ADN. Estructura primaria del ADN. Cadena lineal de nucleótidos que se unen por enlace fosfodiéster en sentido carbono 5 3 Nucleótidos
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- Alberto Guzmán Cáceres
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1 GENÉTICA MOLECULAR
2 ADN ESTRUCTURA
3 ADN Estructura primaria del ADN Cadena lineal de nucleótidos que se unen por enlace fosfodiéster en sentido carbono 5 3 Nucleótidos Azúcar; desoxirribosa Bases nitrogenadas; A, T, G, C Grupo fosfato
4 ADN Estructura primaria del ADN
5 Estructura secundaria ADN Se unen 2 cadenas de nucleótidos formado una doble hélice Características: Cadenas antiparalelas. El extremo 3`de una cadena coincide con el extremo 5 de la otra cadena Cadenas complementarias. Cada cadena se une a la otra mediante enlace de puente de hidrógeno entre A y T (2 enlaces de puente de H) y G C (3 enlaces) Cadenas enrolladas en doble hélice, en sentido contrario a las agujas del reloj.
6 ADN Estructura terciaria. Modelo collar de perlas La doble cadena de ADN se asocia a proteínas (histonas) para compactar la estructura Nucleosoma; estructura formada por un octámero de histonas asociadas a la cadena de ADN Resultado; fibra de cromatina de espesor 10 nm (100 Å)
7 Estructura terciaria del ADN
8 Estructura terciaria del ADN
9 ADN Estructura cuaternaria. Modelo solenoide Nucleosomas de la fibra de cromatina se enrollan helicoidalmente dando lugar a una estructura llamada solenoide Resultado; fibra de cromatinase condensa y compacta más, aumentando de espesor (pasa de 10 nm (100Å) a 30 nm (300Å))
10 Estructura cuaternaria del ADN SOLENOIDE
11 Estructura cuaternaria del ADN SOLENOIDE
12 ARN - ESTRUCTURA
13 ARN Cadena lineal sencilla (no doble cadena) formada por la unión de nucleótidos Nucleótidos del ARN Azúcar; ribosa Bases nitrogenadas; A, G, C y Uracilo (en lugar de Timina) Grupo fosfato Cadena más corta que la cadena de ADN Función; dirige la síntesis proteica y regula la expresión génica
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15 (Nucleótido)
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17 ARN Aunque no forma hélices, la cadena de ARN se puede plegar en algunos tipos de ARN (p.ej. ARN-t) Este plegamiento se mantiene por el apareamiento de bases nitrogenadas mediante enlace de puente de H (A-U y G-C)
18 ARN
19 ARN
20 ARN En ocasiones, la estructura se vuelve a pegar formado bucles (est. Terciaria ARN)
21 ARN - TIPOS
22 Tipos de ARN ARN-m (ARN mensajero) Estructura lineal Realiza una copia de un fragmento de ADN Su secuencia de nucleótidos es complementaria al segmento (tránscrito) de la cadena patrón de ADN copiada (pero en lugar de Timina, ahora Uracilo) Se forma en el núcleo y sale al citoplasma para ser utilizada en el ribosoma para traducir la información genética En la molécula de ARN-m, cada 3 bases nitrogenadas codifican 1 aminoácido distinto (codon)
23 ARN-m (ARN mensajero) Tipos de ARN V CODÓN
24 ARN-m (ARN mensajero) Tipos de ARN
25 ARN-m (ARN mensajero) Tipos de ARN
26 ARN-m (ARN mensajero) Tipos de ARN
27 Tipos de ARN ARN-t (ARN transferente o de transferencia) Estructura plegada y con bucles Transporta ( transfiere ) los aminoácidos a los ribosomas; cada ARN-t solo transporta 1 tipo de aminoácido Contiene el anticodon; secuencia específica de 3 bases nitrogenadas complementarias al codon del ARN-m
28 Tipos de ARN ARN-t (ARN transferente o de transferencia)
29 ARN-t (ARN transferente o de transferencia) Anticodon
30 ARN-t (ARN transferente o de transferencia) Anticodon
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32 Tipos de ARN ARN-r (ARN ribosómico) Forma parte de la estructura de los ribosomas Ribosomas; orgánulo celular donde tiene lugar la traducción de la información genética y la síntesis de proteínas Presenta 2 tamaños en función de la velocidad de sedimentación (S; Svedbergs) 70S (procariotas). 50S (eucariotas)
