Bases Físicas de la Herencia
description
Transcript of Bases Físicas de la Herencia
![Page 1: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/1.jpg)
![Page 2: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/2.jpg)
![Page 3: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/5.jpg)
Temin Modificaciones del "Dogma Central de la Biología Molecular"
![Page 6: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/6.jpg)
![Page 7: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/9.jpg)
Bases Físicas de la Herencia
![Page 10: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/10.jpg)
Estructura del DNA
![Page 11: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/11.jpg)
Uniones entre bases
![Page 12: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/13.jpg)
Hipótesis replicación DNA
![Page 14: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/14.jpg)
La Helicasa desenrolla la molécula
Las proteínas de unión a cadena sencilla
estabilizan el ssDNA
La Primasa inicia la replicación con RNA La DNA polimerasa extiende el nuevo DNA La segunda DNA polimerasa remueve el RNA
La DNA ligasa une todos los fragmentos
La Replicación del DNA es simple, pero requiere un gran grupo de enzimas y proteínas:
Replicación del DNA
![Page 15: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/15.jpg)
1) Topoisomerasa:desenrrolla2) Helicasa: abre3) Cebador de RNA:Reconoce 3´ (sintetizadopor RNA primasa)4) DNA Polimerasa:adhiere5) Ligasa: une6) Okasaki: fragmentosque se sintetizan encadena rezagada
Síntesis de DNA (5´a 3´)
![Page 16: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/19.jpg)
Replicación del DNA
![Page 20: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/20.jpg)
• Replicación: continua (cadena adelantada) y discontinua (cadena
retrasada)•Discontinua
•Cebador (pequeño RNA 2-60 nucleótidos añadido por la primasa o RNA pol que provee 3’ OH)•Fragmento de Okazaki por DNA pol III (1500 bp en procariotas y 150 en eucariotas)•Pol I elimina cebador 3’ -> 5’ y llena huecos (gap)•Ligación (DNA ligasa, enlace fosfodiéster)
Replicación del DNA
![Page 21: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/22.jpg)
•Enzimas que sintetizan (replican) el DNA
• E. coli • DNA polimerasa I (rellena huecos y repara)• DNA polimerasa II y III (función principal en la
síntesis)• Añade bases en ambas cadenas en la dirección 5’
3’ • Requiere un 3’ OH final
• Eucariotes • 5 polimerasas
• y principal en replicación• , y exonucleasas
• Corrección de pruebas: actividad 3’ 5’ exonucleotídica. Sustituye bases mal emparejadas por correctas
Replicación del DNA
![Page 23: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/24.jpg)
Existen las dos formas de replicación:
En general, es Bidireccional:• genomas bacterianos• cromosomas de células eucariotas
• en el ADN mitocondrial• en algunos virus
![Page 25: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/26.jpg)
![Page 27: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/28.jpg)
TRANSCRIPCION
• El proceso mediante el cual la información almacenada en el DNA se recupera mediante la síntesis de RNA dependiente de un molde.
![Page 29: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/29.jpg)
REPLICACION Y TRANSCRIPCION
SIMILITUDES• Se utilizan nucleótidos trifosfatados
• El crecimiento de la cadena va en dirección 5’3’
DIFERENCIAS• Solo se transcribe una hebra de DNA
• Solo una pequeña fracción del genoma es transcito
![Page 30: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/30.jpg)
TRANSCRIPCIÓN• Función: la formación del transcrito de RNA mediante la
catálisis de la unión de nucleótidos libres a la cadena molde del DNA formando una monohebra de RNA.
• Propiedades que hacen posible la síntesis del transcrito de RNA
1. COMPLEMENTARIEDAD DE BASES ENTRE DNA Y RNA: A-U, C-G, G-C, T-A
2. UNIÓN DE PROTEÍNAS ESPECIFICAS AL DNA (RNA Polimerasa y otras proteínas que actúan como factores de transcripción).
![Page 31: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/31.jpg)
Propiedades del RNAUna cadena, no doble hélice. Apareamiento
intramolecular -> RNA contorsionista molecularAzúcar ribosa (OH en el carbono 2’)Esqueleto azúcar-fosfato en posiciones 5’-3’ del
azúcar como DNAUracilo en vez de Timina, se empareja con
Adenina, y también con Guanina cuando se pliega (no en la transcripción).
