ELVI

SEP SNEST DGEST

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO

TRABAJO DE INVESTIGACION DE:

TIPOS DE ADN

QUE PRESENTA:

ELVIRA ROJAS NAVA.

09930053

LICENCIATURA EN BIOLOGIA

CIUDAD ALTAMIRANO GRO. MEXICO, 21 FEBRERO DEL 2012

RESUMEN

El ADN es el acido dexirribonucleico que se encuentra generalmente en el interior del núcleo de la célula este ADN está formado de nucleótidos y este formado por un grupo fosfato, un azúcar en este caso desoxirribosa y una base nitrogenada, el ADN es el encargado de guardar la información genética, replicar la información así como el control del metabolismo. Datos anteriores mencionan que desde 1953 con el modelo propuesto por Watson y Crick se ha tenido una idea acerca de estructura de ADN, por ello que en este documento se presentaran las formas de el ADN en que se puede presentar en los seres vivos o en algunos microorganismo, además de otras formas en las que se ha sintetizado en laboratorios de manera artificial, la forma más común en que ADN está presente, es en la forma B, que es una de las formas descritas hasta el momento con mayor aceptación de acuerdo a las características que presenta. En este trabajo a desarrollar serán descritas 15 formas en las que el ADN se encuentra algunas conocidas como lo es al alfa, beta y gama y otras no muy comunes.

ABSTRACT

DNA is dexirribonucleico acid usually found within the cell nucleus this DNA comprises the nucleotide and formed by a phosphate group, a deoxyribose sugar in this case and a nitrogenous base, the DNA is responsible for keeping genetic information, replicate information and the control of metabolism. Previous data report that since 1953 with the model proposed by Watson and Crick had an idea about DNA structure, therefore in this document will be presented DNA forms that may occur in living organisms or in some microorganism as well as other ways that have been synthesized in laboratories artificially, the most common form in which DNA is present, is in the form B which is one of the ways described so far with greater acceptance in accordance with the characteristics presented. In this document to developing will be described 15 ways in which the DNA is shown, some are known as alpha, beta and gamma and some not very common.

INDICE.

Objetivo general…………………………………6

Objetivos específicos…………………………..6

Fundamento teórico…………………………….7

Materiales y métodos…………………………...8

Resultados……………………………………….9

Conclusión……………………………………….17

Bibliografía………………………………………..18

ANTECEDENTES.

Desde 1953 se dio a conocer por medio de una revista nature la publiación del descubrimiento de la estructura del ADN (el acido desoxirribonucleico), publicada por Watson y Crick estos dos científicos propusieron esta estructura con información recabada de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins acerca de la difracción de los rayos x sobre la estructura del ADN, esto les sirvió de gran apoyo para dar paso a su publicación. En 1953 con el modelo propuesto por Watson y Crick hasta el día de hoy se conocen una gran variedad de las formas en que el ADN se puede presentar teniendo como la más común el ADN B ya que se encuentra en diferentes especies de organismos. En este trabajo se describirán algunos de las formas más comunes del ADN. Las cadenas de ADN pueden enrollarse una sobre otra de dos formas: en sentido horario o en sentido antihorario. Es decir que si las cadenas giran a favor del movimiento de las agujas del reloj diremos que lo hacen en sentido horario, de lo contrario el sentido que adquiere el giro será denominado antihorario. Esto determina que existan dos variantes de ADN, el que se enrolla en sentido horario se denomina Right Handed ADN y este a su vez puede ser de dos formas ya sea el ADN-A o el ADN-B y el que lo hace en forma contraria se denomina Left Handed ADN o ADN Z.

DEFINICION DEL PROBLEMA.

Debido al bajo conocimiento acerca de las formas del ADN, que los estudiantes tienen hasta este momento. En este documento se plasmaran otras formas en que el ADN se puede encontrar en organismos.

JUSTIFICACIÓN.

Este trabajo de investigación servirá como una recopilación de información acerca de las diferentes formas en que el ADN se ha sintetizado y encontrado en organismos. Esto servirá de apoyo a todos aquellos alumnos y docentes que se interesen en conocer la variedad de estructuras con sus características correspondientes y en donde fueron encontrados o sintetizados ya sea en bacterias, virus y cualquier organismo. Beneficiando así a toda la sociedad estudiantil del Tecnológico de Ciudad Altamirano. Así mismo la obtención de este trabajo de investigación es de bajo costo ya que se utilizaran las TICS y el documento será de fácil acceso en la página Web. Por esto se pretende realizar la recopilación del material que contenga la información antes mencionada.

