Expresión del material hereditario. Regulación en procariontes. Regulación en Eucariontes.

Transcripción

1 Expresión del material hereditario. Regulación en procariontes. Regulación en Eucariontes. Genética Moderna. Griffiths, Gelbart, Miller, Lewontin. Capítulo 3. La Función de los Genes. Capítulo 14. Regulación de la transcripción.

2 Cómo es el material hereditario en todas las células de un organismo? Todas las células de un organismo son idénticas?

3 Cómo explicaría que las células de los distintos órganos son diferentes?

4 Expresión génica es el proceso por medio del cual todos los organismos procariotas y eucariotas transforman la información codificada en el ADN en RNA y proteínas necesarias para su desarrollo y funcionamiento.

5 Flujo de información en la célula ADN TRANSCRIPCIÓN ARNr ARNt ARNs ARNm TRADUCCIÓN PROTEINA

6 Propiedades del RNA 5 P Es una cadena sencilla de nucleótidos. El RNA tiene un azúcar ribosa en su cadena y el esqueleto es fosfato-ribosa. Las bases son Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo, en vez de timina. P P OH OH A G Las bases complementarias de cadenas nucleotídicas pueden establecer puentes de hidrógeno y formar doble cadena P OH C U OH 3

7 PROCARIOTA Visión General del Proceso de Expresión Génica DNA GEN A GEN B mrna Región Codificadora A Transcripción Región Codificadora B Proteína A Traducción B ARNm procariota Es policistrónico, es decir, contiene informaciones separadas para varias proteínas distintas. No sufre el proceso de maduración. Transcripción y traducción pueden ocurrir simultáneamente.

8 EUCARIOTA NÚCLEO DNA Gen X EXÓN 1 INTRÓN 1 EXÓN 2 INTRÓN 2 EXÓN 3 mrna inmaduro EXÓN 1 INTRÓN 1 EXÓN 2 INTRÓN 2 EXÓN 3 Procesamiento del RNA Transcripción INTRÓN 1 INTRÓN 2 Intrones escindidos mrna maduro Traslado al citoplasma mrna Traducción Proteína CITOPLASMA ARNm eucariota Es monocistrónico contiene información para una única proteína. Sufre proceso de maduración. Transcripción y traducción ocurren de manera consecutiva.

9 Síntesis de Transcriptos en procariotas. Esquema General RNA polimerasa única Unidad de Transcripción Ayuda al reconocimiento del promotor y sitio de inicio

10 Transcripción en PROCARIOTAS Inicio Unión de la RNA polimerasa al PROMOTOR

11 Inicio de la transcripción Arqueas Caja TATA Bacterias Caja Pribnow

12 Transcripción en PROCARIOTAS Elongación La RNApol adiciona ribonucleótidos en la dirección 5-3 empleando como molde una cadena de ADN en dirección 3-5.

13 Terminación Cuando se alcanza el sitio de terminación cesa el crecimiento de la cadena de RNA y se libera al igual que la polimerasa. Transcripción y traducción simultánea

14 RNA Polimerasas en eucariotas Existen tres tipos de RNA polimerasas Polimerasa de RNA I (Pol I) transcribe los genes que determinan rrna Polimersa de RNA II (Pol II) transcribe los genes que determinan proteínas Polimerasa de RNA III (Pol III) transcribe otros RNAs funcionales como trna

15 Siempre la transcripción de los genes es en la misma dirección y crece de 5-3 por lo tanto el ADN molde debe estar orientado en dirección 3-5

16 Caja TATA Inicio de la transcripción

17 Elongación y terminación La transcripción finaliza cuando se alcanza la secuencia de terminación.

18 Procesamiento del pre-rna en eucariotas

19 Corte y empalme (splicing) del RNAm (Ribonucleoproteínas pequeñas)

20 Splicing Alternativo Distintas proteínas del gen de la α tropomiosina

21 Marcos de lectura (ORF) GUACGUAAGUAAGUAUGGACGUA -GUA CGU AAG UAA GUA UGG ACG... -G UAC GUA AGU AAG UAU GGA CGU... -GU ACG UAA GUA AGU AUG GAC GUA... Se usa como estrategia de análisis de secuencias en bases de datos en busca de genes potenciales. Los programas buscan secuencias largas que tengan codones de iniciación (AUG) y que finalicen con codones stop.

22 Características del código genético Cada codón del mrna está formado por 3 ribonucleótidos que codifica un aminoácido. El código es degenerado ya que varios codones codifican para un mismo AA. Hay una señal de inicio y una de fin. El código es universal. Es no solapado y no ambiguo

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24 Estructura de los Ribosomas Procariota Eucariota

25 ARN de transferencia

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27 Traducción Inicio

28 Traducción Elongación

29 Traducción Terminación

30 Traducción en Bacterias Traducción en Arqueas La diferencia con Bacterias es que el aminoácido inicial es METIONINA al igual que en Eucariotas.

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32 GENES ARN pol PROCARIOTAS Los genes son continuos. Se transcribe el ARN sin maduración posterior. Tiene un solo tipo de ARN polimerasa para la síntesis de los 3 tipos de ARN. EUCARIOTAS Muchos genes son discontinuos (intrones y exones). El ARN transcrito primario sufre un proceso de maduración. Tiene 3 tipos de ARN polimerasa: ARNpol I: ARNr ARNpol II: ARNm ARNpol III: ARNt Inicio Transcripción Factor Sigma Varios factores Terminación Transcripción Transcripción/ Traducción Estructura de horquilla y proteína Rho Ocurren en el citoplasma y pueden ocurrir de manera simultánea. Secuencias de terminación La transcripción se produce en el núcleo y la traducción en el citoplasma. Tipos de genes Policistrónicos Monocistrónicos Maduración ARNm No sufre maduración. - Extremo 5 : se agrega una caperuza de metil guanosina trifosfato. - Extremo 3 : adición de cola polia. Contribuye a la salida del ARNm del núcleo. Ribosomas 70S 80S AA inicial Formil-metionina Metionina

33 Expresión Genes Constitutivos Expresión génica constante Regulables Represión Inducción

34 Regulación de la expresión génica

35 Regulación de la transcripción Se necesita de la interacción ADN-Proteínas Regulación positiva Regulación negativa

36 Acción de los efectores alostéricos sobre la unión de proteínas al ADN Sin efector Con efector Activador Represor

37 Represión

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39 Inducción

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41 Genes Maestros