Catalizador biológico -> Ribozima
![Page 32: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/32.jpg)
RNA (Acido Ribonucleico)
• Tipos mas importantes:
– mRNA Se sintetiza a partir de DNA y se utiliza como molde para la síntesis proteica en ribosomas
– rRNA Compone los ribosomas que se encargan de la síntesis de proteínas
– tRNA Se une a los aminoácidos y los transporta al ribosoma para la síntesis de proteínas
![Page 33: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/33.jpg)
ORIENTACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN
![Page 34: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/36.jpg)
TRANSCRIPCION EN PROCARIOTES
• En procariotes una sola RNA pol cataliza la síntesis de las tres clases de RNA
• La RNA pol cataliza la reacción de transcripción a una velocidad aprox. 50 nucleótidos/s
• En E. coli hay aprox. 3000 moléculas de RNA pol
• Una vez la RNA pol se une a un molde de DNA e inicia la transcripción rara vez se disocia hasta que llega a una señal de terminación
![Page 37: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/38.jpg)
Etapas de la transcripción •Iniciación: Secuencias promotoras (se une la RNA polimerasa) Procariotas: Secuencias consenso Pribnow (-10 pb aguas arriba) y región -35 pb
![Page 39: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/39.jpg)
Etapas de la transcripción •Iniciación:
• Secuencias promotoras (se une la RNA polimerasa) • Procariotas: Secuencias consenso Pribnow (-10 pb
aguas arriba) y región -35 pb
• Eucariotas: Caja TATA (-25 pb) y CAAT (-70 pb)
![Page 40: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/40.jpg)
Etapas de la transcripción…
•Elongación: • 5’->3’• Enrollamiento aguas arriba (5’) y desenrollamiento aguas
abajo (3’) del DNA
•Terminación:• Dependiente del factor Rho• Independiente de Rho
![Page 41: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/41.jpg)
Terminación: mecanismo intrínseco -> DNA
Palíndrome, estructura tallo-bucle
Región 3’ no traducida de ~ 40 bases (3’UTR)
![Page 42: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/42.jpg)
TERMINACION DEPENDIENTE DEL FACTOR
![Page 43: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/43.jpg)
TRANSCRIPCION EN EUCARIOTAS• Es un proceso de mucha discriminación (según el tejido o
etapa del desarrollo serán los genes que se van a transcribir)
• La maquinaria de la transcripción debe tener en cuenta la compleja estructura de la cromatina eucariota
• Requiere de varios tipos de RNA polimerasas
• La RNA polimerasa requiere de factores adicionales llamados factores de transcripción para iniciar la transcripción
• Tiene que haber un procesamiento complejo del mRNA que permita escindir los intrones del mensaje y transportar la molécula al citoplasma
![Page 44: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/44.jpg)
RNAs Polimerasa en Eucariotas• 1- Existen tres tipos de RNA polimerasa
La I, la II y la III
• RNA polimerasa I, 13 subunidades. Se localiza en el núcleo y en el nucleolo. -> Síntesis de rARN 45S.
• RNA polimerasa II, 12 subunidades. Se localiza en el nucleoplasma. -> Síntesis de los hnRNA (transcrito primario), los precursores de los mRNA.
• RNA polimerasa III, 17 subunidades. Se localiza en el nucleoplasma. -> Síntesis rRNA 5S y tRNA.
Transcripción Eucariotas
![Page 45: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/45.jpg)
Transcripción Eucariotas
![Page 46: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/46.jpg)
Transcripción Eucariotas
![Page 47: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/47.jpg)
• Exón: secuencia codificante• Intrón: secuencia no codificante entre dos exones
Estructura del gen eucariotico
![Page 48: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/48.jpg)
![Page 49: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/49.jpg)
![Page 50: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/50.jpg)
Diferencias eucariotas - procariotas
![Page 51: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/51.jpg)
Diferencias eucariotas - procariotas
Característica Procariota Eucariota
Promotor Cajas y zona operadora Solo cajas
Cistrón Policistrones Monocistrones
RNA polimerasa una sola, con 5 subunidades distintas 3 RNA polimerasas.
