Transcript Power Point - Biomilenio

Unidad 12
- GEN
- TRANSCRIPCION
- TRADUCCION
EL PRESENTE MATERIAL ES UNA SÍNTESIS QUE NO REEMPLAZA, SINO QUE
COMPLEMENTA, AL RESTO DE LOS MATERIALES
Flujo de Información Genética
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Genoma
Toda secuencia de ADN que puede ser
transcripta y genera un producto con
cierta función celular específica se
denomina gen.
La totalidad de información genética (genes) que posee un individuo o
una especie se denomina genoma.
Existen genes mudos, es decir que no generan productos celulares, porque son
reguladores o son sitios de reconocimiento para algunas proteínas y enzimas y suelen
ser transcriptos pero no traducidos.
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Transcripción
Formación de una cadena de ARNm
complementaria a la cadena “molde” del ADN
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ARNpolimerasa
La ARNpolimerasa
se une a la
secuencia de ADN
llamada Promotor
y cataliza la
formación del
ARNm
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Transcripción en Procariontes
La enzima ARN polimerasa de procariontes consta
de varias subunidades, que componen la enzima
completa u holoenzima. Además, la subunidad sigma
es la que inicia la transcripción. La enzima se une al
ADN en regiones específicas llamadas secuencias
consenso: TATAAT y TTGACA.
La finalización de la transcripción depende de una proteína denominada Rho, que se une
el ARN y llega al extremo 3´ donde lo libera de la ARN polimerasa. La proteína Rho interactúa
con el ARN procarionte, causando su separación del ADN, y finaliza la transcripción.
Existe también una terminación independiente de Rho, por formación de un plegamiento o
bucle que impide el avance de la ARNpolimerasa.
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Transcripción en Eucariontes
Existen tres tipos de ARN polimerasa en eucariontes, todas compuestas por varias
subunidades, que se unen a regiones específicas promotoras: TATAbox, CAAT y CG:
- ARN polimerasa I: transcribe ARNr
- ARN polimerasa II: transcribe ARNm y ARN pequeños
- ARN polimerasa III: transcribe ARNt y algunos ARN pequeños
Las ARN polimerasas se unen a la
secuencia promotora del gen a través de
péptidos llamados Factores de
Transcripción.
La señal de terminación suele ser una secuencia de adeninas (poliadenilación).
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Transcripción en
Procariontes y Eucariontes
TRANSCRIPCIÓN
Características
ARN polimerasa
Secuencias
promotor
PROCARIONTES
EUCARIONTES
Única. Formada por
cinco subunidades
Tres tipos: I, II y III. Formadas
por varias subunidades.
TATAAT y TTGACA
TATA box, CAAT y CG
Unión de la
ARNpol al ADN
Directa: no requiere
factores de
transcripción
Apertura ADN
Realizada por la
ARNpolimerasa
Realizada por la Helicasa
Proteína Rho
Señal de poliadenilación
Finalización
Requiere Factores de
Transcripción (TFI, II y III)
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Maduración del ARNm
En eucariontes, el ARNm transcripto primario es modificado. Se adiciona un
nucleótido 7-metilguanosina trifosfato o Cap en el extremo 5´, que posibilita el
inicio de la traducción, y una secuencia poli-A en el extremo 3´ que protege al
ARNm frente a la degradación. Las secuencias intrón son removidas en el
proceso de “splicing”. En esta eliminación intervienen ribonucleoproteínas que
forman el spliceosoma. El resultado es un ARNm maduro.
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ARN de Transferencia
Existen 31 ARNt distintos en la
célula, que difieren en la región
3´(sitio de unión al aminoácido
correspondiente) y la porción de
tres bases llamada anticodón,
que se unirá al ARNm
Una vez transcripto, el ARNt se pliega sobre sí mismo formando primero una
estructura en forma de hoja de trébol y luego tomando la forma de letra L. esto se
conoce como “procesamiento del ARNt”.
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ARN ribosomal
El ARN ribosomal se une a proteínas
formando los ribosomas.
Cada ribosoma está formado por dos
subunidades: una mayor y otra menor, que
se unirán al ARNm para sintetizar una
proteína. Los sitios A, P y E intervienen en
la unión de aminoácidos y formación de la
proteínas.
