DOGMA DE LA BIOLOGÍA CELULAR. Miss Marcela Saavedra A.

Transcripción

1 DOGMA DE LA BIOLOGÍA CELULAR Miss Marcela Saavedra A.

2 DOGMA CENTRAL DE LA GENÉTICA MOLECULAR

3 OBJETIVO DE LA REPLICACIÓN Para que la información genética sea transmitida de una generación a la siguientes es necesario que el ADN sea reproducido conservando la secuencia. Se asegura la continuidad de la información durante el desarrollo embrionario, la reparación y regeneración de tejidos, además del crecimiento del organismo.

4 REPLICACIÓN DEL ADN

5 EN QUE MOMENTO??

6 CUÁL ES EL MODELO DE REPLICACIÓN DEL ADN?

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8 EXPERIMENTO DE MESELSON Y STAHL El experimento de Meselson-Stahl fue realizado en 1957 y en él se demostró que la replicación de ADN era semiconservadora. Aquella en que la cadena de dos filamentos en hélice del ADN se replica de forma tal que cada una de las dos cadenas formadas contiene un filamento original y uno nuevo sintetizado.

9 Experimento de Meselson y Stahl

10 PROCEDIMIENTO Meselson y Stahl cultivaron bacterias en un medio 15N. El 15N es un isótopo pesado de nitrógeno, por lo tanto el ADN sintetizado es de densidad pesada. Luego, cambiaron las bacterias a un medio con 14N. El ADN se aisló varias veces que corresponden a los ciclos de replicación 0, 1, y 2. Después de un ciclo de replicación, el ADN fue todo de densidad intermedia. Esto descarta el modelo conservador de la replicación, que predice que ambos ADN (pesado y liviano) estarán presentes, pero ninguno de densidad intermedia. * El resultado no descarta el modelo dispersivo, que también predice que todo el ADN será de densidad intermedia (segmentos intercalados de doble cadena 15N y 14N)

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12 Después de dos ciclos de replicación, se ven dos bandas de ADN, una de densidad intermedia y una de densidad liviana. Este resultado es exactamente lo que el modelo semiconservativo predice: la mitad debería ser densidad intermedia 15N-14N la intermedia y la mitad de densidad liviana 14N-14N. Este resultado descarta el modelo dispersivo de la replicación, que predice que después del ciclo 1 de replicación, la densidad del todas las moléculas de ADN, gradualmente llegarían a ser más bajas.

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15 Las dos hebras originales no son destruidas, sino que pasan a ser parte de las nuevas moléculas de ADN producidas y por esto se dice que la replicación es semiconservativa. La cadena de nueva es idéntica a la original que le sirvió de templado. Una de las hebras corresponde a la hebra antigua mientras la otra hebra es nueva y complementaria

16 La replicación del ADN en el ser humano es a una velocidad de 50 nucleótidos por segundo, en células procariontes alrededor de 500 nucleótidos por segundo. Los nucleótidos tienen que se armados y estar disponibles en el nucleoplasma conjuntamente con la energía para polimerizarlos.

17 Replicación del ADN Se caracteriza por ser: Semiconservativa, significa que cada una de las moléculas de ADN resultantes contiene una de las cadenas del ADN de origen y otra nueva. Bidireccional, significa que se sintetiza en dos direcciones, pero siempre en sentido 5 a 3 Semidiscontinua, se replica una hebra adelantada y otra retrasada o rezagada (compuesta por los denominados fragmentos de Okazaki).

18 CÓMO SE REALIZA LA REPLICACIÓN?

19 PARTIDOR, PRIMERS O CEBADOR Es una secuencia corta de ribonucleótidos que contiene un grupo 3 libre y actúa como punto de inicio para que la ADNpol adicione los nucleótidos, con el fin de copiar la hebra molde.

20 REPLICACIÓN: INTERACCIÓN DE MUCHAS PROTEÍNAS ARN primasa

21 La helicasa rompe los puentes de hidrógeno de la doble hélice permitiendo el avance de la horquilla de replicación. La topoisomerasa impide que el ADN se enrede debido a la separación de la doble hélice. Las proteínas SSB se unen a la hebras abiertas de ADN, impidiendo el sobreenrollamieno de la hebra sobre sí misma. La ADN polimerasa sintetiza la cadena complementaria de forma continua en la hebra adelantada y de forma discontinua en la hebra rezagada. La ARN primasa sintetiza el cebador, necesario para la síntesis de la cadena complementaria. La ADN ligasa une los fragmentos de Okazaki.

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24 UN POQUITO DE PSU a) b) c) d) e) En la replicación de ADN, las copias resultantes están formadas por: Dos hebras nuevas de ADN Dos hebras de ADN conservadas. Una hebra de ADN conservada y otra nueva. Dos hebras de ADN, cada una con una mitad conservada y otra nueva. Dos hebras de ADN, cada una de las cuales es un mosaico de partes conservadas y nuevas Alternativa correcta: C Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2011.

