1948: Enuncian la hipótesis denominada : UN GEN UNA ENZIMA

Transcripción

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2 1948: Enuncian la hipótesis denominada : UN GEN UNA ENZIMA

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6 En defensa de Crick..

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8 Es el paso de ADN a ARN. Proceso fundamental para la síntesis de proteínas. La ENZIMA necesaria para hacer una copia de ADN a ARN se llama: ARN POLIMERASA ADN DEPENDIENTE: Une nucleótidos en sentido (30-40 nucleótidos por segundo). Utiliza nucleótidos trifosfato. Trabaja por complementaridad de bases, entre ADN y nucleótidos libres. El comienzo del proceso se produce en regiones específicas del ADN.

9 Hay una sola ARN polimerasa (4 subunidades: 2 α, 1 β y 1 β ). Región promotora: rica en T y A, ej. TATAATG Para reconocer la secuencia la enzima se une al factor σ (sigma) (proteína), cambia de conformación y se vuelve operativa (reconoce promotor) Señal de terminación: G y C. Interviene el factor ρ (Rho), una proteína.

10 2.2 TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS La estructura de los ARNm y el proceso de transcripción en células eucariotas es similar a lo expresado para procariotas, pero debemos considerar algunas diferencias: - Las células eucariotas poseen distintos tipos de ARN polimerasas que sintetizan distintos tipos de ARN. - Los extremos 3 y 5 de los ARNm están modificados. En el extremo 5 encontramos una estructura denominada CAP ( CAPeruza 7- metilguanosina trifosfato) y en el 3 una cadena de polia (200 ribonucleótidos). - Las moléculas de ARNm, tras sintetizarse, son modificadas. Los transcritos primarios eucariotas sufren un proceso por el que determinadas secuencias, intrones, son eliminadas (SPLICING). - Los ARNm eucariotas son monocistrónicos o monogénicos.

11 ARN polimerasas eucariotas ENZIMA LOCALIZACIÓN PRODUCTO ARN pol I nucleolo Pre-ARNr ARN pol II nucleoplasma ARNhn (pre-arnm) ARN pol III nucleoplasma ARNr 5S y pre-arnt Factores de transcripción: interaccionan con las ARN polimerasas para iniciar el proceso: - Factores basales: necesarios para el comienzo de la síntesis de ARN - Factores no inducibles: se unen a promotores de genes que se expresan constitutivamente en todas las células - Factores inducibles, controlan la transcripción de genes específicos de ciertos tejidos según su situación fisiológica.

12 Promotor eucariota Los genes eucarióticos que codifican proteínas poseen centros promotores con una secuencia consenso TATAAA, llamada CAJA TATA o CAJA HOGNESS, centrada en -25, Muchos promotores eucarióticos también presentan una CAJA CAAT con la secuencia consenso GGNCAATCT centrada en -75. La transcripción de los genes eucarióticos se estimula además por las llamadas SECUENCIAS POTENCIADORAS o ENHANCERS, que pueden estar muy lejos (incluso varias kilobases) del punto de iniciación tanto hacia el extremo 5 como hacia el 3.

13 Procesamiento o maduración del ARNm eucariota 1. Modificación de los extremos - En el extremo 5 del ARN heterogéneo nuclear se produce la metilación de dos nucleótidos que constituye la caperuza o CAP de 7- metilguanosina trifosfato. Esta metilación ocurre inmediatamente después de iniciarse la transcripción y tiene como función proteger al ARN de la degradación y facilitar el reconocimiento por los ribosomas para iniciar la traducción. - En el extremo 3 se añade una cola de poli A de unos 20 a 200 nucleótidos que no está codificada en el ADN. Esta cola aumenta la estabilidad del ARN y está relacionada con su salida al citoplasma.

14 2. Splicing -Consiste en la eliminación de intrones. -Intervienen las Ribonucleoproteínas pequeñas nucleares (RNPpn) o espliceosomas. Están formadas por ARN y proteínas. Las ligasas unen los fragmentos y se obtiene así el ARNm definitivo. -Los ARNt formados por la ARN pol III, se produce la modificación de algunas bases específicas (ej. Pseudouracilo). -Los ARNr: codificados en el organizador nucleolar (región de ADN) y se realiza en el nucleolo. -La ARN pol I forma el ARN 45s (da 28S, 18S y 5,8S) -La ARN pol III forma el ARN 5s

15 procariotas eucariotas

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17 DESCUBRIMIENTO

18 CARACTERÍSTICAS 1. Hay 61 codones codificadores de aa y 3 (llamados sin sentido) que señalan el final del mensaje y no especifican ningún aa. 2. Secuencia lineal de bases nitrogenadas. 3. No hay espacios ni separaciones en el ARNm. 4. Tiene carácter UNIVERSAL. Es igual para todas las especies independientemente del grupo que sean (excepción algunos genes en mitocondrias, protistas ciliados y virus). Es decir, los ribosomas de una célula pueden traducir cualquier ARNm sea cual sea su procedencia. 5. Es DEGENERADO, no existe el mismo número de señales codificadoras en el ARN que aa van a ser codificados. A excepción del triptófano y la metionina (codificados por un único codón) el resto están codificados por más de un triplete.

