DEL GEN A LA PROTEINA

Transcripción

1 DEL GEN A LA PROTEINA Parte I: Transcripción Capítulo 12

2 Expresión de Genes fenotipo Nivel molecular afecta la estructura y función de las células lo que determina que caracteres son expresados (fenotipo) A. Garrod Trabajó con los errores innatos del metabolismo -Alkaptonuria = condición recesiva en la cual hay deficiencia de la enzima que metaboliza alkaptón (orina expuesta al aire es negra) - Postuló: síntomas de las enfermedades heredadas provienen de defectos en la síntesis de enzimas. Fué el primero en reconocer que los principios de Mendel también se aplican a los humanos (no se conocía el material genético) Genes enzimas fenotipo

3 Vías metabólicas conducen a síntesis de moléculas que establecen un fenotipo

4 1930s, Beadle & Ephrussi especularon que las variaciones en el color de ojos de la Drosophila se debía a deficiencias en la producción de enzimas que catalizan la síntesis del pigmento En ese tiempo no se conocía ni las reacciones químicas ni las enzimas que las catalizaban

5 Genes enzimas fenotipo enzimas unen el Genotipo al Fenotipo Beadle & Tatum retomaron el trabajo de Garrod y trabajaron con: -mutantes de Neurospora crassa (hongo del pan) -Caracterizan defectos metabólicos.

6 Experimentos de Beadle & Tatum Medio mínimo = agar + sales inorganicas + glucosa + biotina

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8 Encontraron mutantes para arginina

9 Caracterizaron Mutantes para la síntesis de arginina

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11 La síntesis de arginina puede estar bloqueada en tres pasos distintos. Cada mutante carece de una enzima distinta. Cada mutante = un gene Hipótesis un gen = una enzima Todas las enzimas son proteinas pero no todas las proteinas son enzimas. Se revizó la hipotesis: Un gen = una enzima Un gen = una proteína Un gen = un polipéptido (proteínas con mas de un polipéptido)

12 ? Pregunta

13 De acuerdo con la hipótesis de Beadle y Tatum, un gene- una enzima, cúantos genes distintos (mínimo) requiere el siguiente trayecto metabólico? A. 0 B. 1 C. 2 D.3 E. No se puede determinar con la información provista.

14 replicación DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA DNA RNA proteínas 4 letras 2 procesos transcripción Transcripción síntesis de RNA a partir del DNA como templado. (ácidos nucléicos ácidos nucléicos) -Transcripto primario (inicial mrna de cualquier gene) -Procesamiento en eucariontes transcriptos maduros -trna :traduce información del mrna -rrna: parte de los ribosomas traducción 4 letras 20 letras -mrna lleva el mensaje genético del DNA hacia la maquinaria de síntesis de proteínas. Traducción síntesis del polipéptido bajo la dirección del mrna. (ácidos nucléicos amino ácidos)

15 En bacterias el mrna inmediatamente es traducido sin ser procesado Procariotas: Transcripción y traducción están acopladas.

16 Procariotas

17 En Eucariontes los transcritos de RNA son procesados produciendo un RNA maduro Transcripción ocurre en el núcleo. -transcripto primario (premrna) -mensajero funcional (mrna) Traducción ocurre en el citoplasma

18 Transcripción síntesis y procesamiento del RNA Transcripción: 3 estados Iniciación Elongación Terminación RNA Polimerasa Unidad de transcripción Promotor Terminador Gen

19 RNA Polimerasa II = enzima que cataliza el enlace entre los ribonucleótidos durante la transcripción. - añade al carbono 3 del polinucleótido (síntesis de RNA de 5 a 3 ) - no requiere secuencia iniciadora ( primer ) - separa las dos bandas de DNA

20 Promotor: - secuencia específica en el DNA (40-50 pares de bases), donde se une la RNA polimerasa II. - determina cúal de las dos cadenas se transcribe - indica el lugar en donde comienza la transcripción. Incluye el TATA box = secuencia en el promotor necesaria para formar el complejo iniciador de transcripción. DNA promotor terminador Unidad de transcripción segmento que se transcribe