OBJETIVO GENERAL

v Recabar información de las formas más comunes de ADN existentes.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

v Identificar y conocer las diferentes formas que el ADN presenta ya sea de manera natural o por medio de cultivos in vitro.

v Observar las estructuras para poder identificar con facilidad las cadenas de D

FUNDAMENTO TEORICO

El ADN es el Ácido DesoxirriboNucleico. Es el tipo de molécula más compleja que se conoce. Su secuencia de nucleótidos contiene la información necesaria para poder controlar el metabolismo un ser vivo. El ADN es el lugar donde reside la información genética de un ser vivo.

Hasta casi la mitad del siglo XX una de las preguntas que mantenía ocupados a los investigadores en el campo de la Biología Molecular y Celular era ¿Qué molécula posee la información genética? La mirada apuntaba principalmente a dos macromoléculas: las Proteínas y el ADN. La molécula de ADN, por ese entonces, parecía demasiado simple para “encargarse” de tamaño tarea, ya que estaba constituida por solo cuatro componentes. El mismo Levene en la década del ´20 había aseverado que, como las muestras de ADN estudiadas poseían proporciones casi iguales de las cuatro Bases nitrogenadas, el ADN debía comportarse como un tetranucleótido, en el cual los ramilletes de a cuatro nucleótidos se repetían a lo largo de la molécula de manera más que monótona. Una molécula tan monótona y repetitiva no se acercaba en lo más mínimo a la idea de una verdadera portadora de la información genética.

Se sabía que la molécula de ADN era muy grande, larga y delgada. Compuesta por nucleótidos que contenían las bases nitrogenadas Adenina, Timina, Citosina y Guanina.

Con todos estos datos, Watson y Crick intentaron construir el modelo de ADN. Para llevar la gran cantidad de información genética el modelo debía considerar dos aspectos fundamentales: ser heterogéneo y variado.

MATERIALES Y METODOS.

La presente investigación se llevo a cabo de 3 días tomando en cuenta las tics y los diferentes libros consultados en la biblioteca del Tecnológico, utilizando una serie de bibliografías.

Para la realización de la investigación, se consulto en 4 diferentes libros en algunos solo se encontraban las formas más comunes como lo son el alfa, beta y gama y en algunos no mencionaba las formas del ADN, solo un libro era el más completo pues en él se encontró 8 diferentes formas, algunas no se encontraron en libros y fue necesario la utilización de la tecnología consultando varios portales.

RESULTADOS.

ADN MONOHEBRA

Se presenta en pocos bacteriófagos sobre todo los más pequeños (ejemplo G4) que pueden adquirir una forma de monohebra ya que se dice que el ADN no se adapta a las reglas de equivalencia.

ADN CON ENROLLAMIENTO PARANÉMICO:

Las dos hélices se pueden separar por traslación, cada hélice tiene segmentos alternantes dextrorsos y sinistrorsos de unas cinco bases. Uno de los principales problemas del modelo de la doble hélice (ADN-B) es el enrollamiento plectonémico.

ADN TRIPLE HÉLICE O ADN-H:

"In vitro" es posible obtener tramos de triple hélice intercalando oligonucleótidos cortos constituidos solamente por pirimidinas (timinas y citosinas) en el surco mayor de una doble hélice. Este oligonucleótido se une a pares de bases A-T y G-C mediante enlaces de hidrógeno tipo Hoogsteen que se establecen entre la T o la C del oligonucleótido y los pares A-T y G-C de la doble hélice. No se sabe la función biológica del ADN-H aunque se ha detectado en cromosomas eucarióticos.

ADN CUADRUPLE:

"In vitro" se han obtenido cuartetos de Guanina (ADN cuádruplex) unidas mediante enlaces tipo Hoogsteen, empleando polinucleótidos que solamente contienen Guanina (G). Los extremos de los cromosomas eucarióticos (telómeros) tienen una estructura especial con un extremo 3' OH de cadena sencilla (monocatenario) en el que se repite muchas veces en tandem una secuencia rica en Guaninas. Se piensa que el ADN cuadruplexo telomérico serviría para proteger los extremos cromosómicos de la degradación enzimática. Ejemplo de secuencia telomérica rica en guaninas (G): 5´P TTGGGTTGGGGTTGGGG...............TTGGGG 3'OH

Cuartetos de Guanina

Además, de las alternativas anteriormente citadas es necesario tener en cuenta que no todos los organismos vivos tienen como material hereditario ADN de doble hélice, algunos virus tienen ADN de hélice sencilla, ARN de una y de doble hélice.

