DNA, genes y cromosomas DNA, genes y cromosomas ➢ Estructura del DNA Nucleótidos: estructura, nomeclatura y propiedades Estructuras secundarias Estructura supersecundarias
➢ Dinámica del DNA Estabilidad y desnaturalización del DNA Parámetros topológicos y estabilidad Topoisomerasas
➢ Estructura de cromatina y cromosomas Cromatina: organización nucleosómica Estructura de cromosomas: centrómeros y telómeros
➢ Organización genómica Genomas: DNA codificante y no codificante Estructura molecular del gen Para © Enrique Castro Los trabajos de terceros retienen su licencia original
2010 Enrique Castro
1
Estructura de nucleósidos y nucleótidos Estructura de nucleósidos y nucleótidos Base nitrogenada
enlace β-glucósido
Azúcar
fosfato
ribosa
RNA
desoxi-ri bosa
DNA
nucleósido nucleótido
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2
Nomenclatura de nucleósidos y nucleótidos Nomenclatura de nucleósidos y nucleótidos Base
Nucleósido*
Nucleótido*
Ácido nucleico
Adenina
Adenosina desoxiadenosina
Adenilato desoxiadenilato
RNA DNA
Guanina
Guanosina desoxiguanosina
Guanilato desoxiguanilato
RNA DNA
Hipoxantina
inosina desoxiguanosina
Inosinato desoxi-inosinato
RNA DNA
Citosina
Citidina desoxicitidina
Citidilato desoxicitidilato
RNA DNA
Timina
Timidina desoxitimidina
Timidilato desoxitimidilato
RNA DNA
Uracilo
uridina
uridilato
RNA
Purinas
Pirimidinas
*Nucleósido y nucleótido son nombres genéricos que incluyen tanto las formas ribo- como las desoxirribo3
2010 Enrique Castro
Funciones de nucleótidos Funciones de nucleótidos Constituyente de los ácidos nucleicos.
Acoplador en intercambios energéticos
ATP
Actúan como señales químicas.
cAMP
Componente estructural de cofactores/coenzimas
2010 Enrique Castro
NAD+
4
Estructuras de nucleobases mayoritarias Estructuras de nucleobases mayoritarias
Cafeína (1,3,7-trimetil-xantina)
5
2010 Enrique Castro
Estructuras de nucleobases minoritarias Estructuras de nucleobases minoritarias Más frecuentes en DNA
Más frecuentes en RNA
Uracilo en DNA (desaminación de C)
2010 Enrique Castro
ribo-Timidina en RNA
Cafeína (1,3,7-trimetil-xantina)
6
Propiedades ácidobase de los ácidos nucleicos Propiedades ácidobase de los ácidos nucleicos ➢ El grupo fosfato es fuertemente ácido • Fosfatos totalmente ionizados a pH fisiológico (pKa=1.0) • Carga neta negativa • Repulsión entre cadenas dependiendo de I
Protonación en N cíclico sp2 NH2
Adenina N
NH2
NH
N
pKa=3.8
+
N N1
N N
N
R
N
R O
N7 HN+
O NH
N
N
pKa=2.4
O
pKa=9.4
NH
N
NH2
guanina
R
N N
N
NH 2
R
N
O NH
timina
NH2
N
O
pKa=9.5
H3C
N N3 N
O
R
NH2 +
NH N
NH2 O
R
citosina
N
R
H3 C
Ionización afecta a la estabilidad de la doble hélice
Desprotonación formas enol N
pKa=4.5
O
N N3 N
R
R
O
➢ Las bases pueden ionizarse
• Carga neta depende del pH • Carga aumenta solubilidad • Capacidad de formar pdh depende del pH 7
2010 Enrique Castro
Formas tautómeras de las nucleobases Formas tautómeras de las nucleobases Formas mayoritarias
Formas minoritarias
(99:1)
citosina
guanina Sólo éstas forman pares Watson-Crick
Nuevas ionizaciones alternativas
adenina
timina 2010 Enrique Castro
Apareamientos NO Watson-Crick: mutaciones
Devlin 7e Fig. 2.12
8