21 Terminador = secuencia final que la polimerasa II de RNA transcribe. El terminador transcripto (mrna) es la señal de terminación. DNA promotor terminador Unidad de transcripción segmento que se transcribe

22 Dirección de la transcripción del DNA varia entre genes En todos los casos la direccion de sintesis de RNA es de 5 a 3 y el DNA se le de 3 a 5

23 Iniciación: Polimerasa II de RNA se enlaza al promotor. Se forma el Complejo iniciador de la transcripción: Factores de transcripción (proteinas) + RNA Polimerasa -Factores de transcripción median la union de RNA polimerasa y el inicio de la transcripción -TATA box es crucial para formar el complejo de transcripción en eucariontes -Cadenas de DNA se desenrollan y comienza la transcripción de la cadena templado A eukaryotic promoter includes a TATA box Promoter Template 3 5 TATA box Start point Template DNA strand 2 Transcription factors 3 RNA polymerase II 5 3 Several transcription factors must bind to the DNA before RNA polymerase II can do so Additional transcription factors bind to the DNA along with RNA polymerase II, forming the transcription initiation complex. Transcription factors 3 5 RNA transcript

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27 Elongación RNA Polimerasa se mueve a lo largo del DNA, exponiendo bases. - Añade nucleótidos al terminal 3 (crece 5 3 ). RNA mensajero crece a 60 nucleótidos por segundo - A medida que crece el RNA se despega del templado y las cadenas del DNA se enrollan nuevamente. - Un gen puede ser transcrito simultáneamente por varias polimerasas de RNA.

28 RNA Polimerasa se mueve a lo largo del DNA, exponiendo bases. Con forme avanza la síntesis de RNA, el mrna se separa y la helice de DNA vuelve a formarse Elongation Newly made RNA Nontemplate strand of DNA RNA polymerase 3 end Direction of transcription ( downstream ) RNA nucleotides Template strand of DNA

29 Terminación -La transcripción continua hasta llegar al terminador =Secuencia de RNA señal de terminación - Procariontes: polimerasa se detiene al final de la secuencia del terminador - En eucariontes termina nucleótidos río abajo la señal de poliadenilacion (AAUAAA) Producto de la transcripción = transcripto primario o Pre-mRNA 3 Termination Completed RNA transcript 3 3 5

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31 Las enzimas del núcleo eucariotico modifican el pre-mrna antes de que el mensaje sea enviado al citoplasma Procesamiento del transcripto primario (pre-mensajero) 1. Empalme del RNA ( splicing ): son removidas partes internas del transcripto 2. Alteración de los terminales 5 y 3

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33 EXONES = segmentos que codifican para proteinas (expressed) INTRONES = segmentos no-codificantes - NO SE TRADUCEN RNA splicing: se remueven intrones y se unen exones creando la moleculas de mrna con una secuencia codificante continua

34 Empalme del RNA ( splicing ) Empalmosoma (spliceosome) complejo de proteinas + snrnps (ribonucleoproteínas pequeñas) -reconoce los sitios de splacing Ribozimas: RNA con función de enzimas Son intrones en Tetrahymena

35 RNA splicing alterno (alternative RNA splicing) Una de las funciones de empalmar RNA es producir del mismo gen distintas proteínas Transcripto primario Procesamiento diferente en diferentes células Tiroide Cerebro AAAA(A)n AAAA(A)n Calcitonina Productos diferentes CGRP

36 A menudo la proteinas tienen una arquitectura modular que consiste de dominios discretos DNA Gene Exon 1 Intron Exon 2 Intron Exon 3 Exones codifican para esos dominios Transcription RNA processing Translation Domain 3 Domain 2 Domain 1 Polypeptide

37 Modificaciones de los terminales 1. Terminal 5 5 cap = El transcripto recibe nucleótido modificado de guanina - Protege el mrna de ser degradado. - Señal de reconocimiento para el enlace del mrna a los ribosomas (traducción)

38 2. Terminal 3 Rabo de poli-a = nucleótidos de adenina - Protege el mrna de ser degradado. - Facilita el transporte hacia el citoplasma.

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