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26 Recordar Dogma central de la biología Replicación Traducción Transcripción ADN ARN Hebra molde Transcripción Traducción PROTEÍNAS

27 Conceptos generales Definición de gen Es una secuencia de nucleótidos en la molécula de ADN, equivalente a una unidad de transcripción. Contiene la información a partir de la cual se sintetiza un polipéptido, una enzima, un ácido ribonucleico (mensajero, de transferencia, ribosomal) o pequeños ARNs reguladores. En el genoma humano, la mayoría de los genes son únicos y se expresan en forma independiente.

28 TRANSCRIPCIÓN La información genética se traspasa al ARN durante el proceso de transcripción. En eucariontes la transcripción es en el núcleo. Los ARN se procesan y salen del núcleo hacia el citoplasma, donde van a ejercer su función. Los ARNm, en particular, portan el código acerca del orden de las secuencias de aminoácidos.

29 Estructura del ARN Características: El ARN esta formado por una cadena simple de nucleótidos. Cada nucleótido del ARN presenta: Ribosa como azúcar pentosa. Un grupo fosfato. Una base nitrogenada que puede ser: Adenina (A), Citosina (C), Guanina (G) y Uracilo (U) en vez de Timina (T). Función: Expresión de la información genética. Existen tres principales: -ARNm (mensajero) -ARNt (transferencia) -ARNr (ribosomal)

30 ARN Bases Ribonucleótido Grupo hidroxilo en la posición 2

31 Tipos de ARN ARN mensajero: se organiza en secuencias de tres nucleótidos (tripletes), que se denominan codones, por ejemplo UGU. ARN de transferencia: porta aminoácidos hacia el lugar de síntesis de proteínas, el ribosoma. El ARNt funciona como un adaptador que traduce el codón del ARNm. Para ello el ARNt tiene un triplete de bases nitrogenadas denominado anticodón.

32 ARN ribosomal: estructura a los ribosomas, lugar físico en el que ocurre la síntesis proteica. Cada ribosoma esta formado por dos subunidades, y cada una de ellas contiene ARNr y proteínas ribosomales.

33 Pregunta PSU La siguiente figura está relacionada con el proceso de biosíntesis de proteínas: Al respecto, es correcto inferir que I) la estructura 1 corresponde a un ARN de transferencia. II) el triplete UUA representa un anticodón para un aminoácido. III) 5 AAU 3 representa un ARN mensajero. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y III E) I, II y III Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2012

34 TRANSCRIPCIÓN La información secuenciada en el ADN no se usa directamente en la síntesis de proteínas, es necesario generar una molécula intermediaria. La producción del ARN implica la participación de una compleja maquinaria enzimática. Se realiza en 3 pasos: iniciación- elongación- terminación

35 TRANSCRIPCIÓN DEL ADN La enzima helicasa ayuda en la transcripción abriendo las hebras de ADN para comenzar la complementariedad de bases. De la molécula de ADN solo se transcribe una hebra molde, la antiparalela (3 5 ) La síntesis de ARN va en dirección 5 3

36 INICIACIÓN Región promotora ARN polimerasa, es la enzima que cataliza la transcripción La ARNpol inicia la transcripción en la región promotora en el ADN. Reconoce una secuencia de bases (TAC) localizada cerca de la región del promotor que sirve como molde.

37 ELONGACIÓN Nuevo transcrito de ARN ADN sin desdoblar ADN molde desdoblado Durante la transcripción, la doble hélice del ADN comienza a desdoblarse en frente de la ARNpol. Pequeños segmentos de ARN nuevo se unen brevemente al molde de ADN. Los nuevos segmentos de ARN se desenrrollan del molde y las dos hebras del ADN se unen nuevamente.

38 ADICIÓN DE NUCLEÓTIDOS 3 Dirección de la transcripción Crecimiento del ARN La ARN polimerasa cataliza el ensamblaje de ribonucleótidos, uno después de otro, en la cadena de ARN, usando las bases expuestas de ADN como molde. En el ARN no existe Timina, cuál es el ribonucleótido que se adiciona en ese caso?

39 TERMINACIÓN La molécula de ARN se separa completamente del ADN (que recupera su forma original). La ARN polimerasa es liberada, junto a todos los factores de transcripción..

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41 MADURACIÓN DEL TRANSCRITO PRIMARIO Solo en eucariontes. Permite que el ARN pueda salir del núcleo hasta los ribosomas en el citoplasma. Modificaciones: Adición de cap. Poliadenilación (adición de cola polia) Proceso de splicing (corte de intrones y empalme de exones)

42 MADURACIÓN POST- TRANSCRIPCIONAL Un casquete de metilguanina (CAP) al extremo 5 de la molécula. Una cola de poli-a al extremo 3 al terminar la transcripción.

43 Se produce remoción de intrones y unión de exones en el ARNm antes de dejar el núcleo. Este proceso es conocido como empalme o "splicing"( Del inglés corte y empalme. )

44 MECANISMO MOLECULAR DEL SPLICING Proceso muy exacto, donde los intrones son cortados del ARNm inmaduro por un sistema específico de proteínas que reconocen secuencias cortas dentro del intrón y que se encuentra cerca de los límites con exones. Estas secuencias son llamadas "sitio dador"

45 Spliceosoma

46 EJEMPLO DE MADURACIÓN DE ARNM

47 EDICIÓN Y TRANSPORTE DEL ARNM El ARNm procesado correctamente se transporta hacia el citoplasma a través de los poros de la carioteca.