informe n1 codigo genetico y mutaciones

7/23/2019 Informe N1 Codigo Genetico y Mutaciones

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CDIGO GENTICO Y MUTACIONES

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO

VILLARREALFACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMTICA

ESCUELA PROFESIONAL DE BIOLOGA

PRCTICA N 2


PRESENTADO POR: Romero Carhuavilca, Vanessa

Romero Macavilca, Johan

Sandoval De La Cruz, Mishel

CURSO: Lab. Gentica I

PROFESOR: Blg. San Martin Lpez Maritza

2015


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INTRODUCCIN

Si quisiramos buscar la primera causa de nuestra apariencia fsica, de las funciones que somoscapaces de realizar y que nos permiten mantenernos con vida, tendramos que ocuparnos de uncompuesto qumico muy complejo llamado ADN. Las combinaciones de ellas permiten explicar porqu existen diferencias en los rasgos fsicos de una persona con otra. Por esto, la informacin genticacontenida en el ADN, que se transmite de progenitores a descendientes y a la vez de generacin engeneracin, se mantiene sin cambios en la reproduccin asexual y vara en la reproduccin sexual.

Cdigo Gentico: Es el conjunto de normas por las que la informacin codificada en el materialgentico (secuencias de ADN o ARN) se traduce en protenas (secuencias de aminocidos) en lasclulas vivas. El cdigo define la relacin entre secuencias de tres nucletidos, llamadas codones, y

aminocidos. Un codn (informacin gentica en el ARN) se corresponde con un aminocidoespecfico. La secuencia del material gentico se compone de cuatro bases nitrogenadas distintas,que tienen una funcin equivalente a letras en el cdigo gentico: adenina (A), timina (T), guanina (G)y citosina(C) en el ADN y adenina (A), uracilo (U), guanina (G) y citosina (C) en el ARN.

Caractersticas: El cdigo gentico es degenerado: un mismo aminocido puede estar determinadopor ms de un triplete o codn. Debido a que existen 64 tripletes distintos y hay solamente 20aminocidos diferentes. Es un cdigo sin superposicin o sin solapamientos: dos aminocidossucesivos no comparten nucletidos de sus tripletes. Cualquier prdida o ganancia de un sloribonucletido produce a partir de ese punto, una modificacin de la pauta de lectura, cambiando todoslos aminocidos desde el lugar de la alteracin. El cdigo est organizado en tripletes o codones:cada. El cdigo gentico es degenerado. El cdigo gentico es no solapado o sin superposiciones. El cdigo gentico nuclear es universal.

Figura 1: Tripletes codificando las mismas protenas.


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MATERIALES Y MTODO

Se dise 250 Barajas y se dividi en 2 grupos, un grupo para: Adenina (25), Guanina (25), Citosina(25), Timina/Uracilo (25), ADNpol (5), ARNpol (5), ADNasa (2) y Ligasa (2) y el otro grupo para:Metionina (3), Triptofano (3), Fenilalanina (4), Tirosina (4), Asparagina (4), Acido Glutmico (4), Acido

Asprtico (4), Glutamina (4), Cistena (4), Lisina (4), Histidina (4), Punto final (5), (Formil)metionina (5),Prolina (8), Valina (8), Glicina (8), Alanina (8), Treonina (8), Isoleucina (8), Leucina (12), Serina (12) yArginina (12).

El Mtodo que se emple para la Formacin del ADNmolde consiste en crear una secuencia denucletidos que representen a la cadena molde del ADN, creciendo en sentido 3 5. Se enfrenta tres competidores por vez, cada uno de los cuales deba construir su propia secuencia de ADN.

1. Primero se excluy las cartas de ARNpol y solo el que tena la carta de ADNpol comenzaba

el juego y los oponentes que no contaban con esa carta robaban una carta de la mesa botabanotra. En el momento de extraer del mazo una carta que se necesitaba el competidor deviaesperar al siguiente turno para poder colocar en la mesa.

2. A partir del siguiente turno, se iban formando por vez seis tripletes, combinando librementelos nucletidos. El octavo y ltimo triplete deba de codificar la terminacin. Podra ser: ATT,ATC o ACT , ningn competidor poda formar ninguno de estos tripletes en la secuencia, ganel competidor que primero termin de colocar sus 25 naipes en la mesa. Luego todos loscompetidores escribieron en papel la secuencia formada.

Reglas del JuegoLa ADNasa hidroliza totalmente el ADN, y la Ligasa une nucletidos y neutraliza laaccin de la ADNasa. El Competidor que tena la carta ADNasa poda emplearla en cualquiermomento antes que sus contrincantes coloquen en la mesa el triplete final, destruyendo as la cadenaque estaba formando. En ese caso, todas las cartas colocadas en la mesa volvan directamente almazo pero si al competidor que se le mostraba la carta ADNasa, pero posea una carta Ligasa, sucadena quedaba protegida y continuaba el juego. Las dos cartas ADNasa y Ligasa que fueronutilizadas regresan al mazo pero deben ser sustituidas para de esa manera mantener el nmero denaipes en la mano.

Sntesis del ARN Cada competidor construyo en papel la molcula de ARAN, a partir del ADN molde.

Luego nuevamente se baraj pero eliminando las cartas ADNasa, Ligasa y ADNpol y aadimos elARNpol y se procedi igual que para la sntesis del ADN

Sntesis de protenas SE utilizo la tabla del Cdigo Gentico para la traduccin de los codones delARN y as formar una secuencia de 8 aminocidos. El primer Aminocido tena que serformilmetionina y el codn terminal deba codificar el punto final.