Espectros de absorción de luz por nucleótidos Espectros de absorción de luz por nucleótidos ➢ Absorción característica en UV
• Máximo a 260 nm (diferencial de proteínas 280 nm) • Identificación y cuantificación
9
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Conformaciones de ribosa en nucleótidos Conformaciones de ribosa en nucleótidos ➢ Rotación del anillo furanosa • C de ribosa tetraédricos • Separación fosfatos C3'-C5' • Proyección de -OH en C2'
➢ Rotación del enlace glucosídico • Impedimentos estéricos en syn (prefieren anti) • GMP prefiere syn (P5'-NH2)
Distancia entre fosfatos
Proyección del -OH 2010 Enrique Castro
Impedimento estérico base-ribosa 10
Química de la polimerización de DNA Química de la polimerización de DNA Enlace fosfodiéster 3'-5' 3’
3’ P
P 5’
3’
5’
3’
OH
P
Extremo 5’
P
5’
PP
5’
5’
polimerización
Enlace fosfodiéster 3'-5'
3’ P
P
P
5’
hidrólisis 3’ P
3’ P
3’ P
5’
5’
3’
NTP + H2O
P 5’
NMP+ PPi
5’
H2O
ΔG0= -31 kJ/mol
DNAn + NMP
3’
DNAn+1 + H20 ΔG0= +25 kJ/mol
DNAn + NTP
DNAn+1 + PPi ΔG0= -6 kJ/mol
PPi + H2O
2 Pi
Extremo 3’ ΔG = -31 kJ/mol 0
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11
Estabilidad del esqueleto fosfodiéster Estabilidad del esqueleto fosfodiéster ➢ Hidrólisis espontánea
• Muy lenta en DNA (t½ 200 Ma) • Rápida en RNA (-OH nucleófilo)
2'NMP + 3'NMP -OH en 2' actúa como nucleófico en reacción de desplazamiento intramolecular
Lehninger 5e Fig. 8.8
➢ Hidrólisis enzimática: nucleasas • Exonucleasas 3' o 5' • Endonucleasas • Endonucleasas de restricción
A 3’ P
G
3’ P
5’ 2010 Enrique Castro
T
3’ P
5’
G
3' NMP
Corte en 3'
5' NMP
OH
P 5’
Corte en 5'
3’ 5’
12
Convenios de escritura de secuencias (nucleótidos) Convenios de escritura de secuencias (nucleótidos) a)
A
T
3’ P
3’ P
5’
G 3’ P
5’
C
T
3’ P
5’
G
3’ P
OH
P
5’
5’
Siempre 5'→3' • Replicación • Transcripción • Traducción
3’ 5’
5’
3’
b)
A
T
G
C
T
G
3’
3’
3’
3’
3’
3’
5’
5’
5’
5’
5’
5’
OH
c)
pApTpGpCpTpG
( ApTpGpCpTpGp ) d)
Forma más común siempre 5'3'
ATGCTG
5’
3’ 13
2010 Enrique Castro
Plegamiento en doble hélice de oligonucleótidos Plegamiento en doble hélice de oligonucleótidos ➢ Estructura
• Helicoidal • Micelar: fosfato-ribosa exteriores, bases interiores • Hebras no opuestas: surcos
➢ Topología • • • •
Hélice doble Dextrógira Antiparalelas Complementarias
5'
3'
5'
3'
Surco mayor Dextrógira Surco menor
antiparalela Reglas de Chargaff %A = %T , %G = %C % Purinas = % Pirimidinas
Fosfatos cargados exteriores
Autoreplicativa
3'
5'
3'
5'
Bases hidrófobas interiores 2010 Enrique Castro
14
Complementariedad entre bases Complementariedad entre bases ●
Puentes de hidrógeno de Watson-Crick:
●
Reglas de Chargaff: [purinas] = [pirimidinas] [A] = [T] [G] = [C]
Puentes de hidrógeno
●
Autoreplicativa:
5’ ATGCATGCATGC 3’ TACGTACGTA
5’ATGCATGCATGC 3’ TACGTACGTACG
3’
5’ 3’
2010 Enrique Castro
ATGCATGCAT TACGTACGTACG
5’
15
Grupos superficiales y surcos en el DNA dúplex Grupos superficiales y surcos en el DNA dúplex surco menor
Fosfatos: interacciones electrostáticas inespecíficas
surco mayor
Surco mayor: lectura de secuencia (pdh específicos)
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16