EstabilizaciónEl RNA recién transcrito, no tiene.
Contiene, al comienzo de la cadena, 7-metil-guanosina o CAP, y al final de la cadena, una secuencia poli A.
Comienzo RNA pol, se autoacopla al promotor
RNA pol, necesita la presencia de proteínas de iniciación, que se unan antes que ella al ADN.
Intrones No tiene Tiene y se eliminan mediante splicing (corte y empalme).
Lugar de acción Inmediatamente, al ser creado En el citoplasma.
![Page 52: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/52.jpg)
El “dogma” central revisado
![Page 53: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/53.jpg)
Transcripción inversa
![Page 54: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/54.jpg)
Traducción Proceso por el que la secuencia de nucleótidos de un mRNA determina la estructura primaria de una proteína•Aparato decodificador -> Secuencia primaria de polipéptido
Ribosomas (rRNA + proteínas): lugar de síntesistRNA: Portador de aminoácidosmRNA: Portador del mensaje cifradoFactores adicionales: IF, EF, RF, enlaces fosfatos
•Separación componentes mediantes centrifugación en gradiente de sacarosa (velocidad de sedimentación, S-Svedberg-)
95% RNA total
![Page 55: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/55.jpg)
Ribosoma
![Page 56: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/56.jpg)
![Page 57: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/57.jpg)
![Page 58: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/58.jpg)
![Page 59: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/59.jpg)
tRNA: la molécula adaptadora
![Page 60: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/60.jpg)
![Page 61: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/61.jpg)
tRNA•Región específica (anticodón) que se une a mRNA (codón)•tRNAs son muy semejantes. 80 nc. Bases raras.•Lazoz T, lazo anticodón y lazo dihidroU•Carga del aminoácido: Aminoacil tRNA, enlace ~P
• Aminoacil tRNA sintetasa específica para cada aa (20) • ATP• Unión aa extremo 3’OH del tRNA• Algunas tRNA reconoce > 1 codón: tambaleo
Aa + ATP -> aa ~P – adenosina + tRNA -> aa~tRNA +adenosina+P
•Durante la síntesis se reconoce el tRNA (su anticodón) y no el aminoácido (Experimento de Chapeville)
![Page 62: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/62.jpg)
![Page 63: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/63.jpg)
![Page 64: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/64.jpg)
![Page 65: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/65.jpg)
![Page 66: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/66.jpg)
![Page 67: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/67.jpg)
![Page 68: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/68.jpg)
![Page 69: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/69.jpg)
![Page 71: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/71.jpg)
![Page 72: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/72.jpg)
Resumen•Requiere mucha energía (90%) Un enlace peptídico requiere: 2 ATP carga 2 tRNA, 1 GTP (tRNA en sitio A), 1GTP (translocación)• Procariotas:• Acoplamiento transcripción – traducción• Más de un gen por mRNA: mensajeros policistrónicos. Vel síntesis:
300 aa/20 segundos• Eucariotas: No acoplamiento, mensajeros no policistrónicos. Vel
síntesis: 30 aa/2,5 minutos• Muchos ribosomas se encuentran en un mRNA (polisoma o
poliribosoma)• Proteínas de membrana: péptido señal• Aminoácidos N-terminal (10-20) + partícula reconocimiento señal
(SRP)• Se une ribosoma a una proteína de atraque de la membrana• Eliminación del péptido señal
Traducción
![Page 73: Bases Físicas de la Herencia](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022033008/568165af550346895dd89dd0/html5/thumbnails/73.jpg)
Existen las dos formas de replicación:
En general, es Bidireccional:• genomas bacterianos• cromosomas de células eucariotas
En algunos casos es Unidireccional, ej: • en el ADN mitocondrial• en algunos virus