33 ARN-r (ARN ribosómico) Tipos de ARN
34 ARN-r (ARN ribosómico) Tipos de ARN
35 ARN-r (ARN ribosómico) Tipos de ARN
36 DUPLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA (REPLICACIÓN)
37 Duplicación del ADN En división celular, cada célula hija debe recibir la misma información genética Para ello, es necesario duplicar (=replicar) la molécula de ADN La duplicación de la molécula de ADN es de tipo semiconservativa
38 Duplicación del ADN Duplicación semiconservativa
39 Duplicación del ADN Duplicación semiconservativa
40 Mecanismo de duplicación 1. Doble hélice de ADN se abre y se desenrolla La enzima helicasa abre la doble cadena de ADN en el punto de replicación. Para abrir la doble cadena, rompe los enlaces de puente de H entre bases nitrogenadas También en necesario desenrollar la doble helice (topoisomerasa) La molécula de ADN se abre como una cremallera
41 Mecanismo de duplicación 1. Doble hélice de ADN se abre y se desenrolla
42 Mecanismo de duplicación 2. A cada hebra separada de ADN se acoplan nucleótidos libres cuyas bases son complementarias a las bases nitrogenadas existentes en esa hebra En esta fase interviene la enzima ADN polimerasa, que recorre la hebra molde (hebra paterna) y va formando la nueva hebra complementaria en sentido 5` 3 Esta enzima también corrige errores; elimina nucleótidos mal apareados y rellena el hueco con los nucleótidos correctos
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44 2. A cada hebra separada de ADN se acoplan nucleótidos libres cuyas bases son complementarias a las bases nitrogenadas existentes en esa hebra Problema 1; ADN polimerasa no puede iniciar de cero la síntesis de una nueva hebra de ADN. Necesita de un fragmento inicial de 10 nucleótidos de ARN, que recibe el nombre de cebador o primer. Este fragmento se sintetiza por la primasa (un tipo de ARN polimerasa)
45 2. A cada hebra separada de ADN se acoplan nucleótidos libres cuyas bases son complementarias a las bases nitrogenadas existentes en esa hebra Cebador o primer
46 2. A cada hebra separada de ADN se acoplan nucleótidos libres cuyas bases son complementarias a las bases nitrogenadas existentes en esa hebra Problema 2; ADN polimerasa sólo puede sintetizar en sentido 5 3. Esto significa que según lse van separando las dos hebras, en una hebra la síntesis es continua ( hebra adelantada o conductora ), mientras que en la otra hebra la síntesis será discontinua ( hebra retardada )
47 Hebra adelantada o conductora Hebra retardada
48 Hebra adelantada o conductora Hebra retardada
49 Síntesis hebra adelantada o conductora - Síntesis continua en sentido Se necesita solo 1 cebador Síntesis hebra retardada - Síntesis discontinua en sentido Se van sintetizando pequeños fragmentos de ADN de nucleótidos (fragmentos de Okazaki) - Cada uno de estos fragmentos necesita de forma previa un cebador (se necesitan varios cebadores en este caso) - Finalmente, la ADN-ligasa une los fragmentos de Okazaki obtenidos - Se llama hebra retardada porque su síntesis es algo más lenta que la hebra conductora
50 Hebra adelantada o conductora Hebra retardada
51 Hebra retardada
52 EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA 1. TRANSCRIPCIÓN 2. TRADUCCIÓN