Estructuras secundarias de polinucleótidos Estructuras secundarias de polinucleótidos Estructura secundaria: Configuración local, repetitiva, del esqueleto de una macromolécula Las estructuras secundarias están matenidas por interacciones débiles locales
➢ Estructuras interconvertibles • Monocatenarios: hélice - ovillo • Bicatenarios: A – B - Z • Tricatenarios: H
Esqueleto DNA es flexible
17
2010 Enrique Castro
DNA: conformaciones en hélice DNA: conformaciones en hélice B-DNA
A-DNA
Z-DNA
H-DNA
Cadenas
2
2
2
3
Sentido
dextrógira
dextrógira
levógira
dextrógira
Diámetro
2.37 nm
2.55 nm
1.84 nm
2.5 nm
Elevación
0.34 nm
0.25 nm
0.37 nm
---
Rotación
36
33
-30
---
inclinación
1o
19o
9o
---
Paso
3.4 nm
2.8 nm
4.56 nm
---
Residuos
10
11
12
---
Ribosa
C2’ endo
C3’ endo
CT C2’, AG C3'
---
Base
anti
anti
CT anti, AG sin
---
S. Mayor
Ancho y profundo
Estrecho y profundo
Plano
---
S. Menor
Estrecho y profundo
Plano
Estrecho y profundo
---
DNA deshid. DNA/RNA RNA/RNA
Alternando Pur Pir (GCGC)
2 Hebras Pir y 1 Pur
o
Condiciones DNA normal
2010 Enrique Castro
o
o
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HDNA: triples hélices dextrógiras HDNA: triples hélices dextrógiras Hélice triple dextrógira ● Apareamientos de Hoogsteen ● Hebras asimétricas: sólo Pur / sólo Pir ●
DNA dúplex DNA dúplex
Funciones:? ● ●
Relajamiento superhelicoidal Recombinación
H-DNA triple Hebra suelta ↓Lk
19
2010 Enrique Castro
HDNA: apareamientos de Hoogsteen HDNA: apareamientos de Hoogsteen Hebra Pir
Hebra Pir' Apareamiento Hoogsteen
Apareamiento Watson-Crick
Hebra Pur Unión de 3ª hebra (Pir') a grupos expuestos en surco mayor del dúplex
Apareamiento Hoogsteen
2010 Enrique Castro
Hebra Pir
Hebra Pir'
Hebra Pur
Apareamiento Watson-Crick 20
Formación de HDNA Formación de HDNA No sige
Hebra Pir' Vuelve sobre dúpex Encajando en surco mayor
21
2010 Enrique Castro
Variaciones locales y supersecundarias Variaciones locales y supersecundarias en la doble hélice en la doble hélice ●
Variaciones locales diámetro torsión surcos
●
GC
AT Dependientes de secuencia local
secuencias autocomplementarias rep. palindrómicas rep. Directas (en tándem) rep. en espejo
GC AT
●
Estructuras en horquilla
Variación en forma molecular:
palíndromo (secuencia repetida invertida)
Estructura cruciforme
•Interacción específica con proteína •Bloqueo de función
DNA curvado secuencias poli-A4-6 repetidas
2010 Enrique Castro
22
DNA curvado: TATAbinding protein DNA curvado: TATAbinding protein TBP reconoce secuencia poli-A en promotor Se une al DNA en conformación agudamentemente curvada
23
2010 Enrique Castro
DNA, genes y cromosomas DNA, genes y cromosomas ➢ Estructura del DNA Nucleótidos: estructura, nomeclatura y propiedades Estructuras secundarias Estructura supersecundarias
➢ Dinámica del DNA Estabilidad y desnaturalización del DNA Parámetros topológicos y estabilidad Topoisomerasas
➢ Estructura de cromatina y cromosomas Cromatina: organización nucleosómica Estructura de cromosomas: centrómeros y telómeros
➢ Organización genómica Genomas: DNA codificante y no codificante Estructura molecular del gen
2010 Enrique Castro
24
Estabilidad de la doble hélice Estabilidad de la doble hélice Transición hélice-ovillo reversible
