Bases moleculares de la herencia

Transcripción

1 Bases moleculares de la herencia I. Que moléculas son las portadoras de la información hereditaria? I. Como se preserva y trasmite la información hereditaria? I. Como se expresa esta información. Dogma central de la biología molecular I. Como se genera la variación? 1

2 III. Como se expresa esta información. Dogma central de la biología molecular El dogma central 1957 Francis Crick La principal función de los genes es la manufactura de proteinas. La hipótesis de la secuencia : El orden de las bases en una porcion del ADN representa un codigo para una secuencia de aminoacidos especifica. El problema del código : Si la secuencia codifica una proteína, con 4 nucleótidos y 20 Aa el código mas simple debe ser de tripletes. El Dogma Central : La informacion se transmite del ADN a un intermediario de ARN y de éste a proteínas, pero la información no se puede trasmitir de proteínas a ADN. 2

3 Los genes son segmentos de ADN que codifican para cadenas de polipeptidicas y ARNs Existe una colinearidad entre la secuencia de nucleótidos del ADN, ARN y la secuencia de aminoácidos de la cadena polipeptídica. Los tripletes de nucleotidos (codones) en el ADN, determinan los aminoácidos en la proteína pasando por un intermediario de ARNm. Una cadena de ADN sirve como molde para la síntesis del ARNm. Los codones del ARNm formado son complementarios al los del ADN molde. 3

4 ARN ARN es una molécula de ácido nucleico. Está formado por una única cadena. El azúcar del ARN es la ribosa. Tiene los nucleótidos G, A y C, pero la timina (T) se sutituye por el uracilo (U). 4

5 Transcripción- Síntesis de ARN ( ácido ribonucleótido) Previamente se necesita un desenrrollamiento parcial del ADN Una hebra de ADN sirve de molde Formación de enlace 3-5 fosfodiéster La síntesis sólo se inicia en secuencias específicas llamadas promotores

6 Que enzima es la encargada de la replicación? La enzima ARN polimerasa ( ARN pol) es la encargada de generar una cadena de ARN a partir de una cadena de ADN ( cadena molde) La enzima elonga una cadena en dirección

7 Hay tres tipos de ARN Propiedades comunes: Todos son producidos por transcripción Todos cumplen un papel en la síntesis proteica Generalmente con estructuras secundarias y terciarias complejas ARN mensajero (ARNm) ARN transferencia (ARNt) ARN ribosómico (ARNr) se asocia a proteínas para formar el ribosoma

8 Nomenclatura transcripcional Una hebra de ADN sirve de molde (hebra molde) El transcripto es igual a la hebra codificante (dirección 5-3 ) y complementario a la hebra molde (dirección 3-5) (Sense) CCTTACTTACTGTTACGCCG GGAATGCCTGACAATGCGGC (Antisense) CCUUACUUACUGUUACGCCG

9 DEFINICIONES Un gen es una secuencia de nucleótidos que contiene la información necesaria para la síntesis de un polipéptido o un ARN funcional. Se incluyen en esta definición, la secuencia codificante del gen y las secuencias señai adyacentes que indican el comienzo y fin de la unidad transcripcional. En procariotas y eucariotas la estructura de los genes es levemente diferente. INTRON: Regiones no codificantes que son eliminadas del gen durante el proceso de maduración del ARNm EXON: Regiones codificantes que permanecen después de la maduración del ARNm ( ARN 9maduro) Que es un gen?

10 La maduración de los transcriptos en eucariotas (SPLICING) El proceso de transcripciçon forma primero un transcripto primario Previo a salir al citoplasma se eliminan los intrones Proceso preciso dirigido por apareamientos de base con ARN particulares que reconocen las uniones exón-intrón 10

11 TRADUCCIÓN - SINTESIS DE PROTEINAS La síntesis proteica ocurre de modo semejante en todas las células El ADN porta la información para la síntesis proteica en una secuencia de nucleótidos El ARNm transporta la información al citoplasma donde ocurre la síntesis proteica Tres tipos de ARN desempeñan un papel cooperativo: ARNm transportador de la información ARNr asociado a proteínas forma el ribosoma ARNt lectores del ARNm y portadores del Aminoácido correspondiente

12 El orden de los aminoácidos en la cadena proteica (secuencia) está determinado por la secuencia (orden) de nucleótidos. El orden de los aminoácidos en la cadena proteica (secuencia) determina la función de la nueva proteína. Es necesario un código bilingüe para pasar la información de la secuencia de bases a secuenci de aminoácidos (código genético)