53 Significado de la expresión de información genética Gen; fragmento de ADN con información necesaria para la síntesis de una proteína Proteína; biomolécula compleja (polipéptido) formada por la unión de biomoléculas más simples, los aminoácidos, por enlace peptídico. Hay 20 aminoácidos diferentes que dan lugar a multitud de distintas proteínas Funciones de las prot; estructural, fisiológica, enzimática, etc. Enzima; proteína que permite la realización de las reacciones bioquímicas en el organismo. Las características anatómicas y funcionales de cada individuo (ej; carácter color del pelo) son consecuencia de las reacciones controladas por las enzimas
54 Significado de la expresión de información genética Aminoácido Aminoácido Enlace peptídico Polipéptido
55 Significado de la expresión de información genética
56 Significado de la expresión de información genética
57 Significado de la expresión de información genética Etapas en la expresión de la información genética 1. Transcripción 2. Traducción
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60 TRANSCRIPCIÓN
61 Transcripción Objetivo; copiar una parte del mensaje genético desde su forma original (ADN) a ARNm (ARNm) ADN ARNm Se lleva a cabo por las enzimas ARN polimerasas (primasas) En el caso de eucariotas, el proceso se realiza en el núcleo. El ADN no puede atravesar el núcleo, pero el ARNm sí puede. Solamente se copia una de las dos cadenas de ADN
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63 Pasos: Mecanismo de transcripción 1. Preiniciación. Proteína (factores de transcripción, denominados también promotor) se unen a secuencias específicas del ADN para indicar dónde debe empezar la transcripción
64 Mecanismo de transcripción 2. Iniciación y desarrollo. La enzima ARN polimerasa reconoce el promotor del fragmento, y comienza a añadir nucleótidos con bases nitrogenadas complementarios a la cadena molde en sentido 5 3 (pero en lugar de T, U) Permite la formación de enlaces de puentes de H entre bases nitrogenadas, siendo más lenta la velocidad de síntesis en la pareja G-C por tener que llevar 3 enlaces de puente de hidrógeno. Esta enzima también permite la unión de enlace fosfodiéster entre nucleótidos Según se abre la cadena (burbuja de replicación) y se copia la información, se va cerrando por la acción de la misma enzima ARN polimerasa
65 Mecanismo de transcripción 2. Iniciación y desarrollo.
66 Mecanismo de transcripción 2. Iniciación y desarrollo.
67 Mecanismo de transcripción 2. Iniciación y desarrollo.
68 Mecanismo de transcripción 3. Finalización. Al llegar la ARN polimerasa al terminador, zona que indica el final de la transcripción, se desestabiliza y cesa su función. Como consecuencia la cadena de ARN-m copiada se libera
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70 Tras la transcripción tiene lugar el proceso de maduración (exclusivo de eucariotas) en el que se eliminan fragmentos y se añaden otros ( splicing de ARN)
71 RESULTADO DE LA TRANSCRIPCIÓN: Información copiada en forma de ARN idéntica a la que se encuentra en el ADN (con la salvedad de que posee U en lugar de T) ARN obtenido tras maduración es una molécula de cadena sencilla y lineal (ARNm) que puede salir del núcleo para ir a ribosomas para la traducción
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74 TRADUCCIÓN
75 Significado de la traducción Objetivo; decodificar la información del ARNm, y así convertir la secuencia de nucleótidos (de bases) del ARNm en una cadena de aminoácidos para formas una proteína Para que se dé la traducción o síntesis de proteínas se necesita: Ribosomas, orgánulo donde se realiza la síntesis proteica (libres en el citoplasma o asociados al retículo endoplasmático) ARN-m, que lleva la información para sintetizar la proteína Aminoácidos, que son los componentes de las proteínas ARN-t, que aporta los aminoácidos en el orden preciso Enzimas y energía para todo el proceso
76 FASES de la traducción Fases de la Traducción 1. Activación de los aminoácidos 2. Iniciación de la cadena proteica 3. Elongación de la cadena proteica 4. Terminación de la cadena proteica
