RECOMENDACIONES DE SELECTIVIDAD 1. Se recomienda que los procesos de replicación del ADN, transcripción y traducción se expliquen tomando como referencia lo que acontece en una célula procariótica sin dejar de resaltar la compartimentación asociada a estos procesos en las células eucarióticas. 2. En el proceso de replicación del ADN, se sugiere, al menos, la mención de: origen de replicación, sentido 5 ---> 3, cadenas adelantada (conductora) y retrasada (retardada), cebador, fragmento de Okazaki, ADN y ARN polimerasas y ADN ligasa. 3. En la explicación del proceso de transcripción se sugiere, al menos, la mención de: diferencia entre cadena codificante y cadena molde del ADN, sentido 5 ---> 3, copia de una sola cadena del ADN, señal de inicio (promotor), acción de la ARN polimerasa y señal de terminación. 4. En la síntesis de proteínas se sugiere la mención de, al menos: etapa de iniciación (ARN mensajero, ARN transferente, codón de inicio, anticodón y subunidades ribosómicas); etapa de elongación (formación del enlace peptídico y desplazamiento del ribosoma (translocación); etapa de terminación (codón de terminación). 5. En relación con el código genético, los alumnos deben conocer, al menos, que se trata de un código universal (aunque con excepciones) y degenerado. 6. Se sugiere el uso de diferentes tablas o imágenes del código genético donde se muestre la asignación de aminoácidos a los 64 tripletes; tanto el modelo conocido en una tabla de doble entrada como el modelo de círculos concéntricos, u otros similares. DUPLICACIÓN DEL ADN La duplicación del ADN sigue la hipótesis semiconservativa: tras la duplicación quedan dos dobles hélices formadas por una hebra antigua (molde) y otra nueva (copia). Intervienen: ADN-polimerasa: enzima con tres lugares para sustratos, ocupados por ADN patrón, ADN cebador (primer fragmento añadido al extremo de cadena preexistente), nucleótido a añadir. Crecimiento de la cadena en sentido 5 3. Sólo puede añadir nucleótidos a un extremo 3 libre. Por todo ello se forman fragmentos de okazaki. Filamento sintetizado: antiparalelo y complementario al filamento patrón.
Como las dos cadenas del ADN son antiparalelas, cuando se forma la horquilla de replicación la ADN polimerasa sólo puede sintetizar nucleótidos en uno de los dos sentidos. La síntesis de la nueva hebra orientada en sentido 3'-5'se realiza sin interrupciones. A esta hebra se la denomina conductora o líder. El mecanismo de síntesis de la hebra orientada en sentido 5'-3' (hebra retardada) fue descubierto en 1973 por R. Okazaki y consiste en una síntesis discontinuo de pequeños fragmentos de ADN de unos mil nucleótidos (fragmentos de Okazaki). Fases: 1.- Fase de iniciación: REPLICACIÓN EN PROCARIOTAS Señal de iniciación en el ADN. Enzimas: Helicasa Topoisomerasa Proteínas estabilizadoras (SSB) Formación de la horquilla de replicación: bidireccional. Las dos horquillas forman la burbuja u ojo de replicación. 2.- Fase de elongación: Primasa (ARN-polimerasa): sintetiza corto fragmento ARN (10n), primer (cebador). ADN-polimerasa III: síntesis hebra conductora y retardada. ADN-polimerasa I: sustituye ARN y rellena huecos. ADN-ligasa: une. ENLACE VÍDEO REPLICACIÓN: https://www.youtube.com/watch?v=yqjbmrqcyfm
REPLICACIÓN EN EUCARIOTAS
EXPRESIÓN DEL MENSAJE GENÉTICO Los procesos señalados en rojo sólo se verifican en algunos virus Intervienen: MECANISMOS DE LA TRANSCRIPCIÓN ADN molde Ribonucleótidos trifosfatos de A, C, G y U Enzimas ARN polimerasas (ARNp): lee en sentido 3 5 y sintetiza en sentido 5 3 Cofactores PROCARIOTAS
EL CÓDIGO GENÉTICO Universal Degenerado (es una gran ventaja) Hay 64 tripletes posibles (4 3 = 64) Intervienen: LA TRADUCCIÓN.- BIOSÍNTESIS DE PROTEÍNAS Enzimas Factores proteicos (de iniciación, de elongación, de liberación) Nucleótidos trifosfato (GTP) Aminoácidos ARNm, ARNr, ARNt Etapas: 1.- Activación de los aminoácidos
2.- Traducción: Iniciación:
Elongación:
Finalización MODELO DEL OPERÓN LAC REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA Operón sobre el transporte y metabolismo de la lactosa (Escherichia coli). Consta de: 1 gen regulador del operón (ƴ). 1 promotor: fijación ARN polimerasa.
1 operador: fijación del represor. 3 genes estructurales: de la galactosidasa: cataliza la reacción de hidrólisis de la lactosa en glucosa y galactosa. de la permeasa: facilitar el transporte de la lactosa al interior de la bacteria de la transacetilasa: codifica la enzima tiogalactósido transferasa. Regulación a nivel génico y por disponibilidad de glucosa y lactosa. En presencia de lactosa: la lactosa es el inductor del operón. Es capaz de unirse a la proteína represora Lac I y generar un cambio conformacional que disminuye su afinidad por la región operadora. De esta forma, la región operadora queda libre, la RNA polimerasa puede transcribir libremente los genes estructurales y la β-galactosidasa puede degradar la lactosa a glucosa más galactosa.
En ausencia de lactosa: en ausencia de inductor, la proteína represora Lac I mantiene su elevada afinidad por la región operadora, impidiendo que la RNA polimerasa transcriba los genes estructurales. De esta forma, el sistema permanece cerrado con el consecuente ahorro energético para la bacteria.