1. De los compuestos que aparecen representados en la figura decir:

a. ¿Qué clase de compuestos son?: [image]

El primer compuesto corresponde a la Adenosina, que es un nucleósido (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

El segundo compuesto corresponde a TMP, que es un nucleótido, los nucleótidos son los monómeros a partir de los cuales se construyen las cadenas de ácido nucleico (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

Están formados por pirimidinas, que son moléculas más pequeñas, que consisten en un solo anillo; y las purinas, que son más grandes y constan de dos anillos.

• Los RNA contienen dos purinas diferentes, adenina y guanina, y dos pirimidinas diferentes, citosina y uracilo.
• En el DNA, el uracilo se reemplaza por timina, una pirimidina con un grupo metilo adicional unido al anillo (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

1. De los compuestos que aparecen representados en la figura decir:

b. ¿Por qué moléculas están formados?: [image]

Los nucleósidos se forman por un azúcar y la base nitrogenada, de modo que los nucleótidos de una cadena de RNA también se conocen como ribonucleósidos monofosfatos (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

• Los nucleótidos 3′ y 5′ son nucleósidos con un grupo fosforilo en el grupo 3′- o 5′-hidroxilo del azúcar, respectivamente (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).
• Los grupos fosforilo adicionales, ligados por enlaces anhídrido de ácido al grupo fosforilo de un mononucleótido, forman nucleósido difosfatos y trifosfatos (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

Los nucleótidos se forman por un azúcar de cinco carbonos, ribosa; una base nitrogenada (llamada así porque los átomos de nitrógeno forman parte de los anillos de la molécula), y un grupo fosfato.

• Los nucleótidos del ARN contienen el azúcar ribosa, que tiene un grupo hidroxilo unido al segundo átomo de carbono, los nucleótidos del DNA contienen el azúcar desoxirribosa, que tiene un átomo de hidrógeno en lugar de un grupo hidroxilo unido al segundo átomo de carbono.
• Cada nucleótido está polarizado, tiene un extremo 5’ (que corresponde al lado 5’ del azúcar) y un extremo 3’ (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

1. De los compuestos que aparecen representados en la figura decir:

c. ¿Qué enlaces unen esas moléculas?: [image]

• Enlace N-glicosídico: es el enlace entre la base nitrogenada y la ribosa en los nucleósidos, formado entre el carbono 1' de la ribosa y el nitrógeno 9 de la adenina o el nitrógeno.
• Enlaces anhídridos de ácido: colocan grupos fosforilo adicionales enlazados al primero, formando nucleósido difosfatos y trifosfatos.
• Enlace fosfoéster: une el grupo fosfato al azúcar (pentosa) en los nucleótidos (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

2. A partir de la siguiente secuencia

5´ ATT CCA CCT CCC TAT ATA ACT GGT GCT AAA CGT 3´

3´ TAA GGT GGA GGG ATA TAT TGA CCA CGA TTT GCA 5´

a. Realice la síntesis de primers (9pb).

Primer forward (5' a 3'):

5´ ATT CCA CCT 3´

Primer reverse (5' a 3'):

5´ ACG TTT AGC 3´ (Riveroll, 2022)

2. A partir de la siguiente secuencia

5´ ATT CCA CCT CCC TAT ATA ACT GGT GCT AAA CGT

3´ 3´ TAA GGT GGA GGG ATA TAT TGA CCA CGA TTT GCA 5´

b. Realice la síntesis del DNA.

Cadena por sintetizar

5´ ATT CCA CCT CCC TAT ATA ACT GGT GCT AAA CGT 3´

Cadena obtenida y complementaria:

3´ TAA GGT GGA GGG ATA TAT TGA CCA CGA TTT GCA 5´

(Riveroll, 2022)

Los niveles de organización de la cromatina son:

1° nivel: corresponde al DNA de doble cadena helicoidal, con 2 nm de diámetro.

2° nivel: el DNA desnudo se asocia con 8 histonas, envolviéndose, formando los nucleosomas. Cada nucleosoma consiste en un octámero de histonas en el cual el DNA se enrolla 1,65 veces. Cada nucleosoma consta de 146 pares de bases de DNA enrollados alrededor de un octámero de histonas (dos copias de H2A, H2B, H3 y H4).

3° nivel: se conforma los cromatosoma, que consisten en un nucleosoma más la histona H1.

4° nivel: Los cromatosoma, se enrolla y se organizan en Fibras de 30 nm. Estas fibras se pliegan y forman fibras de 300 nm de espesor, que se comprimen y forman fibras más compactas.

5° nivel: Cuando las células se preparan para la mitosis, las asas se compactan aún más en los cromosomas mitóticos de 1400 nm de espesor (Iwasa & Marshall, 2019; Rojas & Milán, 2016).

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4. ¿Qué condiciones físicas conducen a la desnaturalización del DNA?

