DE DNA A PROTEINA

ACTIVIDAD ENZIMÁTICA

CUÁL HA SIDO EL

DESARROLLO HISTÓRICO DE LA BIOLOGÍA

MOLECULAR ?

BIOQUÍMICA. MATHEWS

EL DNA ES LA INFORMACIÓN GENÉTICA

CUAL ES EL FLUJO DE LA INFORMACIÓN GENETICA ?

El DNA es un polímero de los deoxinucleótidos: adenosina, timidina, citosina y guanosina

CUÁL ES LA COMPOSICIÓN GENÉTICA DEL DNA?

COMO SE DEFINE UN GEN ?

SECUENCIA DE DNA REQUERIDA PARA TTRANSCRIBIR UN GEN, TAMBIÉN UNIDAD TRANSCRIPCIONAL

REGIÓN REGULADORA: SECUENCIA DE DEOXINUCLEÓTIDOS QUE DETERMINA CUANDO, DÓNDE Y EN QUÉ CANTIDAD SE TRANSCRIBE UN GEN

SE IDENTIFICA COMO -1, -2, ETC

POSEE: PROMOTOR BASAL, SITIOS DE UNIÓN DE PROTEÍNAS REGULADORAS, ENHANCERS Y SILENCIADORES

REGIÓN CODIFICANTE: REGIÓN DE DNA QUE ES TRASCRITA O COPIADA A RNA. COMIENZA EN EL SITIO INICIAL DE LA TRANSCRIPCIÓN Y SE IDENTIFICA COMO +1, +2, ETC.

EN EUCARIOTAS POSEEN EXONES E INTRONES

EL INICIO DE TRANSCRIPCIÓN ES EL SITIO DONDE SE COLOCA LA PRIMERA BASE COMPLEMENTARIA DEL RNA.

REGIÓN CODIFICANTE: CONTIENE LOS DEOXINUCLEÓTIDOS QUE UNA VEZ TRANSCRITOS, CAUSAN LA TERMINACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN.

CUALES SON LAS MODIFICACIONES DEL TRANSCRITO ?

LOS EXONES SON SECUENCIAS QUE SON MANTENIDAS DESPUÉS DE LA TRANSCRIPCIÓN. LOS INTRONES SON ELIMINADOS DESPUÉS DE LA TRANSCRIPCIÓN.

Todos los pre-RNAm eucariotas son modificados en ambos extremos

Al extremo 5` se le adiciona la cap: es un 7-metilguanilato que se une por un enlace éster. El cap protege al RNAm de ser degradado por enzimas, ayuda a que sea exportado al citoplasma y en la traducción un factor de traducción se une a ella para permitir el inicio de la traducción.

Al extremo 3` del pre-RNAm se agrega una cola de residuos de ácido adenílico: cola de poli A (100 a 250 bases).

Último paso del procesamiento del RNAm es el splicing: la excisión de los intrones seguida de la ligación de los exones.

Los RNAm ya procesados retienen regiones no codificantes en los extremos denominadas 5` UTR y 3`UTR.

2) EL tRNA (DE TRANSFERENCIA) DECIFRA EL CÓDIGO DE CODONES DEL mRNA.

CADA AMINOÁCIDO TIENE UN GRUPO ESPECÍFICO DE tRNAs A LOS QUE SE UNE COVALENTEMENTE POR EL EXTREMO 3’.

ESTOS tRNA CONDUCEN EL AMINOÁCIDO HASTA EL RIBOSOMA, EN DONDE SON POLIMERIZADOS SIGUIENDO EL ORDEN DE LOS CODONES ESPECIFICADOS POR EL mRNA.

QUÉ ES EL CODIGO GENETICO DEGENERADO ?

CUALES SON LAS ESTRUCTURAS DE LAS PROTEÍNAS ?