77 Fases de la Traducción 1. Activación de los aminoácidos - Unión de un aminoácido con el ARNt - El complejo aminoácido+arnt se denomina Aminoacil-ARNt ARNt Aminoacil-ARNt
78 Fases de la Traducción 2. Iniciación de la cadena proteica - La subunidad pequeña del ribosoma y el ARNm se unen en un punto localizado cerca del codón AUG del ARN-m (codón iniciador). Este punto coincide con el sitio P del ribosoma Subunidad pequeña del ribosoma ARNm Codón iniciador ubicado en el sitio P de la subunidad pequeña del ribosoma
79 Fases de la Traducción 2. Iniciación de la cadena proteica - A continuación, en este codón AUG del ARNm se une un aminoacil-arnt que presente un anticodon formado por las 3 bases UAC, complementarias a las del codón iniciador AUG -Este primer ARNt lleva unido el aminoácido metionina (Met) en eucariotas. (ARNt-Met) -Todas las proteínas en eucariotas inician su síntesis con este aminoácido, Metionina Unión del anticodón del aminoacil-arnt con el codón iniciador del ARNm
80 2. Iniciación de la cadena proteica
81 2. Iniciación de la cadena proteica
82 Fases de la Traducción 3. Elongación de la cadena proteica - Consiste en el alargamiento de la cadena proteica - Se inicia cuando entra un segundo aminoacil-arnt, cuyo anticodón es complementario al codón del ARNm situado en el sitio A del ribosoma - Posteriormente se forma un enlace peptídico entre el aminoácido del sitio P (Metionina en eucariotas) y el nuevo aminoácido del sitio A - El nuevo dipéptido (dos aminoácidos unidos) pasa a ocupar el sitio A y el primer ARNt abandona - Continua este proceso según se desplaza el ribosoma en sentido 5 3
83 3. Elongación de la cadena proteica
84 3. Elongación de la cadena proteica
85 Fases de la Traducción 4. Terminación de la cadena proteica - La cadena proteica (polipeptídica) finaliza cuando el ribosoma llega al codón de terminación (finalización) del ARNm - Codón de terminación; pueden ser UAA, UGA ó UAG - Estos codones de terminación no son reconocidos por ningún ARN-t pero si por unos factores de liberación, que hacen que la proteína se separe del ARN-t - RESULTADO TRADUCCIÓN; PROTEINA
86 4. Terminación de la cadena proteica
87 4. Terminación de la cadena proteica Codón de terminación
88 RESUMEN TRADUCCIÓN
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90 Codón de terminación
91 Codón de terminación
92 RESUMEN TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN
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100 (UAG si le damos la vuelta al ribosoma )
101 (UAG si le damos la vuelta al ribosoma )
102 ANIMACIÓN - SÍNTESIS PROTEÍNAS
103 EL CÓDIGO GENÉTICO
104 El código genético El código genético nos indica qué aminoácido corresponde a cada triplete o codón del ARN mensajero. Características del código genético: Cada aminoácido está codificado por 1 triplete de bases del codón del ARNm 1 mismo aminoácido (p.ej. Serina) puede estar codificado por más de un triplete Cada triplete (p.ej. UCU) sólo codifica para 1 aminoácido (en el caso de UC, sólo codifica para Serina) Codón Aminoácido
105 Segunda base del codón Primera base del codón Tercera letra (base) del codón
106 En lugar de escribir el nombre completo del aminoácido, se suele usar su abreviatura
107 Ejercicio; Indica la secuencia de aminoácidos codificada por el siguiente fragmento de ARNm; AUGCCAGUAUGCUUAUGA
108 Ejercicio; Indica la secuencia de aminoácidos codificada por el siguiente fragmento de ARNm; AUGCCAGUAUGCUUAUGA Solución; Met-Pro-Val-Cys(-Final) Metionina Prolina Valina Cisteína
109 INGENIERÍA GENÉTICA. APLICACIONES LIBRO VIEJO, PÁGS LIBRO NUEVO, PÁGS
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