ΔG = ΔH - TΔS
Fuerza iónica, I
➢ Término entálpico, ΔH • Repulsión electrostática de Pi
• Puentes de hidrógeno intercatenarios • Interacción π-π por apilamiento de bases ΔHapilamiento ≈ 16-65 kJ/mol ΔHpdh ≈ (2,3) · 8-12 kJ/mol
pH urea formamida
➢ Factores que afectan a la estabilidad • • • • • •
Especificidad: pdh Estabilidad: apilamiento
➢ Término entrópico, ΔS
Temperatura Fuerza iónica pH Formadores de pdh Detergentes Solventes orgánicos
Calor, T
• Restricción en rotación de enlaces • Liberación de agua por apilamiento
detergentes solventes org.
(Efecto hidrofóbico)
25
2010 Enrique Castro
Desnaturalización del DNA: efecto hipercrómico Desnaturalización del DNA: efecto hipercrómico
Desapilamiento de bases
1.5
1.5
(caliente)
1.0
A260
Absorbancia
1.0
Desnaturalizado 0.5
Efecto hipercrómico: Aumento A260 al calentar
nativo (frio)
0.5
200
250 Longitud de onda, nm
300
El apilamiento interfiere con absorción UV: A260
2010 Enrique Castro
26
Desnaturalización térmica del DNA Desnaturalización térmica del DNA El DNA se funde al calentar Rehibrida la enfriar
Transición fuertemente cooperativa
Tm: temperatura de fusión H T m= S
2010 Enrique Castro
Tm aumenta con %(G+C)
Tm= T0 + k·log(I) + α·(%GC) + β·(%F) 27
El DNA se desnaturaliza en medio fuertemente básico (o ácido) El DNA se desnaturaliza en medio fuertemente básico (o ácido)
La ionización de las bases afecta a los puentes de hidrógeno de Watson-Crick
2010 Enrique Castro
28
Hibridación Hibridación Identificación mediante sonda de hibridación
Calentado: todo en hebra simple Extensión del apareamiento
Sonda: Segmento corto marcado
Enfriado: híbrido nativo-sonda Asociación por secuencia complementaria local
2010 Enrique Castro
Filtrado: Eliminar sondas no unidas (cortas)
29
Devlin 4e Fig. 2.19, 2.22
Superenrollamiento del DNA Superenrollamiento del DNA ● Propiedad topológica ● Sin rotura de enlaces covalentes ● Invariable a deformaciones ● Extremos fijos ● DNA circular ● Puntos de anclaje inmóviles
plectonémico
En solución
interconvertibles Topoisómeros de DNA circular solenoidal En la célula (más compacto)
2010 Enrique Castro
Densidad superenrollamiento, σ →
30
Topología del superenrollamiento Topología del superenrollamiento L: nº de cruces del plano W: superenrollamiento
T: giro de hélice
Lk: Parámetro topológico Nº entero Constante (extremos fijos)
Lk = Tw + Wr
T, W: Parámetros geométricos variables (interconvertibles) no enteros
Link
Twist
Writhe
enlace ligamiento
giro torsión
torsión retorcimiento
(Stryer)
ligazón enlace
torsión torsion
retorcimiento retorcimiento
(Mathews)
ligazón
giro
Super enrollamiento
Diapositivas
2010 Enrique Castro
(Lehninger) (Devlin)
31
Interconversión tensióngirosuperhélice Interconversión tensióngirosuperhélice DNA relajado L0 = 8 ΔLk=-1
-1 vuelta Tensión
T=8 W=0 ΔG >0
DNA tenso Lk = 7
L≠T+W ΔTw Fusión local
ΔWr Superenrollamiento
T=7 W=0
T=8 W = -1
ΔLk = ΔTw + ΔWr 2010 Enrique Castro
30%
70%
32
Relajación de tensiones superhelicoidales Relajación de tensiones superhelicoidales Lk = L0 ●
G SC =k⋅
2
Superenrollamiento requiere energía
Cambios conformacionales: Cambio topológico Características de la secuencia