BIOSINTESIS Y ENSAMBLE DEL COLAGENO

1. Modificaciones post-traslacionales de las proteínas que alteran la actividad

2. Motivos funcionales de las proteínas.

3. Discusión de un artículo relacionado.

4. Enzimas y substratos.

ENZIMAS

1. Modificaciones post-traslacionales de las proteínas que alteran la actividad

Las proteínas esconden los grupos hidrofóbicos y exponen los hidrofílicos

Urea rompe puentes H

B-mercapto reduce S-S a –SH

Recuperación de la estructura nativa

Plegamiento no asistido de una proteína

Plegamiento – estructura

tridimensional. HSP70

HSP60HSP70 + ATP conformación abierta

Unión reversible o irreversible de grupos químicos en el C o N terminal

Acetilación: adición de un grupo acetil (CH3CO) al residuo N-terminal involucra el 80% de las proteínas. Unión a la capa lipídica. Estabilidad

Fosforilación: Modificación interna, serina treonina y tirosina

Glicosilación: Serina treonina asparagina

MODIFICACIONES PROTEÍNAS

Modificaciones de las proteínas

Glicosilación

Glicoproteinas

O-linked oligosacaridos se

unen al grupo hydroxyl de la

serine y treonina por N-

acetylgalactosamine.

Collagens posee glucosa –

galactosa unidos a

hidroxilisina.

N-linked oligosaccharides

glicoproteínas mamarias,

contienen 5 azúcares

(purpura), ramificados a la

amide nitrogen de asparagina

(Asn).

Degradación de proteínas por el proteasoma: ubicuitinación

Enzima cataliza formación de una unión

peptidica entre Ubicuitina y la cadena

lateral –NH2 de una lisina de la proteína

blanco. Direcciona a proteasoma

Une residuos de tirosina fosforilados: tirosin kinasa, fosfatasas. Presente en procariotas metazoos, esponjas = evolutivamente conservados

Dominios SH2

2. Motivos funcionales de las proteínas

Familia de Rho GTPasas

68 miembros. Traducen señales de respuesta de receptores de señales unidas a membrana

4. Enzimas y substratos

•Catalizan sistemas biológicos.

•Transformaciones químicas de una forma de energía a otra.

•Poder catalítico y especificidad.

•Repertorio de fuerzas moleculares.

•Orientan sustratos.

•Rompen uniones químicas.

•Naturaleza proteica.

•Catalizan estados de transición y definen cual reacción toma lugar

Transferencia de CO2 tejidos – sangre – alveólos

Anhidrasa carbónica: hidrata 106 moléculas de CO2 / seg, 107 más rápido que no catalizado.

Características de las enzimas

Enzimas y substratos

Enzimas proteolíticas

tripsina

trombina

Enzimas y substratos

Muchas enzimas requieren cofactores para su actividad

Cofactores son metales o pequeñas moléculas orgánicas (coenzimas)

Anhidrasa carbónica: Zn+2 Glicógeno fosforilasa: piridoxal fosfato

Cofactor Enzyme

Coenzyme

Thiamine pyrophosphate Pyruvate dehydrogenase

Flavin adenine nucleotide Monoamine oxidase

Nicotinamide adenine dinucleotide Lactate dehydrogenase

Pyridoxal phosphate Glycogen phosphorylase

Coenzyme A (CoA) Acetyl CoA carboxylase

Biotin Pyruvate carboxylase

5′-Deoxyadenosyl cobalamin Methylmalonyl mutase

Tetrahydrofolate Thymidylate synthase

Metal

Zn2+ Carbonic anhydrase

Zn2+ Carboxypeptidase

Mg2+ EcoRV

Mg2+ Hexokinase

Ni2+ Urease

Mo Nitrate reductase

Se Glutathione peroxidase

Mn2+ Superoxide dismutase

K+ Propionyl CoA carboxylase Enzimas y

substratos

Enzimas y substratos

Las enzimas transforman energía de una forma a otra

Fotosíntesis: E luz se convierte en uniones químicas

Mitocondria: E alimentos en E libre y luego adenosina trifosfato

Enzimas: E de la uniones químicas del ATP en muchas vías: Miosina E ATP en contracción muscular

