LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE...
Transcript of LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE...
![Page 1: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/1.jpg)
LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNES
1er Batxillerat
![Page 2: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/2.jpg)
La duplicació del DNA i la biosíntesi de les proteïnes
● La duplicació del DNA. Investigacions i propietats.
● Mecanismes de la duplicació.● La transcripció del DNA.● La traducció o biosíntesi de proteïnes
![Page 3: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/3.jpg)
L’expressió del missatge genètic
Dogma central de la biologia molecular
* alguns virus
![Page 4: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/4.jpg)
Flux de la informació genètica. Segons el dogma de la biologia molecular, la informació genètica es perpetua mitjançant el procés de la replicació i s’expressa pel procés de transcripció, que produeix un RNA que serveix de motlle per sintetitzar la proteïna, que, finalment, executa la funció.
![Page 5: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/5.jpg)
DNAmolècula
Gen 1
Gen 2
Gen 3
Cadena DNA(patró)
3’
TRANSCRIPCIÓ
Codó
mRNA
TRADUCCIÓ
Proteïna
Aminoàcid
3’5’
5’
![Page 6: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/6.jpg)
![Page 7: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/7.jpg)
● Pas d’una seqüència de DNA a una seqüència de RNA (RNAm, RNAr, RNAt).
● Enzim responsable: RNA-polimerasa● Necessita:
–Cadena de DNA que actuï com a motlle.–Ribonucleòtids trifosfat (ATP,CTP,GTP,UTP).
–Afegir els nucleòtids en direcció 5'→3'
La transcripció
![Page 8: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/8.jpg)
Propietats de la transcripció:
• La transcripció és selectiva:
Només es sintetitza RNA a partir de determinades regions de DNA (gens).
Hi ha zones de DNA que no contenen informació per ser transcrita, altres que només es transcriuen en cèl·lules d'un teixit i altres que només ho fan depenen de l'estat fisiològic de la cèl·lula (aquesta característica difereix de la replicació, l'objectiu de la qual era obtenir còpies de la totalitat del DNA).
![Page 9: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/9.jpg)
• La transcripció és reiterativa:
Una mateixa regió de DNA pot estar sent transcrita simultàniament per diferents RNA polimerases amb la qual cosa s'obtenen múltiples còpies.
![Page 10: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/10.jpg)
• La transcripció és monocatenària:
Només es transcriu una de les cadenes de DNA. Hi ha gens continguts en una de les cadenes i gens en l'altra (aquesta característica també difereix de la replicació).
Qualsevol dels dos filaments del DNA pot servir de motlle per a la síntesi de RNA. La direcció de síntesi sempre serà 5’ →3’
![Page 11: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/11.jpg)
Com sap el complex de transcripció quina de les dues cadenes del DNA conté el missatge genètic?
Resposta:
Els enzims encarregats de transcriure els gens reconeixen en el cromosoma senyals que indiquen on comença i on acaba el missatge.
![Page 12: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/12.jpg)
● La unitat de transcripció d’un gen consta de tres regions:
– un promotor,
– una seqüència codificant i
– una senyal de finalització
![Page 13: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/13.jpg)
RNA transcript 5’ 3’
Els promotors contenen les seqüències de DNA (seqüències consens) que serviran de senyal d’inici per a que la RNA polimerasa s’uneixi a una de les dues cadenes de DNA. Aquestes seqüències, estan presents en una posició anterior a la regió codificant. L’enzim trobarà també una senyal que li indicarà on acaba el missatge. La senyal de finalització també es transcriu i, un cop copiada, la RNA polimerasa deixa de transcriure el missatge.
![Page 14: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/14.jpg)
Transcripció en procariotes
● Té lloc en el citoplasma.● Etapes:
INICIACIÓELONGACIÓFINALITZACIÓMADURACIÓ
Animació transcripció
![Page 15: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/15.jpg)
Elongació Cadena de DNA complementària(no motlle)
RNApolimerasa
Nucleòtids de RNA
Extrem 3’
3’
5’
5’
RNA sintetitzat
Cadena de DNA motlle
Direcció de la transcripció(en direcció 5' → 3')
Promotor
5’3’
RNA polimerasa
Punt d'iniciDNA
Unitat de transcripció
3’5’
5’3’
3’5’
DNAdesenrotllat
RNA Cadena de DNA motlle
Iniciació
Elongació
Finalització
5’3’
3’5’
5’3’
3’5’
3’5’
DNA re-enrotllat
RNAtranscrit
5’
Transcrit de RNA complert
![Page 16: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/16.jpg)
INICIACIÓ● Regió promotora: seqüència de nucleòtids
que indica el punt d’inici de la transcripció.● La cadena de DNA que conté aquesta regió
serà el filament patró.● La RNA-polimerasa es fixa en aquest punt,
desenrotlla una volta d'hèlix i comença la polimerització.
![Page 17: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/17.jpg)
ELONGACIÓ
● La RNA-polimerasa sintetitza el RNA complementari a la cadena de DNA motlle.
● L'elongació consisteix en la incorporació, un a un, dels nucleòtids complementaris.
● El RNA es sintetitzat en direcció 5’ → 3’.● A mesura que el RNA es va sintetitzant es va
desenganxant del seu motlle de DNA i la doble hèlix es torna a enrotllar.
![Page 18: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/18.jpg)
FINALITZACIÓ
● Finalitza quan la RNA-polimerasa arriba a una seqüència de finalització en el DNA motlle.