13 El código genético Francis Crick Robert Holley H. G. Khorana, Marshal Nirenberg. CODIGO GENETICO UNIVERSAL EN TRIPLETES NO SOLAPADO REDUNDANTE NO AMBIGUO DEGENERADO 13

14 Reconocimiento codón-anticodón Cada ARNt trae unido a su extremo 5 el Aminoácido correspondiente al codón que del ARNm ARNt como adapatador Reconocimiento codónanticodón Aminoacil- ARNt

15 Iniciación traduccional Reconocimiento delo sitio de inicio (AUG) Proveer sitios para que se inicie la elongación Se inicia con el ARNt que trae la metionina Requerimientos ARNm ARNt met codón de iniciación 2 subunidades ribosomales Factores de iniciación GTP, Mg 2+ P A

16 Elongación Requerimientos Ribosoma completo (complejo de iniciacion) Aa-ARNts especificados por cada codón Actividad peptidil-transferasa (23s) GTP, Mg 2+ P A Agregado secuencial de Aminoácidos Enzima encargada - peptidil transferasa Sitio A- lugar a donde llega el Aa-ARNt Sitio P- lugar en donde se va formando la cadena polipidica

17 Terminación Se llega a un codón stop (UAG) Proteínas especializadas (Factores de liberación) desensamblan el ribosoma y se libera la cadena polipeptidica recien sintetizada Requerimientos codón de terminación factores de liberación ATP

18 Flujo de información en la célula 18

19 EL NUEVO DOGMA 19

20 IV.Como se genera la variación? Cambios en el ADN Mutaciones que alteran la función génica cambiando la estructura o la función de un producto 20

21 Cambios en una secuencia de ADN que codifica para una proteína......ccgcgtcagaccgaaattaacgcg... CCGCGUCAGACCGAAAUUAACGCG P 21 R Q T E I N A

22 Tienen diferentes efectos: 1. mutación silenciosa...ccgcgtcagaccgagattaacgcg... CCGCGUCAGACCGAGAUUAACGCG P 22 R Q T E I N A

23 Tienen diferentes efectos: 2. cambio de sentido...ccgcgtcagaccgcaattaacgcg... CCGCGUCAGACCGCAAUUAACGCG P 23 R Q T A I N A

24 Tienen diferentes efectos: 3. sin sentido...ccgcgtcagacctaaattaacgcg... CCGCGUCAGACCUAAAUUAACGCG P 24 R Q T *

25 Tienen diferentes efectos: 4. Inserción y corrimiento del marco de lectura...ccgcgtcagaccgaaattaaacgcg... CCGCGUCAGACCGAAAUUAAACGCG P 25 R Q T E I K R

26 Tienen diferentes efectos: 5. Delección y corrimiento del marco de lectura A...CCGCGTCAGACCGAAATTACGCG... CCGCGUCAGACCGAAAUUACGCG P 26 R Q T E I T R

27 La posición de una mutación en la secuencia de un gen tendrá diferentes consecuencias funcionales 27

28 La clasificación de alelos en A y a esconde gran diversidad de cambios en las secuencias de ADN Mecanismos de las enfermedades recesivas Generalmente por defectos en una enzima que por mutación resulta en una pérdida de función. Mecanismos de las enfermedades dominantes 28 Por mutación que resulta en una pérdida de función en proteínas reguladoras o de señalización celular. Por pérdida de una proteína estructural. Por mutación que da lugar a una forma anormal funcionalmente diferente (ganancia de función).

29 Mutaciónes de pérdida de función Producto no es funcional o con funcionalidad muy reducida. Generalmente se asocian a fenotipos recesivos. Para la mayoría de los productos enzimáticos no importa la cantidad de producto, por lo que la mitad es perfectamente funcional. 29

30 Mutaciones de funcionalidad reducida 30

31 Mutaciónes de pérdida de función dominantes cuando la cantidad de producto es crítica hay (generalmente dominante) Por elemplo en proteínas diméricas o multiméricas Si un polipéptido que forma parte de esta proteína es no funcional, interfiere con el producto normal en un heterocigota y lo hace igualmente inactivo 31

32 Mutaciones de ganancia de función El producto hace algo anormal (una nueva función) Generalmente se asocian a fenotipos dominantes, pues el alelo normal no impide el funcionamiento anormal del alelo mutado Generalmente involucran mecanismos de regulación o señalización intracelular 32