Enzima transformante de energía:

Ca2+ ATPase usa la E de la hidrólisis de ATP para transportar Ca2+ a través de la membrana, generando un gradiente de Ca2+

TERMODINÁMICA

Enzimas y substratos

Enzimas y substratos

Enzimas y substratos

E radiante (sol), Fotosíntesis

E química (carbohidratos)

E biológicamente útil ATP (mitocondria)

Trabajo celular (Enlaces fosfato)

E medio ambiente – calor

Transformación de la energía

Leyes

1. La ley de la conservación de la energía: caloría (Cantidad calor elevar T° 1 ° C).

2. Entropía: Estado aleatorio de la E en que no puede disponerse para hacer trabajo. Desorden. Rx químicas= perdida calor (movimiento moléculas al azar), que incrementa la entropía circundante.

3. Energía libre: procesos alcanzar máximo entropía. Calor absorbido o cedido al medio – entropía máxima del sistema. Cambios de calor y entropia se relacionan por E libre = Total E del sistema que puede usarse para hacer un trabajo en condiciones isotérmicas.

La entropia (S) y la E libre (G) son inversas

▲G = ▲ H – T ▲S

H: entalpia o contenido de calor del sistema

T : temperatura absoluta

Class Type of reaction Example

1. Oxidoreductases

Oxidation-reduction Lactate dehydrogenase

2. Transferases Group transfer Nucleoside monophosphate kinase (NMP kinase)

3. Hydrolases Hydrolysis reactions (transfer of functional groups to water)

Chymotrypsin

4. Lyases Addition or removal of groups to form double bonds

Fumarase

5. Isomerases Isomerization (intramolecular group transfer)

Triose phosphate isomerase

6. Ligases Ligation of two substrates at the expense of ATP hydrolysis

Aminoacyl-tRNA synthetase

Cómo se clasifican las enzimas?

De acuerdo a la reacción que catalizan

Clasificación numérica: nucleoside monophosphate (NMP) kinase: NMP kinase transfiere un grupo fosforil del ATP a NMP y forma nucleoside diphosphate (NDP) y ADP = transferase, grupo 2.

Muchos grupos en adición al grupo fosforil pueden ser transferidos : azúcares, unidades de carbono. Transferases que cambian un grupo fosforil se designan como 2.7.

Varios grupos funcionales aceptan un grupo fosforil: Si el grupo fosfato es el aceptor, la transferasa es designada como 2.7.4. El últimi número designa el grupo aceptor preciso.

En la NMP kinase, un nucleósido monofosfato es el grupo aceptor y la enzima es designada EC 2.7.4.4.

Enzimas y substratos

Cuál es la evidencia de un complejo ES?

E constante - S incrementa:

V de reacción incrementa hasta alcanzar un máximo

Rayos X y cristalografía

Sitio activo: Secuencia de AA que interactúa con sustrato, incluye la secuencia implicada en formar estructuras, bolsillos. También une los cofactores

El agua está excluida del sitio a no ser que reaccione

Interacciones electrostáticas,

Puentes de hidrógeno

Fuerzas de van der Waals,

Interacciones hidrofóbicas.

Modelos propuestos en la interacción ES

ES se unen por interacciones débiles:

Modelo de Michaelis-Menten para la cinética enzimática

La rata de catálisis V0: N° de moles de producto formado / seg varia con las concentraciones de [S]

La constante de Michaelis (KM) es la concentración de sustrato que produce una velocidad de Vmax/2.

Las enzimas pueden ser inhibidas por moléculas específicas

Moléculas o iones

Control biológico

Mapeo del sitio activo

Irreeversible: Penicilina covalentemente modifica una peptidasa, similar aspirina –ciclooxigenasa

Reversible: activa el sitio de unión de la enzima

Methotrexate análogo tetrahydrofolate,

coenzima de dihydrofolate reductase: Sintesis purinas y pirimidinas.

Se une 1000 veces más fuerte = Tratamiento Cancer.