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22 Transportan los aminoácidos hasta los ribosomas. Todos los tipos de ARNt comparten algunas características: En el extremo 5 un triplete que tiene guanina y un ácido fosfórico libre. En el extremo 3 tres bases (C-C-A) sin aparear. Por este extremo se une al aminoácido. En el brazo A un triplete de bases llamado anticodón diferente para cada ARNt en función del aminoácido que transportan % del total de ARN Pueden aparecer otras bases

23 La subunidad 30S se une al ARNm por su extremo 5, donde se encuentra el codón de iniciación AUG, lo que requiere la unión del factor proteico de iniciación IF-3 al la subunidad 30S. Al complejo 30S-ARNm-IF-3 se une un segundo factor, IF-2, una molécula de GTP y el primer aminoacil-rnat (en procariotas formilmetionina y metionina en eucariotas). La formilmetionina se coloca en la posición P (peptidil) de la subunidad 30S. El factor IF-1 se une al complejo permitiendo la unión de la subunidad 50S. Simultáneamente el IF-3 se retira y el GTP se hidroliza, acompañando la salida de IF-1 y 2. En eucariotas, los factores son IF-M, IF-M2 e IF-M3.

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28 - Un gen REGULADOR (i) generalmente esta ubicado a unos cientos de pares de bases del sitio promotor y que codifica para una proteína represora que tiene afinidad para unirse al operador e inhibir la transcripción de los genes estructurales - Un gen PROMOTOR (p) el lugar del ADN en el cual se une la ARN polimerasa para iniciar la transcripción. - Un gen OPERADOR (o), entre el promotor y los genes estructurales, al que puede unirse el represor activo - Los genes ESTRUCTURALES que son porciones de ADN que codifican la síntesis de la proteínas asociadas metabólicamente Se distinguen dos modelos de operón: INDUCIBLES como el operón lactosa y REPRIMIBLES, como el operón triptófano.

29 INDUCIBLE: OPERÓN LACTOSA En ausencia del inductor (la lactosa), la proteína represora producto del gen regulador i se encuentra unida a la región operadora e impide la unión de la ARN-polimerasa a la región promotora y, como consecuencia, no se transcriben los genes estructurales. En presencia del inductor, éste se une a la proteína reguladora que cambia su conformación y se suelta de la región operadora dejando acceso libre a la ARN-polimerasa para que se una a la región promotora y se transcriban los genes estructurales. La presencia del inductor hace que se expresen los genes estructurales del operón, necesarios para metabolizar la lactosa.

30 REPRIMIBLE: OPERÓN TRIPTÓFANO Es un sistema de tipo represible, ya que el aminoácido triptófano (correpresor) impide la expresión de los genes necesarios para su propia síntesis cuando hay niveles elevados de triptófano. En ausencia de triptófano, o cuando hay muy poco, el represor producto del gen regulador R no es capaz de unirse al operador de forma que la ARN-polimerasa puede unirse a la región promotora y se transcriben los genes del operón triptófano. En presencia de triptófano, el triptófano se une a la proteína represora cambiando su conformación y activándola, de manera que ahora sí puede unirse a la región operadora y como consecuencia la ARN-polimerasa no puede unirse a la región promotora y no se transcriben los genes estructurales.

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32 B) REGULACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS Mucho más complejo: se da desde la traducción a la transcripción. En eucariotas, además de genes estructurales, hay otras secuencias reguladoras: promotor, secuencias intensificadoras y silenciadoras, a los que se unen FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN, proteínas reguladoras activadoras o inhibidoras, que controlan específicamente la expresión de cada gen según la situación fisiológica de la célula. Su funcionamiento muchas veces está condicionada por la presencia de hormonas: - HORMONAS LIPÍDICAS: que atraviesan fácilmente la membrana plasmática uniéndose a proteínas receptoras intracelulares y formando complejos hormona-receptor que se dirigen al núcleo, donde se unen a secuencias específicas del ADN induciendo la transcripción de determinados genes. - HORMONAS PROTEICAS: se unen a proteínas receptoras de la membrana, formando el complejo hormona-receptor. Esta unión activa a la adenilato ciclasa localizada en la cara interna de la membrana, que hace que el ATP se transforme en AMP cíclico, llamado segundo mensajero. Éste se dirige al núcleo y activa a proteínas reguladoras de la transcripción.

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