Fusión local Paso a Z-DNA Paso a H-DNA Estructuras cruciformes
●
(ΔT= -1/10 pb)
Ricas en AT
(ΔT= -2/10 pb)
Alternando Pur-Pir
ΔL
Hebras Pur/Pir
ΔL
palíndromos
DNA celular σ ≈ -0,06
Mecanismos enzimáticos: Topoisomerasas reclutamiento activación 33
2010 Enrique Castro
Topoisomerasas: catálisis de cambios en L Topoisomerasas: catálisis de cambios en Lkk • Tipo I: Corte monohebra
Eucariotas: antitumorales (camptotecina) procariotas: antibióticos (ác. Nalidíxico)
ΔL = ±1
Intermediario covalente ATPasas
• Tipo II: Corte de doble hebra
―P | Tyr
P― | Tyr
Intermediario covalente
ΔL = -2 ATPasas Topoisomerasas cromosómicas Topoisomerasas replicativas (novobiocina)
2010 Enrique Castro
34
DNA, genes y cromosomas DNA, genes y cromosomas ➢ Estructura del DNA Nucleótidos: estructura, nomeclatura y propiedades Estructuras secundarias Estructura supersecundarias
➢ Dinámica del DNA Estabilidad y desnaturalización del DNA Parámetros topológicos y estabilidad Topoisomerasas
➢ Estructura de cromatina y cromosomas Cromatina: organización nucleosómica Estructura de cromosomas: centrómeros y telómeros
➢ Organización genómica Genomas: DNA codificante y no codificante Estructura molecular del gen
35
2010 Enrique Castro
DNA empaquetado: cromatina DNA empaquetado: cromatina I normal
I baja
(0.15 M KCl)
Fibra de DNA
Fibras de cromatina
Cuentas en rosario
(30 nm)
(10 nm)
Nucleosoma DNA de conexión ≈ 15-55 pb sensible a nucleasa
Núcleo de histonas octámero
5.5 nm
DNA ligado ≈ 146 pb compacto, estable 2010 Enrique Castro
Histona H1 mantiene el DNA conector 11 nm
36
Estructura del nucleosoma Estructura del nucleosoma Histonas: Básicas (20-30% R,K) muy conservadas Pliege de histona (3 hélices) regulables Acetilación K Metilación K Fosforilación S Ubiquitinación K
octámero Tetrámero + Tetrámero 2 H3 2 H4
2 H2A 2 H2B
“pinzas” para atrapar DNA
DNA unido: •Int. Electróstáticas, pdh (surco menor, rico AT) •superenrollamiento negativo (ΔL=-1/nucleosoma)
2010 Enrique Castro
Solenoide levógiro 1.7 vueltas
37
Ensamblaje del octámero de histonas Ensamblaje del octámero de histonas Pliegue de histona: 3 hélices conectadas por 2 lazos
Colas N-terminales
Dímero H3-H4 encaje recíproco
2010 Enrique Castro
Dímero H2A-H2B Un encaje recíproco
38
Estructura de las fibras de cromatina 30 nm Estructura de las fibras de cromatina 30 nm
Brazo de unión 15-55 pb
Histona H1
30 nm
H1 fija DNA H1 enrollamiento solenoidal (6 n/vuelta)
Compactación DNA: x100
Fibra de cromatina de 30 nm 39
2010 Enrique Castro
Estructura de cromosomas en interfase Estructura de cromosomas en interfase DNA:
➢Cromosoma interfásico
una única molécula lineal 1-3·108 pb ≈ 3-10 cm
• 1 molécula DNA • Bucles cromatina 30 nm • Anclados a andamiaje por MAR • Transcripcionalmente activo
6,4·109 pb / 46 cromosomas ≈ 2.2 m
Bucles: •Ricos H1, HMG, TopoII •Descondensables •Expresables Topo II H1
2010 Enrique Castro
Andamiaje del cromosoma Secuencias específicas de unión(MARs, SARs)
40
Estructura de cromosomas mitóticos Estructura de cromosomas mitóticos ➢Cromosoma mitótico • 1 molécula DNA • Altamente condensado • Condensinas • Transcripcionalmente inactivo. No expresable
Condensinas • Grandes complejos proteínas SMC • ATPasas.