Definición

La desnaturalización del DNA se refiere al proceso en el cual la doble hélice, estructura bicatenaria de DNA, se separa en hebras individuales debido a la ruptura de los enlaces de hidrógeno y no covalentes debiles que mantienen unidas las bases complementarias.

Las dos pilas de bases no sólo se separan, sino que las bases mismas se desapilan mientras que aún están conectadas en el polímero por el esqueleto fosfodiéster.

4. ¿Qué condiciones físicas conducen a la desnaturalización del DNA?

Las condiciones físicas que pueden conducir a la desnaturalización del DNA son esencialmente los siguientes:

1. Aumentar la temperatura: Las cadenas de una molécula de DNA dada se separan en un rango de temperatura. El punto medio se denomina temperatura de fusión, o Tm (Tm, melting temperature).

• La Tm está influida por la composición de bases del DNA y por la concentración de sal de la solución. El DNA rico en pares G-C, que tienen tres enlaces de hidrógeno, se fusiona a una temperatura más alta que en el que predomina pares A-T, que tienen dos enlaces de hidrógeno.
• Un aumento de 10 veces de las cifras de catión monovalente incrementa la Tm 16.6°C. Si se adiciona formamida las cadenas de DNA o los híbridos de DNA-RNA se separan a temperaturas mucho más bajas, y se minimiza la rotura de enlaces fosfodiéster que puede ocurrir a temperaturas más altas.
• El progreso de desnaturalización térmica (o fusión del DNA) usualmente se controla siguiendo el aumento en la absorbancia de la luz ultravioleta por el DNA disuelto.

2. Cambio en el pH: pH en extremos, muy ácidas o alcalinas, afectan la carga y la estructura de las bases nitrogenadas del DNA, afectando la estabilidad de los enlaces de hidrógeno.

3. Alta concentración de sales: altas concentraciones de sales como el cloruro de sodio (NaCl) pueden interferir con las interacciones electrostáticas que estabilizan la estructura de doble hélice al modificar la Tm.

5. Organice los términos siguientes de forma jerárquica de menor a mayor:

a. genoma

b. cromosoma

c. par de bases

d. gen

c. Par de bases: Es la unidad más pequeña de la estructura del DNA, consistente en dos bases nitrogenadas que son complementarias unidas por enlaces de hidrógeno:

• Adenina (A) se combina con timina (T).
• Guanina (G) se combina con la citosina (C)

d. Gen: la unidad básica de la herencia es un segmento de DNA que contiene toda la información necesaria para sintetizar un polipéptido (proteína) o una molécula de RNA funcional.

b. Cromosoma: estructura organizada y compactada de DNA que contiene muchos genes, secuencias reguladoras y estructurales. En humanos, cada célula tiene 23 pares de cromosomas.

a. Genoma: conjunto completo de material genético de un organismo, cromosomas haploides (monocatenarios), totalidad del DNA contenido en todas las células de un organismo (Padiath, 2023).

6. Definir la función de los siguientes componentes de la replicación:

a. DNA ligasa

a. DNA ligasa: enzima que sella los fragmentos de DNA (fragmentos de Okazaki) en una hebra continua (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

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6. Definir la función de los siguientes componentes de la replicación:

b. Primasa

b. Primasa: es una enzima, tipo de RNA polimerasa, que ensambla los cebadores (iniciadores, primers) de RNA cortos que comienzan la síntesis de cada fragmento Okazaki de la cadena rezagada (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

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6. Definir la función de los siguientes componentes de la replicación:

c. Helicasa

c. Helicasa: es una enzima que desenrolla el dúplex de DNA (o RNA), en esta reacción la energía liberada por la hidrólisis del ATP se utiliza para romper los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas las dos cadenas (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

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6. Definir la función de los siguientes componentes de la replicación:

d. Fragmentos de Okazaki

d. Fragmentos de Okazaki: corresponden a pequeños segmentos de DNA que se unen rápidamente a piezas más largas, que se han sintetizado previamente, para formar la hebra retrasada (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

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6. Definir la función de los siguientes componentes de la replicación:

e. Telomerasa

e. Telomerasa:  es una enzima que agrega nuevas unidades repetidas de DNA al extremo 3’ de la cadena saliente de un telómero, es una transcriptasa inversa que sintetiza DNA usando una plantilla de RNA.

Es un complejo que contiene plantillas de RNA de múltiples subunidades vinculado con DNA polimerasas dependientes de RNA virales (transcriptasas inversas), es la enzima que se encarga de la síntesis de telómero y, de este modo, de mantener la longitud del mismo (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

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7. ¿Qué tipo de lesiones originan en el DNA los siguientes agentes?

a. Rayos U.V.

Rayos U.V:

• Formación de dímeros de pirimidina.
• Formación de sitios apurínicos o apirimidínicos por eliminación de bases correspondientes.
• Formación de roturas monocatenarias o bicatenarias o entrecruzamiento (cross-linking) de cadenas de DNA (Bender et al., 2016).

