hacer un resumen de todo el documento.
3. Se organizo toda la información con
forme lo marca el formato de presentación de trabajos proporcionado por el
profesor.
4. Finalmente la investigación terminada
fue subida al blog donde el profesor revisara dicho documento.
Se
obtuvo como resultado tres formas más de las que ya conocía las estructuras:
v
Estructura H o ADN
tríplex
v
Estructura G4
v ADN cruciforme y ADN horquilla
Estas tienen lugar durante la recombinación es decir,
durante el proceso por el cual la hebra del material genético es rota y luego
unida a una molécula de material genético diferente. (Ver imagen)
8.- CONCLUSIONES
Existen
muchas formas biológicas en las que podemos encontrar el DNA y las implicancias
de esto para la expresión y la vida. De
acuerdo con el objetivo planteado al principio puedo concluir que se logro la adquisición
de conocimiento de las formas ya conocidas del ADN A, B y Z, además de las
nuevas formas encontradas la estructura H o ADN tríplex, estructura G4, ADN
cruciforme y ADN horquilla.
9.- REFERENCIAS
ü Teresa Barth ADN Axel Imhof. "Fast
señales y marcas de lentos: la dinámica de las modificaciones de
histonas". Tendencias en Ciencias Bioquímicas vol.31: 11. 11 2010
(618-626).
ü et all, página de libros en
linea. http://translate.google.com.mx/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http://en.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Nucleic_Acid/DNA/DNA_structure.
17 de febrero de 2012
ü Andrea
López, pagina para el desarrollo docente. http://revoluciongenetica-andrea.blogspot.com/.
17 de febrero de 2012
ü http://pepeylaciencia.blogspot.com/2011/02/rosalind-franklin-o-la-verdadera.html.
17 de febrero de 2012
ü pagina
para la docencia de la universidad de puebla. http://atlasgeneticsoncology.org/Educ/DNASpID30001SS.html.
17 de febrero de 2012
ü pagina
para investigar tareas de la UAH. http://biomodel.uah.es/model1/dna/abz-dna.htm.
17 de febrero de 2012
muy buen trabajo, felicidades
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