Clase 7Clase 7

Del ADN a ProteínasDel ADN a Proteínas

Los mismos dos pasos que se producen Los mismos dos pasos que se producen en todas las proteínasen todas las proteínas::

1) DNA es transcrito a ARN1) DNA es transcrito a ARN Occure en el núcleoOccure en el núcleo ARN se mueve al citoplasmaARN se mueve al citoplasma

2) ARN es traducido a cadenas de 2) ARN es traducido a cadenas de polipéptidos, las cuáles se doblan para polipéptidos, las cuáles se doblan para formar las proteínasformar las proteínas

Pasos del ADN a ProteínasPasos del ADN a Proteínas

Tres Clases de ARNTres Clases de ARN

ARN mensajeroARN mensajero Lleva las instrucciones para la construcción Lleva las instrucciones para la construcción

de la proteínade la proteína

ARN ribosomalARN ribosomal Principal componente de los ribosomasPrincipal componente de los ribosomas

ARN de transferenciaARN de transferencia Entrega los aminoácidos a los ribosomasEntrega los aminoácidos a los ribosomas

Una subunidad del nucleótido de Una subunidad del nucleótido de ARNARN

Grupo Fostato

azúcar(ribosa)

Uracilo (base)

base(uracilo)

Grupo fosfato

azúcar (ribosa)

base(timina)

azúcar (desoxirribosa)

Apareamiento de bases durante la transcripción

ADN

ARN

ADN

ADN

Apareamiento de bases durante la transcripción del ADN

Apareamiento Apareamiento de bases de bases

durante la durante la transcripcióntranscripción

Transcripción y Replicación del Transcripción y Replicación del ADNADN

Como la replicación del ADN:Como la replicación del ADN: Los nucleótidos son agregados en dirección Los nucleótidos son agregados en dirección

5`a 3`5`a 3`

Diferente a la replicación del ADNDiferente a la replicación del ADN Hay pequeñas cadenas moldeHay pequeñas cadenas molde La ARN polimerasa cataliza la adición de La ARN polimerasa cataliza la adición de

nucleótidosnucleótidos El producto es una cadena sencilla de ARNEl producto es una cadena sencilla de ARN

PromotorPromotor

Una secuencia de bases en el Una secuencia de bases en el ADN señala el inicio de un genADN señala el inicio de un gen

Para que la transcripción ocurra, Para que la transcripción ocurra, la ARN polimerasa debe de la ARN polimerasa debe de unirse a un promotorunirse a un promotor

Región promotora

ARN polimerasa, es la enzima que cataliza la transcripción

a La ARN polimerasa inicia la transcripción en la región del promotor en el ADN. Esta reconoce una secuencia de bases localizada cerca de la región del promotor que sirve como molde. Este puede unirse a los nucleótidos de adenina, citosina, guanina y uracilo en la cadena del ARN, en el orden especificado por el ADN.

PromotorPromotor

Nuevo transcripto de ARN

ADN sin desdoblarADN molde desdoblado

Molde del ADN en el sitio seleccionado de la transcripción

b Durante la transcripción, la doble hélice del ADN comienza a desdoblarse en frente de la ARN polimersa. Pequeños segmentos de ARN nuevo se unen brevemente al molde de ADN. Los nuevos segmentos de ARN se desenrrollan del molde y las dos hebras del ADN se unen nuevamente.

Transcripción de GenesTranscripción de Genes

Dirección de la transcripción3´

Crecimiento del transcrito de ARN

5´

5´ 3´

c Qué sucede en el sitio de ensamblaje? La ARN polimerasa cataliza el ensamblaje de ribonucleótidos, uno después de otro, en la cadena de ARN, usando las bases expuestas de ADN como molde. Muchas otras proteínas asisten en este proceso.

Adición de NucleótidosAdición de Nucleótidos

d En un extremo de la región del gen, la última cadena del nuevo transcrito se desenrolla y se libera del ADN molde. Abajo se muestra un modelo para un filamento transcrito ARN

Unidad de transcripción en una cadena de ADN

exón intrón

Transcrito maduro de ARN

Cola de poli-A

cortado cortado

exón exónintrón

cap

Transcripción en el pre-ARNm

Modificación de un transcritoModificación de un transcrito

Transcrito de ARN maduro

5’ 3’

3’

Cola de poli-A

5’

Cortado Cortado

cap

Transcripción del pre- ARNm

Unidad de transcripción en una cadena de ADN

exón intrón exón exónintrón3’ 5’

Stepped Art

Código genéticoCódigo genético

Set de 64 tripletas de Set de 64 tripletas de basesbases

CodonesCodones 61 amino ácidos 61 amino ácidos

específicosespecíficos 3 codones para 3 codones para

detener ladetener la traducción traducción

ADN

ARNm

Codones de ARNm

treonina prolina glutamato glutamato lisina

amino ácidos

Código GenéticoCódigo Genético

Estructura del ARNtEstructura del ARNt

Codón en el ARNm

anticodón

amino ácidos OH

Amino-ácidosSitio de unión

codon in mRNA

anticodon in tRNA

amino acid

Estructura del ARNtEstructura del ARNtCodón de ARNm

Anticodón en el ARNt

Amino ácido

funnel

small ribosomal subunit

large ribosomal subunit

intact ribosome+

RibosomasRibosomas

Túnel

Sub-unidad pequeña del ribosoma

Sub-unidad grande del ribosoma

Ribosoma intacto+

Tres etapas de la traducciónTres etapas de la traducción

IniciaciónIniciación

Elongación Elongación

TerminaciónTerminación

IniciaciónIniciación

El primer ARNt se une a la sub-El primer ARNt se une a la sub-unidad pequeña del ribosoma.unidad pequeña del ribosoma.

