FLUJO DE INFORMACIÓN EN LAS CÉLULAS: REPLICACIÓN TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN

Transcripción

1 FLUJO DE INFORMACIÓN EN LAS CÉLULAS: REPLICACIÓN TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN

2 ÁCIDOS NUCLEICOS Existen dos tipos: ADN (ácido desoxirribonucleico) ARN (ácido ribonucleico)

3 Son polímeros constituidos por nucleótidos ÁCIDOS NUCLEICOS Composición química

4 ÁCIDOS NUCLEICOS Síntesis de un polinucleótido a partir de nucleótidos trifosfatados.

5 ? Cuáles son las diferencias entre el RNA (ácido ribonucleico) y el DNA (ácido desoxirribonucleico)?

6 Diferencias entre el RNA y el DNA 1. El RNA tiene un azúcar llamado ribosa En el DNA el azúcar es la desoxirribosa 2. El RNA contiene uracilo (U) El DNA tiene timina (T) 3. La molécula del RNA es una cadena sencilla El DNA es una cadena doble

7 ÁCIDOS NUCLEICOS Diferencias estructurales entre el ADN y el ARN Azúcar pentosa Bases nitrogenadas Estructura ADN desoxirribosa timina ARN ribosa uracilo

8 Formado por una doble hélice (dos cadenas de polinucleótidos) Las dos cadenas tienen la forma de una cadena de caracol. Las dos cadenas son antiparalelas (dirección 5 3 y 3 5 ) Estructura del ADN

9 Cuál es la función del ADN? Qué relación tiene el ADN con las características hereditarias? Cuál es la relación entre el ADN y las proteínas? Qué relación tienen las proteínas con las características fenotípicas de los organismos?

10 Función del ADN El ADN contiene información para la síntesis de proteínas. La información se encuentra almacenada en un código de cuatro letras: El Código Genético. El conjunto de tres letras (bases nitrogenadas) significan un aminoácido diferente.

11 El flujo de información genética en las células eucariotas DNA RNA Proteína El flujo de información en las células hasta la producción (síntesis) de proteínas, incluye 4 fases: 1. Replicación 2. Transcripción 3. Procesamiento del RNA 4. Traducción

12 DNA RNA Proteína DNA Membrana Nuclear Transcripción Pre-mRNA Célula Eucariota RNA (Procesamiento) Traducción mrna Ribosoma Proteína

13 DNA RNA Proteína DNA Transcripción Traducción mrna Ribosoma Proteína Célula Procariota

14 BASES MOLECULARES DE LA VIDA ADN genoma cromosomas gene s Célula ADN ARN los genes contienen instrucciones para hacer proteínas ADN PROTEÍNAS proteínas las proteínas actúan solas o en complejos para realizar las funciones celulares

15 1. Replicación (Síntesis de ADN) La síntesis del ADN es un proceso complejo pero muy preciso. Durante la replicación interviene un complejo multienzimático que dirige el proceso: la maquinaria de replicación.

16 Qué se requiere para la síntesis de ADN? ADN que sirva como molde Enzimas: ADNpolimerasa, helicasas, proteínas desestabilizadoras de la hélice Separación de las dos cadenas de ADN en ciertos puntos (horquillas de replicación) Nucleótidos trifosfatados libres

17 Replicación del ADN La síntesis de ADN ocurre en dirección 5 3. La síntesis de ADN es discontinua, debido a que la ADN polimerasa sólo une nucleótidos en dirección 5 3. La fidelidad de la replicación es muy alta: un error por cada 10 9 bases, debido a la existencia de mecanismos de reparación.

18 cadenas parentales REPLICACION DEL DNA cadenas complementarias hijas

19 Síntesis continua de la cadena 5-3 A T C G A A C C G T T G C A C C G T T G C A C U A G C T T G G C A A C G T G Síntesis continua de la cadena en dirección 5' 3'. Una vez separadas ambas cadenas, se sintetiza el primer y la ADN pol. III va a elongar la cadena en dirección 5' 3'.