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Código Genético
Secuencia de
Secuencia de
Nucleótidos
Aminoácidos
CODÓN
(triplete de
nucleótidos del
ARNm)
ANTICODÓN
(triplete de
nucleótidos del
ARNt)
CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO
- UNIVERSAL: el mismo en todos los seres vivos (salvo pocas excepciones, en bacterias)
- DEGENERADO: varios tripletes distintos codifican un mismo aminoácido (sinónimos)
- NO AMBIGUO: cada triplete especifica a un solo aminoácido, no se producen
. solapamientos en el marco de lectura.
.
. .
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Código Genético
UAA; UAG,
UGA: stop
AUG: inicio
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Traducción
Activación de los aminoácidos
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Etapa de Iniciación
El ARNm se une a la
subunidad menor del
ribosoma por el
extremo 5´.
Se une el primer ARNt
que porta metionina
en eucariontes y
formil-metrionina en
procariontes.
Se incorpora la
subunidad mayor del
ribosoma .
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Etapa de Elongación
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Etapa de Elongación
17
Etapa de Elongación
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Etapa de
Terminación
Una vez terminada la síntesis de
la proteína, los ARNt, las
subunidades ribosomales y el
ARNm pueden ser reutilizados.
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Polirribosomas
Los polirribosomas o polisomas, permiten que un mismo ARNm sea traducido por varios
ribosomas en forma simultánea, obteniéndose varias “copias” de una misma proteína al
mismo tiempo.
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Traducción en Procariontes y
Eucariontes
PROCARIONTES
EUCARIONTES
ARNm policistrónicos: codifican para ARNm monocistrónicos: codifican
varias proteínas (hay varios sitios de
para una sola proteína (hay un solo
inicio de la traducción)
sitio de inicio para la traducción)
La traducción comienza en el codón
AUG (formilmetionina)
La traducción comienza en el codón
AUG (metionina)
El ARNm tiene, previa al codón inicio,
una secuencia que le permite
reconocer y unirse al ribosoma.
El ribosoma se une al ARNm al
reconocer el cap
Las moléculas proteicas “Factores de Iniciación” y “Factores de
Elongación” son diferentes para células procariontes y eucariontes.
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Regulación
de la
Expresión Génica
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Regulación en Procariontes
Operón Lac
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Regulación en Procariontes
Operón Lac
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Regulación en Procariontes
Operón Trp
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Regulación en Procariontes
Operón Trp
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Regulación en Eucariontes
REGULACIÓN
- Factores de Transcripción: proteínas distintas de la
ARNpolimerasa necesarias para iniciar la transcripción.
- Condensación del ADN (Heterocromatina): las regiones
De cromatina que están súper enrolladas no se transcriben.
- Secuencias y proteínas de control de Transcripción:
secuencias de ADN que aumentan o disminuyen la tasa
de Transcripción.
- Metilación: agregado de grupos químicos –CH3 a la citosina.
Cuantos más grupos hay, menor es la posibilidad de expresión.
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Mecanismos de Control a Nivel del ARNm
Los pre-ARNm tienen múltiples intrones por lo que pueden producirse distintos ARNm a
partir de un mismo gen, combinando los sitios de corte 5´y 3´. Esta combinación de exones o
splicing alternativo permite obtener distintos ARNm a partir de un mismo pre-ARNm.
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Mecanismos de Control a Nivel Traducción
Hierro
en
citoplasma
Síntesis
de
Ferritina
X
Disminución
de los niveles
de hierro
Activación
de la
Aconitasa
Bloqueo de la
Traducción
En el citoplasma, la ferritina captura el hierro libre que resulta tóxico para la célula. En
presencia de hierro libre, la ferritina se traduce en los ribosomas y puede cumplir la
función de capturar dicho hierro. Cuando los niveles de hierro son bajos, se activa la
proteína aconitasa, que se une al ARNm de la ferritina impidiendo su traducción
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Mecanismos de Control a Post-traducción
Las chaperonas son
proteínas que acompañan
el plegamiento de las
proteínas. También
transportan polipéptidos
desnaturalizados hasta las
chaperoninas, donde se
pliegan. Las proteínas que
no vuelven a su estructura
normal, serán destruidas
por hidrólisis en los
proteasomas.
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Proteasomas
La ubiquitina es una proteína natural de las células eucariontes. Se une a otras proteínas
“marcándolas” para su destrucción o proteólisis en el proteasoma. De esta forma, se
realiza una regulación de la expresión génica a través de la eliminación o no de proteínas
después de su traducción.
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