El complejo sub-unidad El complejo sub-unidad pequeña/ARNt se une con el pequeña/ARNt se une con el ARNm y se mueve a lo largo de ARNm y se mueve a lo largo de este, hasta encontrar el codón este, hasta encontrar el codón de iniciación AUG.de iniciación AUG.

La sub-unidad grande del La sub-unidad grande del ribosoma se une al complejoribosoma se une al complejo

Sitios de unión Sitios de unión

Sitio de unión para el ARNm

P (primer sitio de unión del ARNt)

A (segundo sitio de unión para el ARNt)

ElongaciónElongación

El ARNm pasa a través de las sub-unidades El ARNm pasa a través de las sub-unidades ribosomales.ribosomales.

El ARNt acarrea los amino ácidos hasta el sitio El ARNt acarrea los amino ácidos hasta el sitio de unión, en el orden específico segun el de unión, en el orden específico segun el ARNm.ARNm.

Los enlaces peptídicos se forman entre los Los enlaces peptídicos se forman entre los amino ácidos y la cadena polipeptídica crece.amino ácidos y la cadena polipeptídica crece.

ElongaciónElongación

amino ácido

1amino ácido

1amino

ácido

2

amino ácido 2

amino ácido

1amino ácido

1

amino ácido

2

amino ácido

2

amino

ácido

3

TerminaciónTerminación

Se llega hasta un codón Se llega hasta un codón de terminación.de terminación.

No existe un ARNt en No existe un ARNt en este anticodóneste anticodón

Factores de liberación Factores de liberación se unen al ribosoma.se unen al ribosoma.

El ARNm y el péptido se El ARNm y el péptido se liberan.liberan.

new polypeptide chain

mRNA

Nueva cadena polipeptídica

ARNm

Sirio de unión del ARNm

P (primer sitio de unión del ARNt)

A (segundo sitio de unión del ARNt)

iniciación

Elongación

Amino ácido 1

Amino

ácido 2

Amino ácido 1 Amino

ácido 2

a Un ARNm maduro deja el nucleo a trevés de los poros nucleares.

c La iniciación termina cuando la sub-unidad pequeña y grande del ribosoma se unen y forman un complejo.

b Iniciación, el primer paso de la traducción del ARNm comienza con la unión del ARNt de iniciación con la sub-unidad pequeña.

d El ARNt de iniciación se une al ribosoma.

e Una de las moléculas del ARNr.

f El primer ARNt es liberado

g Un tercer ARNt se une al siguiente codón.

h El paso f y g se repite

terminación

i Unn codòn de terminación llega al área en la cual se está creando la nueva cadena.

j El polipéptido es liberado del ribosoma.

k Las dos sub-unidades ribosomales se separan.

Qué sucede con la nueva Qué sucede con la nueva cadena polipeptídica?cadena polipeptídica?

Algunas permanecen en el citoplasma.Algunas permanecen en el citoplasma.

Otras entran al retículo endoplasmático y Otras entran al retículo endoplasmático y se mueven a través del sistema de se mueven a través del sistema de citomembranas en donde el péptido es citomembranas en donde el péptido es modificado.modificado.

RepasoRepasogeneralgeneral

Transcripción

Traducción

ARNm ARNr ARNt

ARNm maduro (procesado)

Subunidades ribosomales

ARNt maduro

Mutaciones de genesMutaciones de genes

Sustituciones puntualesSustituciones puntuales

Inserciones Inserciones

DelecionesDeleciones

Sustituciones puntualesSustituciones puntuales

Tripleta de bases originales en la banda del ADN

Durante la replicación, las enzimas hacen la sustitución de la otra base.

Una base ha sido sustituida dentro de la tripleta (rojo)

Sequencia original, no mutada.

Una mutación en un gen

Posibles resultados:

o

TERONINA PROLINA GLUTAMATO GLUTAMATO LISINA

THREONINE PROLINE VALINA GLUTAMATE LYSINE

THREONINE PROLINE GLICINA ARGININE

Parte del molde de ADN

ARNm transcrito a partir del ADN

Sequencia de amino ácidos resultante

Base sustituida en el ADN

ARNm alterado

altered amino acid sequence

Deleción en el ADN

altered mRNA

altered amino acid sequence

Mutaciones de cambio de encuadreMutaciones de cambio de encuadre

TERONINA PROLINA GLUTAMATO LISINA

TERONINA PROLINA ARGININA

Sequencia de amino ácidos alterada

ARNm alterado

Sequencia de amino ácidos alterada

Tasa de mutación Tasa de mutación

Cada gen tiene su tasa de mutación Cada gen tiene su tasa de mutación característica.característica.

En promedio los eucariotas tienen entre En promedio los eucariotas tienen entre 1010-4-4 y 10 y 10-6-6 por gen por generación por gen por generación

Solo las mutaciones que se dan en la Solo las mutaciones que se dan en la línea germinal pueden pasar a la siguiente línea germinal pueden pasar a la siguiente generación.generación.

MutágenosMutágenos

Radiaciones ionizantes (rayos X)Radiaciones ionizantes (rayos X)

Radiaciones no – ionizantes (UV)Radiaciones no – ionizantes (UV)

Químicos sintéticos y naturales.Químicos sintéticos y naturales.