20 Enzimas y proteínas que participan en la replicación del ADN

21 Replicación del ADN Al finalizar la síntesis de las cadenas nuevas de ADN, cada una queda unida a la cadena original. Este tipo de replicación se denomina semiconservativa Las dos moléculas de ADN son idénticas

22 2. Transcripción DNA Membrana Nuclear Célula Eucariota Transcripción RNA (Procesamiento) Pre-mRNA mrna Traducción Ribosoma Proteína

23 2. Transcripción La transferencia de información en el núcleo va de la molécula del DNA a la molécula de RNA. Solo 1 hebra del DNA sirve como plantilla o molde. El inicio de la transcripción se da en el promotor del DNA (caja TATA) El final ocurre en la secuencia terminadora del DNA (alto) En los eucariotas, cuando se completa la transcripción se libera una molécula de pre-rna (RNA precursor).

24 ?: Cuál es la enzima responsable de la producción de la molécula del RNA?

25 Respuesta: RNA Polimerasa Separa la molécula de DNA por rompimiento de los puentes de H entre las bases. La enzima se mueve a lo largo de una de las hebras del DNA y une nucleotidos de RNA sobre ella.

26 2. Transcripción DNA RNA Polimerasa pre-mrna

27 ?: Cuál es la cadena complementaria de RNA para la siguiente secuencia de DNA? DNA 5 -GCGTATG-3

28 Respuesta: DNA 5 -GCGTATG-3 RNA 3 -CGCAUAC-5

29 3. Procesamiento del RNA DNA Membrana Nuclear Célula Eucariota Transcripción RNA (Procesamiento) Pre-mRNA mrna Traducción Ribosoma Proteína

30 3. Procesamiento del RNA Maduración de moléculas de pre-rna. También ocurre en el núcleo. Los Intrones se cortan por una enzima y los exones se unen. El producto final es una molécula de RNA madura que deja el núcleo y se mueve hacia el citoplasma.

31 3. Procesamiento del RNA molécula de pre-rna exon intron exon intron exon intron intron exon exon exon espliciosoma espliciosoma exo exon exon n Molécula madura de RNA

32 Tipos de RNA Existen varios tipos de RNA: A. RNA mensajero (mrna) B. RNA de transferencia (trna) C. RNA ribosomal (rrna) D. RNA pequeño nuclear Ojo: todos producidos en el núcleo!

33 A. RNA Mensajero (mrna) Llevan la información para sintetizar una proteína específica. Está hecho de 500 a 1000 nucleótidos de longitud. Posee codones (sequencia de tres bases: p.ej. AUG - metionina). Cada codón, es específico para un aminoácido.

34 Código Genético Codón Amino Codón Amino Codón Amino Codón Amino UUU phe UCU ser UAU tyr UGU cys UUC phe UCC ser UAC tyr UGC cys UUA leu UCA ser UAA stop UGA stop UUG leu UCG ser UAG stop UGG trp CUU leu CCU pro CAU his CGU arg CUC leu CCC pro CAC his CGC arg CUA leu CCA pro CAA gln CGA arg CUG leu CCG pro CAG gln CGG arg AUU ile ACU thr AAU asn AGU ser AUC ile ACC thr AAC asn AGC ser AUA ile ACA thr AAA lys AGA arg AUG met ACG thr AAG lys AGG arg GUU val GCU ala GAU asp GGU gly GUC val GCC ala GAC asp GGC gly GUA val GCA ala GAA glu GGA gly GUG val GCG ala GAG glu GGG gly

35 A. RNA Mensajero (mrna) mrna Codón de inicio A U G G G C U C C A U C G G C G C A U A A codon 1 codon 2 codon 3 codon 4 codon 5 codon 6 codon 7 proteína metionina glicina serina isoleucina glicine alanin codón de alto Estructura Primaria de una proteína aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6 enlaces peptídicos

36 B. RNA de Transferencia (trna) Tiene de 75 a 80 nucleótidos de longitud. Selecciona al amino ácido apropiado que está en el citoplasma (a través de una enzima activadora de amino ácidos) Transporta amino ácidos al mrna. Tiene anticodones que son complementarios a los codones del mrna. Reconoce los codones apropiados del mrna y los une mediante puentes de H.