ADN LINEAL O CIRCULAR.

El ADN de varios virus pequeños se encuentra en forma de hélices lineales típicas de dos hebras de igual tamaño. Por otra parte, ciertos DNA presentan roturas inferiores de la cadena sencilla de origen natural. Las roturas que se encuentran en moléculas naturales de bacteriófagos provienen en su mayoría de enlaces fosfodiester rotos, aunque en algunas veces falta un desoxirribonucleico. El ADN del colifago T5 está constituido por una hebra intacta y una hebra complementaria, la cual está formada, en realidad, por cuatro fragmentos complementarios bien definidos.

ADN CURVADO

Las secuencias de DNA con segmentos de 4 a 6 adeninas separados a intervalos regulares de 10 bases producen conformaciones curvadas. Estas curvas son, al parecer, un elemento fundamental para que el ADN pueda interaccionar con proteínas que catalizan procesos tan importantes como la replicación, la transcripción y la recombinación. Las curvas que se inducen por la interacción del ADN con enzimas y otras proteínas como las histonas, no requieren la presencia de secuencia de nucleótidos específicas que son necesarias para que el ADN forme codos en ausencia de proteínas.

ADN DISLOCADO

Las regiones de ADN que presentan simetría de repetición directa pueden formar estructura conocidas como DNA dislocado y desapareado. Estas estructuras se forman mediante el desenroscamiento de la doble hélice y el posterior apareamiento de una copia de la replicación directa con la copia adyacente en la otra cadena. Este realineamiento genera un bucle de cadena sencilla. Puede darse dos formas isómeras distintas de ADN dislocado. La primera genera un bucle con la repetición directa 5´ en ambas cadenas y la otra produce un bucle en el extremo de 3´ de la repetición directa. Se menciona que aunque este tipo de ADN no se ha comprobado se debe a una mutagénesis por corrimiento espontáneo de fase que da lugar a adiciones y deleciones.

ADN CIRCULOS DE DOBLE HEBRA

Muchas moléculas del ADN se encuentran en la naturaleza en forma circular. Algunos casos, el DNA circular se encuentra incluso en formas de círculos eslabonados. La estructura circular es el resultado de la circularización de un DNA lineal hipotético mediante la formación de un enlace fosfodiester entre los extremos 3´y 5´de un polinucleotido lineal. Las estructuras circulares presentan grandes ventajas para el DNA cromosómico, ya que resultan protegidos del ataque de las exonucleasas y se facilita el proceso de la replicación del ADN.

Las primeras sospechas sobre la naturaleza circular del ADN del pequeño fago øX174 aparecieron a partir de estudios que demostraron que no existían extremos polinucleotídicos asequibles para reacción con exonucleasas. Después de demostrarse la naturaleza circular del ADN cromosómico de E. coli se hizo evidente que un gran numero de de tipos de ADN (ej. los de mitocondria, cloroplastos, plásmidos bacterianos y virus de mamíferos) también se encontraba en forma de círculos cerrados. El ADN del bacteriófago λ se encuentra tanto en forma lineal como en forma circular, las cuales son interconvertibles. La circularización del ADN λ es posible debido a la naturaleza complementaria de los extremos 5´monohebra de la forma lineal unida al 3’ transformando el ADN en un círculo cerrado de modo covalente.

El DNA-B:

Características del DNA-B:

Giro de la hélice: dextrógiro
Diámetro de la hélice: 2,37 nm
Del diámetro, 1,1 nm corresponde al par de bases
Vuelta completa (paso de rosca, pitch): 3,54 nm
Nucleótidos por vuelta: 10,4 pb (Watson y Crick propusieron 10)
Separación entre las bases (elevación o rise): 0,34 nm (3,54 / 10,4 = 0,34), que además coincide con el tamaño de van der Waals para un anillo plano.
Rotación (twist) de una base respecto a la siguiente: 34,6º (34,6 x 10,4 = 360º). Si pudiéramos andar por el centro de las hélices, las bases serían claramente los escalones de una escalera de caracol.
Ángulo entre las bases y el eje de la hélice: 88,8º (Watson y Crick propusieron 90º)
Giro propulsor (propeller twist): 16º.
Configuración del nucleótido: C2’ endo anti.
Separación entre los fosfatos consecutivos: 0,7 nm.

