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テ,IDOS NUCLEICOS


Los investigadores utilizan la cristalografía de rayos X para determinar la estructura tridimensional de macromoléculas como los ácidos nucleicos y las proteínas. En esta figura examinaremos el modo en que los investigadores de la Universidad de California, en Riverside, determinaron la estructura de la proteína ribonucleasa, una enzima cuya función implica la unión a una molécula de ácido nucleico. Los investigadores dirigen un haz de rayos X a través de la proteína cristalizada. Los átomos del cristal difractan (desvían) los rayos X en una disposición ordenada. Los rayos X difractados son expuestos a una placa fotográfica y se produce un patrón de puntos conocido como patrón de difracción de rayos X.


Photographic film Diffracted X-rays X-ray source

X-ray beam

Crystal

X-ray diffraction pattern


Utilizando información a partir de los patrones de difracción de rayos X, al igual que la secuencia de aminoácidos determinada por métodos químicos, los científicos construyen un modelo computarizado tridimensional (3D) de la proteína, como este modelo de la proteína ribonucleasa (violeta) unido a una cadena corta de ácido nucleico (verde)


Nucleic acid

X-ray diffraction pattern

3D computer model

Protein


DNA

Synthesis of mRNA in the nucleus mRNA

NUCLEUS CYTOPLASM

mRNA Movement of mRNA into cytoplasm via nuclear pore

Ribosome

Synthesis of protein

Polypeptide

Amino acids


5′ end

Nucleoside Nitrogenous base

Phosphate group Nucleotide 3′ end

Polynucleotide, or nucleic acid

Pentose sugar


Nitrogenous bases Pyrimidines

Cytosine C

Thymine (in DNA) Uracil (in RNA) U T Purines

Adenine A

Guanine G

Pentose sugars

Deoxyribose (in DNA) Nucleoside components

Ribose (in RNA)


5′ end

3′ end Sugar-phosphate backbone Base pair (joined by hydrogen bonding) Old strands Nucleotide about to be added to a new strand

5′ end

New strands

5′ end

3′ end 5′ end

3′ end


Sugar–phosphate backbone

Nitrogenous bases

5′ end

Thymine (T)

Adenine (A)

Cytosine (C)

Phosphate Sugar (deoxyribose) 3′ end

DNA nucleotide

Guanine (G)


Rosalind Franklin

Franklin’s X-ray diffraction photograph of DNA


1 nm 3.4 nm

0.34 nm Key features of DNA structure


5′ end Hydrogen bond

3′ end

3′ end 5′ end Partial chemical structure


Space-filling model


5′ end Hydrogen bond

3′ end

1 nm 3.4 nm

3′ end 0.34 nm Key features of DNA structure

5′ end Partial chemical structure

Space-filling model


Purine + purine: too wide

Pyrimidine + pyrimidine: too narrow

Purine + pyrimidine: width consistent with X-ray data


Sugar

Adenine (A)

Sugar Thymine (T)

Sugar Sugar

Guanine (G)

Cytosine (C)


Sugar

Sugar Adenine (A)

Thymine (T)


Sugar

Sugar

Guanine (G)

Cytosine (C)


ADN de un cromosoma eucariota de un huevo de salamandra en desarrollo


Empaquetamiento del ADN en eucariotas Cromatina y cromosomas


2 nm DNA double helix Histones

Histone tails Histone H1

Linker DNA (“string”)

Nucleosome (“bead”)

Nucleosomes (10-nm fiber)

10 nm


Nucleosoma fibra de 10nm 

Las moléculas de ADN y de histonas forman cuentas en un collar, la fibra de cromatina extendida que se observa durante la interfase. Un nucleosoma tienen ocho moléculas de histona con el extremo amino (cola) de cada proyección hacia fuera. Un tipo de histona diferente, la H1 puede unirse al ADN cerca de un nucleosoma, donde ayuda a compactar más a la fibra de 10 nm.


30 nm

Nucleosome 30-nm fiber


Fibra de 30 nm ď‚ž

El collar de nucleosomas se enrolla para formar una fibra de cromatina que tienen 30nm de diĂĄmetro (no se muestran las colas). Esta forma se observa tambiĂŠn durante la interfase


Protein scaffold

Loops 300 nm

Looped domains (300-nm fiber)

Scaffold


Dominios de bucle (fibras de ď‚ž

Durante la profase se produce un plegamiento adicional de la fibra de 30nm en dominios en forma de bucle para formar una fibra de 300 nm. Los bucles se adhieren a un andamio de proteĂ­nas distintas de las histonas.


700 nm

1,400 nm

Metaphase chromosome


Cromosoma en la metafase 

La cromatina se pliega aún más y origina el cromosoma con compactación máxima que se observa en la metafase. Cada uno de éstos consta de dos cromátidas.


TIPOS DE ARN


LE 17-3-2

TRANSCRIPTION

DNA

mRNA Ribosome Prokaryotic cell Polypeptide

Prokaryotic cell


LE 17-3-5

DNA

TRANSCRIPTION

mRNA Ribosome TRANSLATION Polypeptide

Prokaryotic cell

Nuclear envelope

DNA

TRANSCRIPTION

Pre-mRNA

RNA PROCESSING

mRNA

Ribosome TRANSLATION Polypeptide

Eukaryotic cell


LE 17-4

Gene 2 DNA molecule Gene 1 Gene 3

DNA strand (template)

5′

3′

TRANSCRIPTION

mRNA

5′

3′ Codon

TRANSLATION

Protein Amino acid


LE 17-10

5′ Exon Intron Pre-mRNA

Exon

Intron

Exon

3′

5′Cap

Poly-A tail

1

30

31 Coding segment

104

105

146

Introns cut out and exons spliced together Poly-A tail

5′Cap 5′ UTR

1

146

3′ UTR


LE 17-11-2

Spliceosome

5′

Spliceosome components Cut-out intron mRNA 5′

Exon 1

Exon 2


LE 17-13

Amino acids

Polypeptide

tRNA with amino acid attached Ribosome

tRNA Anticodon

Codons

5′ mRNA

3′


LE 17-14a 3′ Amino acid attachment site 5′

Hydrogen bonds

Anticodon Two-dimensional structure Amino acid attachment site

5′ 3′

Hydrogen bonds

3′ Anticodon Three-dimensional structure

5′ Anticodon

Symbol used in this book


LE 17-26 TRANSCRIPTION

DNA

3′

5′

RNA polymerase

RNA transcript RNA PROCESSING

Exon RNA transcript (pre-mRNA) Intron Aminoacyl-tRNA synthetase NUCLEUS

CYTOPLASM

FORMATION OF INITIATION COMPLEX

Amino acid

AMINO ACID ACTIVATION

tRNA

mRNA

Growing polypeptide

Activated amino acid

3′

A P E

Ribosomal subunits

5′

TRANSLATION E

A

Codon Ribosome

Anticodon


FUENTES: s.m, CAMPBELL REECE

Ácidos nucleicos 14  

composición y estructura

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