Macromoléculas cuya función principal es el almacenamiento y la transmisión de información genética hereditaria entre células

Transcripción

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2 Macromoléculas cuya función principal es el almacenamiento y la transmisión de información genética hereditaria entre células ácido desoxirribonucleico (ADN) ácido ribonucleico (ARN) Polímeros de nucleótidos

3 A,G,U T,C OH HO P O Grupo fosfato O CH 2 O Desoxirribosa H o H H Ribosa OH Pentosa HC N H N H C C NH 2 C N N CH Base nitrogenada

4 En un nucleótido: base nitrogenada se une al carbono 1' del azúcar, grupo fosfato se une al carbono 5'

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6 Doble hélice enrollada hacia la derecha Cadenas antiparalelas y complementarias entre sí La secuencia de una cadena, dicta la secuencia de la otra

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9 Si se extendiera el ADN de 1 célula humana en una hebra, mediría entre 1-2 m La información la da la secuencia de las bases nitrogenadas. En humanos se estiman genes P G H Empaquetamiento del ADN

10 Estructura: desde ADN cromosoma El ADN se encuentra empaquetado en los cromosomas que son estructuras compuestas por ADN, ARN y proteínas. Las histonas, permiten el enrollamiento del ADN para estructurar los cromosomas.

11 5 tipos de histonas H1, H2A, H2B, H3, H4 H2A, H2B, H3, H4 forman un octámero H1 une los octámeros 147 pares de bases de ADN

12 1. ADN (2nm) + Histonas 2. Nucleosoma (10nm) 3. Solenoide (30nm) 4. Fibra de cromatina 5. Cromosoma (700nm de diámetro) Otras proteínas cohesinas y condensinas 5

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15 Duplicación del ADN NsERKY

16 Características generales Semiconservativa: se conserva una de las bandas simples en cada doble banda producto Participan una serie de enzimas complejo de replicación La duplicación del ADN comienza en una secuencia de nucleótidos particular el origen de la replicación Ocurre bidireccionalmente por medio de dos horquillas de replicación que se mueven en direcciones opuestas.

17 Meselson y Stahl 1958

18 1. Enzimas helicasas desenrollan la doble hélice 2. Proteínas de unión a cadena simple (SSBP) estabilizan las cadenas separadas. 3. Las topoisomerasas relajan el súper enrollamiento de la hélice. 4. Como la ADN polimerasa necesita un dúplex para empezar a añadir nucleótidos de ADN a la cadena, la primasa sintetiza un cebador de ARN 5. Las ADN polimerasas: sintetizan nuevas cadenas sólo en la dirección 5' a 3 añadiendo nucleótidos uno a uno al extremo 3' de la cadena creciente 5'P 3'OH

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20 6. La duplicación de la cadena líder es continua, pero la de la cadena rezagada es discontinua. 7. En la cadena rezagada, se sintetizan fragmentos de Okazaki en la dirección 5' a 3'. 8. La enzima ADN ligasa une fragmentos de Okazaki contiguos. 9. El cebador de ARN se sustituye por nucleótidos de ADN 10. Una ADN polimerasa corrige los errores

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23 Crick Temin

24 Watson y Crick Craig Venter y Francis Collins Se termina la secuencia completa del Genoma Humano

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26 Consiste en sintetizar ARN a partir de una banda de ADN El ARN se diferencia del ADN en: el azúcar: ribosa, en una base: uracilo que reemplaza a la timina y es una cadena sencilla. ARNm: mensajero ARNt: transferencia ARNr: ribosomal ARN cebador. ARNi: de interferencia ARNsi: pequeño de interferencia ARNnp: ARN nuclear pequeño. Con proteínas, forma complejos usados en el procesamiento de ARN en las células eucarióticas ARNlnc: tienen un papel en el desarrollo, la proliferación celular, la regulación epigenética, la impronta genómica y la inactivación del cromosoma X Las ribozimas son moléculas de ARN con propiedades catalíticas.

27 6. Aproximadamente el 97% del genoma humano consiste de ADN que no codifica proteínas 7. (ENCODE): Enciclopedia de los Elementos del ADN. Busca definir todos los elementos funcionales codificados en el genoma humano. 8. La conclusión: la mayoría (~ 80%) del genoma humano no sólo se transcribe, sino que también tiene una función bioquímica. 9. Muchos tipos de ARNs no codificantes se han descrito: ARNs de infraestructura (ribosomal (rarn), de transferencia (ARNt), nuclear pequeño (snarn) y nucleolar pequeño (snoarn) ARNs ARNs de regulación ARNs reguladores no codificantes se pueden dividir en largos no codificantes (lncrnas) y pequeños ARNs no codificantes, que incluyen interferente pequeño (siarn), pío-asociado (piarn) y micro (miarn) ARNs.

