TEMA 14 ADN, portador del mensaje genético

Transcripción

1 TEMA 14 ADN, portador del mensaje genético

2 ÍNDICE 1. ADN como material genético 2. La duplicación del ADN. Hipótesis y descubrimiento del modelo semiconservativo 3. Síntesis in vitro de ADN. 4. Replicación Procariotas Eucariotas 5. Transcripción 6. Código genético. Tranducción 7. Regulación de la expresión génica

3 1. ADN, como material genético Recordamos...que a principios del siglo XX, no se sabía cuál era la molécula responsable de la herencia ( proteínas o ácidos nucleicos?). Para ello, Griffith, 1928, con sus estudios de Streptococcus pneumoniae, determinó que existía un factor transformante, capaz de convertir la cepa R (no virulenta) en virulenta (ese factor era transmitido por las cepas S muertas)

4 EXPERIMENTO DE GRIFFITH

5 En los años 40, Oswald Avery, Colin MacLeod, y Maclyn McCarty revisaron el experimento de Griffith y concluyeron que el factor de transformación era el ADN. Oswald Avery repitiendo el trabajo de Griffith con el agregado de una enzima que destruía el ADN, demostró que el factor de transformación era el ADN. Cuando Avery agregaba esta enzima, no observaba la transformación obtenida por Griffith. Concluyó que el material hereditario era ADN y no una proteína.

6 EXPERIMENTO DE AVERY

7 1952, HERVEY Y CHASE. Respaldarazo definitivo a las conclusiones de Avery. Investigación en bacteriófagos T2, marcados radiactivamente

8 2. Duplicación del ADN. Hipótesis Es el proceso mediante el cual la molécula de ADN se copia a si misma exacta y fielmente. Se produce en la fase S de la interfase celular En la fase de duplicación, cada cadena sencilla sirve de molde para la síntesis de la cadena complementaria, de modo que se pueden sintetizar dos dobles hélices con secuencias de nucleótidos idénticas......modelo SEMICONSERVATIVO

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10 Cómo se llegó a esta conclusión? Existían hipótesis sobre el modelo de replicación de ADN: Conservativa. 2 hebras antiguas y dos nuevas Dispersiva. 2 moléculas con trozos de hebra antigua y trozos nuevos

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12 Por qué se acepta el modelo semiconservativo? La controversia de la hipótesis de replicación fue resuelta por Messelson y Stahl en 1957

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15 3. Síntesis in vitro de ADN Una vez que se supo cómo era la replicación del ADN, el siguiente paso fue saber como se producía el proceso con detalle. Kornberg en 1956 aisló a partir de la bacteria Escherichia coli la enzima ADNpolimerasa

16 Características de la ADN polimerasa

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18 El experimento de Cairns (1963) Destinado a observar la duplicación de ADN in vivo El experimento de Cairns permitió descubrir: Que el ADN de Escherichia coli era circular. Confirmó la hipótesis semiconservativa. Erróneamente se dedujo que la replicación era unidireccional

19 Más tarde se confirmó que el ADN bacteriano se replica bidirecccionalmente de la siguiente manera...

20 4. Replicación La replicación del ADN es el proceso según el cual una molécula de ADN de doble hélice da lugar a otras dos moléculas de ADN con la misma secuencia de bases.

21 Replicación en procariotas - Fase de iniciación - Fase de elongación

22 FASE DE INICIACIÓN

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24 Las topoisomerasasy las girasas Eliminan el superenrollamientoque se produce en el resto de la molécula Las proteínas SSBP (de single-strand binding protein) -proteínas de unión a la cadena sencilla se unen a las hebras moldes para estabilizarlas y que no se vuelvan a enrollar. El proceso es bidireccional: hay dos conjuntos de enzimas trabajando en sentido opuesto. Se forma una burbuja de replicación con dos horquillas de replicación

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26 Fase de elongación En esta fase además de las enzimas anteriores intervienen las ARN polimerasas y las ADN-polimerasas

27 Trabajo de la ADN polimerasa III Recorre la hebra molde y selecciona en cada momento el desoxirribonucleótido trifosfato, cuya base debe ser complementaria a la base del molde. Si el nucleótido trifosfato seleccionado, es en efecto el complementario, cataliza su hidrólisis separando un resto pirofosfato (PP) del nucleótido monofosfato que incorpora a la cadena de ADN en formación mediante un enlace fosfodiéster.

28 Defectos de la ADN polimerasa III Es incapaz de iniciar una cadena por si misma, se limita a añadir nucleotidos a una cadena preexistente de ARN llamado CEBADOR o primer fabricado por una ARN polimerasa llamada primasa Sólo sabe añadir los nucleótidos al extremo 3, pero no al extremo 5. (la hebra nueva crece en sentido 5 3 )

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30 Replicación de la Hebra continua 3 5 Se descubrió que la hebra molde 3 5 es copiada de manera continua por el enzima ADN polimerasa III con la ayuda inicial de un fragmento de ARN llamada ARN cebador o primer fabricado por una primasa. La hebra nueva crece por tanto en sentido 5 3 de forma continua

31 Replicación de la Hebra retardada 5 3 La enzima ADN polimerasaiii no sabe leer en este sentido por tanto tiene que ir retrocediendo para poder leer en el sentido adecuado. Una ARN polimerasa fabrica un fragmento de ARN de unos nucleótidos denominado ARN cebador que deja un extremo 3 libre donde poder añadir nucleótidos La ADN polimerasa añade sobre este cebador un fragmento de unos 1000 o 2000 nucleótidos de ADN denominado fragmento de Okazaki. (este concepto varía según los libros)

32 Hebra retardada (continuación) Luego laadn-polimerasa I(la aislada por Kornberg) gracias a su función exonucleasa retira los fragmentos de ARN y luego a su función polimerasa rellena los huecos con ADN. Finalmente la ADN-ligasa empalma entre sí los diferentes fragmentos, en la hebra de crecimiento discontinuo llamada hebra retardada

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