● La RNA-polimerasa es separa, s’allibera el RNA i el DNA torna a formar la doble hèlix.
![Page 19: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/19.jpg)
MADURACIÓ
• El producte immediat de la transcripció s'anomena transcrit primari. Aquest passarà per una serie de processos que es coneixen com a maduració del RNA.
• Si el que es sintetitza és mRNA el transcrit primari no madura, ja és mRNA (Compte!! en eucariotes sí hi ha un procés de maduració...)
• Si el que es sintetitza és tRNA o rRNA el procés de maduració és semblant en procariotes i eucariotes (No
l’explicarem.)
![Page 20: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/20.jpg)
Transcripció en eucariotes
● El procés de la transcripció segueix un esquema semblant al descrit pels procariotes tot i que hi ha diferencies significatives.
● Té lloc en el nucli.
● Hi ha diferents tipus de RNA polimerasa en funció del RNA que se transcriu.
● Els gens contenen introns (seqüències sense sentit) per tant sempre cal un procés de maduració en el que s’eliminin aquestes seqüències i s’empalmin els exons.
![Page 21: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/21.jpg)
INICIACIÓ
● Regió promotora: conté una seqüència de nucleòtids, seqüència de consens, anomenada caixa TATA (per ser
una seqüència rica en T i A) a diferents distàncies del punt d’inici.
● Un conjunt de proteïnes, factors proteics o factors de transcripció es fixen a la regió promotora.
● La RNA-polimerasa II es fixa en aquest punt preparada per començar la síntesi del RNA.
● Tot el conjunt rep el nom de COMPLEX D'INICIACIÓ DE LA TRANSCRIPCIÓ
Mecanisme de transcripció del mRNA en eucariotes
![Page 22: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/22.jpg)
Promotor
5’3’
3’5’
Caixa TATA Punt d'inici
Factors de transcripció
5’3’
3’5’
Unió d'alguns factors de transcripció
Unió d'altres factors de transcripció i de la RNA polimerasa II
RNA polimerasa IIFactors de transcripció
Transcrit de RNA
5’3’
3’5’5’
Complex d'iniciació de la transcripció
Cadena DNA motlle
Complex d’inici de la transcripció
![Page 23: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/23.jpg)
ELONGACIÓ
● A mesura que la RNA polimerasa II es mou al llarg del DNA, desenrotlla un fragment de doble hèlix i sintetitza el RNA complementari a la cadena de DNA motlle en direcció 5’ → 3’.
● Després d'uns 30 nucleòtids transcrits s’afegeix una caputxa constituïda per una 7-metil-guanosinatrifosfat (m7Gppp) invertida a l’extrem 5’ del nou RNA.
![Page 24: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/24.jpg)
Promotor
5’
3’
5’
3’
5’
3’
ARN
Unidad de transcripción
Iniciación3’
5’
3’
5’
3’
5’
m7-Gppp
Capucha 5'Elongación
m7-Gppp
ARN-polimerasa
![Page 25: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/25.jpg)
FINALITZACIÓ
● La síntesi acaba quan la RNA polimerasa arriba a la seqüència TTATTT en el DNA motlle (seqüència de poliadenilació). Aquesta seqüència també es transcriu.
● La RNA-polimerasa es separa, s’allibera el transcrit primari o preRNA (RNAhn) i el DNA torna a formar la doble hèlix.
● Immediatament després l’enzim poli-A-polimerasa afegeix a l’extrem final 3’ del RNA un segment d’uns 200 nucleòtids d’adenina (cua de poli-A).
![Page 26: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/26.jpg)
5’
3’
3’
5’Finalización
PoliA-polimerasa
m7-Gppp
Capucha 5'OH
ARN heterogéneo nuclear
Cola de poli-AOHm7-Gppp
Capucha 5'
RNA-polimerasa II
![Page 27: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/27.jpg)
Codó d’ inici
Segment codificant de proteïna
5’
5’ Cap 5’ UTR Codó de stop Cua de poli-A
Senyal de poliadenilació
3’ UTR
Estructura d’un pre-mRNA
![Page 28: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/28.jpg)
MADURACIÓ a mRNA
• La ribonucleoproteïna petita nuclear (RNPpn) elimina els INTRONS (fragments de RNA no traduïbles, és a dir, sense informació).
• Les RNA ligases empalmen els EXONS (fragments RNA amb informació).
• Aquest procés de maduració s’anomena splicing.
La ribonucleoproteïna petita nuclear és un ribozim
![Page 29: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/29.jpg)
![Page 30: LA DUPLICACIÓ DEL DNA i LA BIOSÍNTESI DE PROTEÏNEScosmolinux.no-ip.org/recursos_aula/BIO1erBAT/Genetica... · 2019. 6. 4. · Flux de la informació genètica.Segons el dogma de](https://reader035.fdocuments.es/reader035/viewer/2022071607/614524d134130627ed50cc29/html5/thumbnails/30.jpg)
5’ Exó Intró Exó Intró Exó 3’Pre-mRNA 5’Cap Cua de poli-A
Segment codificant
Els introns es talleni s’ uneixen els exons
5’Cap Cua de poli-A
5’ UTR 3’ UTR
La caputxa i la cua poli A faciliten l'exportació del mRNA des del nucli cap al citoplasma, protegeixen el mRNA de la degradació per enzims hidrolítics i, un cop al citoplasma ajuden als ribosomes a fixar-se a l'extrem 5' del mRNA en el procés de la traducció.