• Unen DNA por extremos globulares • hidrolizan ATP • forman bucles dextrógiros de DNA
41
2010 Enrique Castro
Estructura de los elementos funcionales básicos Estructura de los elementos funcionales básicos del cromosoma del cromosoma telómero
centromero
telómero
ARS
Repeticiones de secuencias TEL
Repeticiones de secuencias CEN
ACAAACT
70-80pb
ACAAACT
Reiterado >10 kpb
Unión al uso mitótico segregación mitótica
Inicio de replicación Múltiples (1/3-300 kpb) Ricas en AT (fácil fusión)
Hebra rica en TG
5' AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT 3' Extensión 3' 3' TCCCAA TCCCAA TCCCAA TCCCAA 5' Hebra rica en AC
Repeticiones teloméricas 1-50 kpb 2010 Enrique Castro
≈1 kpb
Prevenir degradación anclaje de reparadores 42
Telómeros de mamíferos Telómeros de mamíferos 5'AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT AGGGTT 3' 3'TCCCAA TCCCAA TCCCAA TCCCAA 5' dímero TRF1 liga a cada repetición telomérica 5'TTAGGG 3'AATCCC
Alineamiento de DNA dúplex
Dímeros TRF1 se unen entre si: plegado Invasión por extensión 3' (D-loop)
Protección de la degradación
anclaje de reparadores
TRF2 estimula invasión de hebra 3' 2010 Enrique Castro
Bucle T
PARP 43
Visualización molecular de buclesT Visualización molecular de buclesT
Voet 4ª Ed. 2011
2010 Enrique Castro
44
DNA, genes y cromosomas DNA, genes y cromosomas ➢ Estructura del DNA Nucleótidos: estructura, nomeclatura y propiedades Estructuras secundarias Estructura supersecundarias
➢ Dinámica del DNA Estabilidad y desnaturalización del DNA Parámetros topológicos y estabilidad Topoisomerasas
➢ Estructura de cromatina y cromosomas Cromatina: organización nucleosómica Estructura de cromosomas: centrómeros y telómeros
➢ Organización genómica Genomas: DNA codificante y no codificante Estructura molecular del gen
45
2010 Enrique Castro
Organización génica en procariotas y eucariotas Organización génica en procariotas y eucariotas Procariotas 1 (+ plásmidos) circular Policistrónico sin procesamiento No No ligero
Cromosomas Topología mRNAs Intrones DNA no-codificante Empaquetamiento
Eucariotas muchos lineal Monocistrónico gran procesamiento Si Si Muy compacto (histonas)
Cromosoma circular origen
Cromosoma lineal telómero Repeticiones de secuencias TEL 2010 Enrique Castro
centromero
Repeticiones de secuencias CEN
telómero Otras repeticiones 46
DNA genómico y tamaño del genoma DNA genómico y tamaño del genoma Genoma: • Conjunto de genes del organismo
virus
C. elegans 19.000 H. sapiens 21.500
E. coli
Eucariotas
levadura bacterias hongos
Valor C:
Drosophila
• DNA total por célula haploide
haba
plantas insectos tiburón
moluscos Peces cartilaginosos Peces óseos
Paradoja de C: • Ausencia de correlación C complejidad • DNA no codificante
Xenopus
anfibios reptiles
Procariotas
aves
Hombre 3.2·109 pb
mamíferos 103 2010 Enrique Castro
104
105
106
107
108
109
1010
1011
DNA genómico (pb por genoma haploide)
1012 47
Tipos de DNA eucariótico: por función Tipos de DNA eucariótico: por función DNA repetitivo
Moderadamente reiterado
transcrito Gag, pol env
Altamente reiterado Rep. CEN Rep TEL
DNA copia única
Rol estructural ?