7. ¿Qué tipo de lesiones originan en el DNA los siguientes agentes?

b. Derivados nitrosos

Derivados nitrosos:

• Las nitrosaminas, que son potentes carcinógenos, son subproductos del humo del tabaco y también se encuentran en las carnes en conserva.
• Las N-nitrosaminas se han relacionado con el desarrollo de cáncer de esófago, estómago y nasofaringe, ya que forman aductos covalentes con el C8 o N2 de la guanina, y el N6 de la adenina.
• Generan estrés oxidante que da lugar a la lesión de la 8-hidroxiguanina, todo lo cual contribuye significativamente a la rotura de la cadena y a la carcinogénesis oral (Rojas et al., 2024).

7. ¿Qué tipo de lesiones originan en el DNA los siguientes agentes?

c. Hidrólisis espontánea

Hidrólisis espontánea

• Desaminación: donde la citosina (C), la adenina (A), la guanina (G) y la 5-metil citosina (5mC) en el DNA pierden su amina exocíclica para convertirse en uracilo (U), hipoxantina, xantina y timina (T), respectivamente. Es la pérdida de un grupo amino de una base nitrogenada. Esto puede convertir una citosina en uracilo.
• Apurinación: es la pérdida de una purina (adenina o guanina) de la cadena de ADN. Esto deja un hueco en la cadena que puede distorsionar la estructura del ADN y afectar la replicación.
• Perdida de bases: causa roturas en la cadena simple de ADN. (Andrés, 2019)

7. ¿Qué tipo de lesiones originan en el DNA los siguientes agentes?

d. Agentes alquilantes

Agentes alquilantes:

• Los agentes alquilantes exógenos se producen principalmente a partir de componentes dietéticos, humo de tabaco, combustión de biomasa, procesamiento industrial y agentes quimioterapéuticos (ciclofosfamida), azufre y las mostazas nitrogenadas, estos reaccionan con el DNA y generan lesiones mutagénicas y carcinogénicas.
• Estos agentes provocan reacciones que bloquean la actividad metabólica del DNA y estas propiedades se han explotado en su uso como agentes quimioterapéuticos alquilantes (Rojas et al., 2024).

8. Definir los siguientes términos:

a. Telómero

a. Telómero: corresponde a un tramo inusual de secuencias de DNA repetidas (repeticiones ricas en TG cortas), que forma una “tapa” en cada extremo de un cromosoma (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

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8. Definir los siguientes términos:

b. Intrón

b. Intrón: corresponde a las partes de un gen dividido, corresponden a secuencias intrónicas o interventoras, que son secuencias interpuesta no codificadoras (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

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8. Definir los siguientes términos:

c. Exón

c. Exón: corresponde a las partes de un gen dividido que contribuyen a un producto de RNA maduro. Algunos exones son codificantes, es decir que contienen información para producir una proteína, mientras que otros no son codificantes (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

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8. Definir los siguientes términos:

d. Poliadenilación

d. Poliadenilación: crresponde a la adición de una cadena de adenina (A) en forma de cola poli(A) en el extremo 3' del ARN mensajero, durante la maduración del ARNm (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

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8. Definir los siguientes términos:

e. Splicing

e. Splicing: corresponde al proceso en el que los intrones, secuencias no codificantes, son eliminadas y los exones, secuencias codificantes, son unidas aleatoriamente para formar un ARNm funcional y maduro.

Este proceso permite la generación de múltiples proteínas a partir de un solo gen (Bender et al., 2016; Iwasa & Marshall, 2019).

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1. Andrés, I. (2019). Replicación y reparación del genoma. Replicación y reparación del genoma: Bioquímica 1° Medicina. https://ocw.unican.es/pluginfile.php/414/course/section/207/Tema12_replicacion.pdf
2. Bender, D., Botham, K., Weil, A., Rodwell, K., & Rodwell; Victor. (2016). Harper: Bioquímica ilustrada (30a ed., Vol. 1). McGraw Hill Education.
3. Iwasa, J., & Marshall, W. (2019). Karp: Biología Celular y Molecular (8a ed., Vol. 1). Mc Graw Hill Education.
4. Padiath, Q. (2023). Generalidades sobre la genética. Manual MSD: Versión para profesionales. https://www.msdmanuals.com/es-ec/professional/temas-especiales/principios-generales-de-la-gen%C3%A9tica-m%C3%A9dica/generalidades-sobre-la-gen%C3%A9tica
5. Riveroll, F. (2022). Diseño De Primers Para PCR. Hugo & PaperMod. https://friveroll.github.io/posts/dise%C3%B1o-de-primers-para-pcr/
6. Rojas, M., López, N., González, A., Bizarro, P., Cervantes, M., Casarrubias, B., & Fortoul, T. (2024). La importancia de evaluar el daño al DNA. Revista de la Facultad de Medicina (México), 67(1). https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0026-17422024000100008
7. Rojas, M., & Milán, R. (2016). Los límites entre la histología y la bioquímica: observando al núcleo celular. Revista de la Facultad de Medicina, 59(1). https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0026-17422016000100045