ADN -A

Las características del DNA-A (también llamado RNA-11) son:

Giro de la hélice: dextrógiro
Diámetro de la hélice: 2,55 nm
Del diámetro, 1,1 nm corresponden al par de bases, pero no se sitúan sobre el eje como en el DNA-B, dejando un hueco central en el que puede entrar el agua.
Vuelta completa (paso de rosca, pitch) 2,53 nm
Nucleótidos por vuelta: 11 pb (de aquí el nombre de DNA-11)

Left Handed ADN o ADN Z:

Este tipo de ADN, como indicábamos arriba, gira en sentido antihorario. Esta disposición en el giro hace que el ADN adquiera forma de ZIG ZAG, de ahí su nombre. Por cada vuelta de hélice hay 12 pb. El ADN Z se encuentra acompañado de la unión de grupos metilo (-CH3) y juega un rol importante en la regulación de la expresión génica. Generalmente las zonas metiladas del ADN no se transcriben, es así como la distinta disposición del ADN Z en el genoma de una célula intervendrá en forma activa en la diferenciación de la misma.

ADN CIRCULAR ES UNA SUPERHELICE.

Con unas pocas excepciones los ADN circulares de doble hebra poseen una característica topológica intrigante. La estructura circular contiene giros que se denominan superenrollamiento. En principio el ADN lineal puede convertirse en una molécula circular. El ADN circular puede formarse acercando y uniendo, mediante un enlace fosfodiéster, los extremos libres del ADN lineal. Si no se realizan más manipulaciones, el ADN circular resultante estará relajado; es decir, la molécula circular poseerá la estructura termodinámicamente favorecida de la doble hélice lineal (B-ADN), que realiza una vuelta completa de la hélice en aproximadamente 10 pares de bases.

El ADN relajado puede pasar a superhelicoidal dextrógiro o levógiro. El ADN superhelicoidal dextrógiro (negativo) es la forma generalmente presente en la célula, mientras que el levógiro (positivo)puede generarse transitoriamente cuando el ADN se somete a transformaciones catalizadas enzimáticamente (replicación, recombinación, etc.) y también se encuentra presente de forma estable en ciertas especies bacterianas.

Las conformaciones adquiridas por los anillos entrelazados de un ADN circular cerrado se pueden caracterizar formalmente mediante tres parámetros:

El numero de enlaces, L, el número de vueltas de hélice o giro, T y el número de superenrollamiento o vueltas terciarias, W. Estos parámetros están relacionadas por la ecuación L=T +W.

ADN CRUCIFORME

Los dos ADN se presentan generalmente en regiones de ADN no codificadoras y consisten en varios elementos de simetría: las repeticiones invertidas, las repeticiones invertidas completamente simétricas, las repeticiones especulares y las repeticiones directas. Las secuencias de ADN dos pueden distorsionar el apareamiento de las bases y producir variaciones conformacionales tales como uniones, cruciformes, hélice triple y cuádruple y secuencias dislocadas desapareadas. La función biológica de la estructura cruciforme no está completamente establecida. Las repeticiones invertidas están muy extendidas por todo el cuerpo humano y suelen encontrarse cerca de regiones de control de los genes o en los orígenes de replicación del ADN. Esta relación a permitido especular una posible función de las repeticiones invertidas que es actuar como interruptor molecular en los procesos de replicación y transcripción.

La estructura cruciforme se genera a partir de la ruptura de los puentes de hidrogeno entre las cadenas complementarias y la formación de puentes de hidrogeno intracatenarios dentro de la región que contiene la secuencia repetida e invertida

ADN HORQUILLA Y ADN CRUCIFORME

- 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

CONCLUSION.

Esta investigación me sirvió de mucho pues únicamente estaba enterada de las tres formas más conocidas que el ADN presenta, este trabajo a ayudo a darme cuenta que existe una gran variación de formas que se encuentran de forma natural y algunas que son sintetizadas in vitro. Otro punto importante es de cómo algunas estructuras a partir del ADN monohebra se puede llegar a formar ADN circular.

RECOMENDACION

Se recomienda seguir con la recopilación de las variadas formas del ADN ya que la ciencia y la tecnología no es estática, más bien está en constante movimiento es así como pueden seguirse descubriendo una gran cantidad de formas que hasta donde este trabajo abarca quedaría inconcluso en un tiempo determinado.