37 B. RNA de Transferencia (trna) sitio de unión del amino ácido metionina amino ácido U A C anticodon

38 C. RNA Ribosomal (rrna) El rrna está hecho de 100 a 3000 nucleotidos de longitud. Es un importante componente estructural de los ribosomas. Se asocia con proteínas para formar ribosomas.

39 Ribosomas Posee subunidades grandes y pequeñas. Compuesto de: rrna (40%) y proteìnas (60%). La unión de ambas unidades permite la unión del mrna y el trna. Tiene dos sitios para el trna a. Sitio P (el primero y el último al que se unirá el trna) b. Sitio A

40 Ribosomas subunidad grande P Site A Site A U G mrna C U A C U U C G subunidad pequeña

41 4. Traducción DNA Membrana Nuclear Célula Eucariota Transcripción RNA (Procesamiento) Pre-mRNA mrna Traducción Ribosoma Proteina

42 4. Traducción Síntesis de proteínas en el ribosoma Involucra a las siguientes estructuras: 1. mrna (codones) 2. trna (anticodones) 3. rrna 4. ribosomas 5. amino ácidos

43 4. Traducción Tres fases: 1. iniciación: codón de inicio (AUG) 2. elongación: enlaces peptídicos 3. terminación: codón de alto (UAG) Resultado: Un polipéptido (PROTEÍNA)!!!!.

44 4. Traducción Subunidad grande P Sitio A Sitio A U G mrna C U A C U U C G Subunidad pequeña

45 Iniciación aa1 aa2 anticodon enlaces de hidrógeno 1-tRNA U A C A U G codon 2-tRNA G A U C U A C U U C G A mrna

46 Elongación aa1 enlace peptidíco aa2 aa3 3-tRNA anticodon enlaces de hidrógeno 1-tRNA U A C A U G codon 2-tRNA G A A G A U C U A C U U C G A mrna

47 aa1 enlace peptídico aa3 aa2 entra 1-tRNA se mueve U A C (sale) 2-tRNA 3-tRNA G A A G A U A U G C U A C U U C G A mrna Los ribosomas se mueven al siguiente codón

48 aa1 enlace peptídico aa4 aa2 aa3 4-tRNA 2-tRNA 3-tRNA G C U A U G G A U G A A C U A C U U C G A A C U mrna

49 aa1 enlace peptídico aa2 aa3 aa4 G 2-tRNA (sale) A U 3-tRNA 4-tRNA G C U G A A A U G C U A C U U C G A A C U mrna Los ribosomas se mueven al siguiente codón

50 aa1 enlcaces peptídicos aa2 aa3 aa4 aa5 5-tRNA U G A 3-tRNA 4-tRNA G A A G C U G C U A C U U C G A A C U mrna

51 aa1 aa2 enlaces peptídicos aa3 aa4 aa5 5-tRNA 3-tRNA G A A 4-tRNA G C U G C U A C U U C G A A C U U G A mrna Los ribosomas se mueven al siguiente codón

52 aa3 aa2 aa4 aa5 Estructura primaria de una proteína aa199 aa200 Terminación aa1 A C U mrna 200-tRNA C A U G U U codón de terminación o de alto U A G

53 Producto final El producto final de la síntesis de proteínas es una proteína con estructura primaria. Es decir una secuencia de amino ácidos unidos mediante los enlaces peptídicos. aa2 aa3 aa4 aa5 aa199 aa1 aa200

54 Polirribosoma Grupos de ribosomas que leen al mismo mrna de manera simultánea y producen muchas copias de la misma proteína (polipéptidos). entrada de la subunidad grande mrna entrada de la subunidad pequeña polipéptido