28 1. la ARN-polimerasa se asocia a una región del ADN, denominada promotor y desenrolla la hélice Síntesis de ARN TRANSCRIPCIÓN 2 1

29 Síntesis de ARN TRANSCRIPCIÓN 2 2. La ARN-polimerasa, se desplaza por la cadena que se utiliza como molde o patrón, insertando nucleótidos de ARN, siguiendo la complementariedad de bases, así si: Secuencia de ADN: 5'...TACGAT...3' Secuencia de ARNm: 3'...AUGCUA...5

30 Cuando se copia todo el mensaje, el ARN queda libre y el ADN se cierra. El ADN, permanece dentro del núcleo en eucariotas El ARN, es la "copia de trabajo" de la información genética, que sale del núcleo. Este ARN que lleva las instrucciones para la síntesis de proteínas = ARN mensajero. El ARNt es el que traduce el mensaje

31 En eucariotas antes de salir el ARNm sufre una edición (eliminan intrones y agrega copia de poli AAA en 3'OH y CAP o protección por el extremo 5'P del ARN) Existe el procesamiento alternativo que permite que un mismo ARN codifique para varias proteínas

32 Ocurre en ribosomas dos subunidades, una grande y otra pequeña El orden de los nucleótidos determina la proteína a sintetizar. La información está codificada en forma de tripletas Las reglas de correspondencia entre codones y aminoácidos constituye el Código Genético.

33 Código genético El código genético consiste en 64 combinaciones de tripletas y sus correspondientes aminoácidos. De los 64 codones, 61 especifican aminoácidos particulares 3 determinan la finalización de la cadena Dado que los 61 tripletes codifican para 20 aminoácidos, hay "sinónimos": existen 6 codones diferentes para la leucina. Degenerado La mayoría de los sinónimos, difieren solo en el tercer nucleótido. Es altamente conservado, es decir, es casi universal

34 U C A G U FEN FEN LEU LEU SER SER SER SER TYR TYR FIN FIN CIS CIS FIN TRIP U C A G C LEU LEU LEU LEU PRO PRO PRO PRO HIS HIS GLN GLN ARG ARG ARG ARG U C A G A ISOL ISOL ISOL MET TREO TREO TREO TREO ASN ASN LIS LIS SER SER ARG ARG U C A G G VAL VAL VAL VAL ALA ALA ALA ALA ASP ASP GLU GLU GLI GLI GLI GLI U C A G 3 bases constituyen un codón 1 codón codifica para un aminoácido

35 Síntesis de proteínas TRADUCCION El ARNt transporta los aa al ARNm Tiene forma de trébol En un extremo está el anticodón En el otro hay sitio para un aminoácido Hay un tipo de molécula de ARNt para cada tipo de aa de las células. Las enzimas aminoacil- ARNt sintetasas catalizan la unión de cada aminoácido al ARNt específico.

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37 Codón de término Codón de inicio

38 La subunidad ribosómica pequeña se une al extremo 5' de una molécula de ARNm. El sitio A (aminoacil) está vacante. Generalmente es el aminoácido Met, que se une con el codón de inicio AUG La subunidad ribosómica grande se une y se forma el complejo ARNt-Met que ocupa el sitio P (peptídico).

39 Otro ARNt con aa, se coloca en A y forma un enlace peptídico con el anterior aa. Se rompe el enlace entre el primer aa y ARNt. El ribosoma se mueve en dirección 5' a 3', y el segundo ARNt, con el dipéptido, se mueve del sitio A al P.

40 Terminación: Cuando el ribosoma alcanza un codón de terminación (en este ejemplo UGA), el polipéptido se escinde del último ARNt y se desprende del sitio P. El sitio A es ocupado por un factor de liberación que produce la disociación de las dos subunidades del ribosoma.

41 La epigenética es el conjunto de procesos químicos que modifica la actividad del ADN pero sin alterar su secuencia Metilación del ADN MECANISMOS Modificación química de las colas de las histonas Micro ARNs miarn Organización espacial de la cromatina dentro del núcleo

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43 Las colas de las Histonas H3 y H4 pueden sufrir una variedad de modificaciones postranscripcionales que incluyen acetilación, metilación y fosforilación entre otros. En general, Acetilación de histonas se asocia con una configuración de cromatina más abierta (eucromatina), la cual permite la transcripción. Deacetilación de histonas se asocia con una configuración de cromatina condensada (heterocromatina) y represión de la transcripción. La posición de los nucleosomas en relación con la cadena de ADN también influye en cuáles genes son capaces de ser transcritos. Cáncer: Hipometilación e hipermetilación de ciertos genes.

44 Duplicación del ADN Replicación telómeros YouTube (juego) Finch ML, Marquardt JU, Yeoh GC, Callus BA. Regulation of micrornas and their rolein liver development, regeneration and disease. Int J Biochem Cell Biol 2014., o en Kaelin,W. G. Jr. & Steven L. McKnight Influence of Metabolismon Epigenetics and Disease Cell 153, March 28, 2013 ª2013 Elsevier Inc.