Expresión de genes Regulación génica
Genes RNA 2010 Enrique Castro
48
Tipos de DNA eucariótico: por repetición Tipos de DNA eucariótico: por repetición ➢DNA de copia única
longitud copias
% genoma humano
• Genes únicos de proteínas
variable
1
~1.5%
• Pseudogenes (1:4)
variable
1
~0.4%
• Intrones y señales de control
variable
1
~28%
• Espaciadores (“junk”)
~25%
➢DNA moderadamente reiterado • Genes en tándem proteínas
variable
3-30
~0.5%
• Genes en tándem RNA • Repeticiones intercaladas
variable
10-100
~0.5-1%
•Transposones de DNA •Retrotransposones con LTR
DNA móvil
•Retrotransposones sin LTR •LINES •SINES
Rep. CEN Rep TEL
2-3 kb
3·10
~3%
6-11 kb
4·10
~8%
5 5
Virus integrados
6 kb, 0.6·106 copias
6-8 kb 8.6·10 100-300pb 1.6·106
~21% ~13%
• DNA secuencia simple, SSR
1-500 pb 105-106
~1-15%
• Repeticiones invertidas SD
0.2-1 kb
~5-%
5
L1 Alu
300 pb, 106 copias
➢DNA altamente reiterado
Rol estructural ?
2·10
6
2010 Enrique Castro
DNA satélite 5 -10 - 20 pb >100 en tándem y reiterado
49
Estructura molecular del gen Estructura molecular del gen Gen: secuencia completa de DNA necesaria para dirigir la síntesis de un producto funcional Secuencia que es transcrita en un producto funcional ● DNA
codificante:
● DNA
exones (minoritario) ● Señales
no codificante:
señales de control junk (morralla)
de control:
puntuación: inicio y fin de transcripción/traducción regulación de la expresión Extremos 5', 3' cromosómicos Secuencias de anclaje (estructura, topología) Señales en intrones
Señales de control 5'
Intrones Pseudogenes, transposones, retrovirus DNA intergénico no funcional
Región codificante
Señales de control 3'
5'
3'
adenilación
potenciadores promotor 2010 Enrique Castro
exones
intrones No funcional
50
Genes eucarióticos Genes eucarióticos
51
2010 Enrique Castro
Organización del DNA codificante Organización del DNA codificante ●
Genes simples:
Lisozima de pollo
Lisozima 15 kB
no mRNA
no mRNA
Secuencias Alu 60 kB
●
Grupos génicos (clusters):
β-globina ψβ2
codificante Gγ
ε
Aγ
ψβ1
δ
β Secuencias Alu
pseudogenes (no funcional)
●
Repeticiones en tándem: Histonas, n = 3-30
H1
histonas y RNAs H2A H3 H4 H2B
H1
en ambos sentidos H2A H3 H4 H2B
H1
H2A (hebras) H3 H4 H2B
6 kB 13 kB
rRNA, tRNA, 2010 Enrique Castro
n>100 n=10-100 RNA 6S
RNA 18S
RNA 28S
52
Clusters de las globinas: LINES y SINES Clusters de las globinas: LINES y SINES Secuencias Alu en ambas direcciones
Voet 4ª Ed. 2011
Elementos L1 en ambas direcciones
2010 Enrique Castro
53