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RESULTADOS

A) Formacin del ADN moldeLa secuencia de nucletidos que se cre y que representa a la cadena molde del ADN, que vacreciendo en sentido 35 fue:

ADN

PolimerasaT

A C

C

C

TA

T

C

A

A

T

C

A

T

A

T

A

C

G

TA

AT


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B) Sntesis del ARNSecuencia de la molcula de ARN formada a partir del ADN molde:

A

U G

G

G

A

U

A

G

U

U

A

G

U

AU

AU

G

C

A UU

A

ARN

Polimerasa


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C) Sntesis de protenas

Utilizando la tabla del Cdigo Gentico (Anexo 2) para la traduccin de los codones del ARNformando la siguiente secuencia de 8 aminocidos.

AU

G

G

AC

G

G

A

U

A

GU

U

A

U

A

U

U

G

A

U

U

A

Punto Final

1

2

6

7

5

8

4

3

Formilmetionina

Tirosina

Valina

Arginina

Serina

Tirosina


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CONCLUSIONES

Para que cada cadena de ADN sea transcrita debe estar presente la ADN polimerasa.

Se obtuvo una cadena de 8 tripletes.

Las protenas a sintetizar fueron: Alanina, Tirosina, Valina, Arginina, Serina.

En el juego de cartas, el azar poda dar un triplete de terminacin, esto puedo interpretarse

como una mutacin.

BIBLIOGRAFA.

BENJAMN LEWIN, 1996, GENES, Tomo I, Editorial REVERTE, S.A. Espaa. Pp 618

JIMNEZ, I., FELIPE, MERCHANT, HORACIO, 2003, BIOLOGA CELULAR Y

MOLECULAR, PEARSON EDUCACIN, Mxico. Pp 912

Pierce (2009): GENETICA: Un enfoque conceptual, Editorial medica Panamericana,3era

edicin, Barcelona, Espaa.

http://www.wikiteka.com/apuntes/dogma-molecular/
http://www.wikiteka.com/apuntes/dogma-molecular/http://www.wikiteka.com/apuntes/dogma-molecular/http://www.wikiteka.com/apuntes/dogma-molecular/


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ANEXOS


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ANEXO 1: Cuestionario.

1. Por qu se ha hecho diferente nmero de cartas para los aminocidos? Existe algunasustentacin biolgica?

Debido a que de un codn, se obtiene un aminocido especfico, pero un codn consta de tresaminocidos, por lo que el nmero de cartas es mayor en la formacin de la cadena y en sutraduccin a ARN, pero menor en nmero de cartas fueron necesarias para la formacin deaminocidos.

Segn el cdigo gentico existen 61 tripletes de bases nitrogenadas que codifican 23 aminocidosrequeridos para la formacin de protenas.

Se hicieron diferente nmero de cartas para aminocidos (aa), 136 cartas en total; debido a quepara el juego, se necesitaba el doble de nmero de cartas por cada triplete que codifican a una

protena. Es decir, que basndonos en el cdigo gentico se trabaj as:

Existe 1 triplete de bases nitrogenadas que codifican Metionina y 1 triplete para Triptfano, parael juego se hizo 3 cartas de cada uno de los aminocidos.

Para los aminocidos Fenilalanina, Tirosina, Asparagina, Acido Glutmico, Acido Asprtico,Glutamina, Cistena, Lisina, Histidina; se hizo 4 cartas por aminocidos, porque segn el cdigogentico 2 tripletes de bases nitrogenadas diferentes codifican a cada aminocido mencionado.

Para (Formil) metionina y para los puntos final (representados por los stop), se hicieron 5 cartas.Cabe resaltar que segn el cdigo existen 3 pares de bases (UAA, UAG, UGA) que codifican altoso stop en la traduccin y as se detenga la sntesis de protenas.

Para Prolina, Valina, Glicina, Alanina, Treonina, Isoleucina; se hizo 8 caratas por aminocido, porlo que 4 tripletes de bases nitrogenadas diferentes codifican cada uno de los aa nombrados yfinalmente, para Leucina, Serina, Arginina; se hicieron 12 cartas para cada aa debido a que existen6 tripletes de bases nitrogenadas

2. Qu significado tienen los tripletes de terminacin?

Que justo en dicho triplete se termina la sntesis proteica de un ge, por lo tanto son necesarias ysuficientes para terminar la sntesis de protena, tanto de manera natural o por mutacin(Benjamn, 1996).


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3. Qu funciones cumplen la ADN pol y la ARN pol?ADN pol:La ADN polimerasa es la enzima principal en el proceso de replicacin. Partiendo de una cadenainicial o primer la ADN polimerasa es capaz de aadir nucletidos complementarios a la cadena

molde estableciendo enlaces fosfodister. La ADN polimerasa slo puede catalizar el crecimiento

de la cadena inicial en direccin 5'-3'. La ADN polimerasa tambin se encarga de la reparacin delADN asociada a la replicacin

ARN pol:La ARN polimerasa es una ARN nucleotidiltransferasa. Su funcin es llevar a cabo la transcripcin.Realiza una copia de ADN a ARN catalizando la formacin de los enlaces fosfodiester entreribonucletidos. La copia la hace nucletido a nucletido, usando ribonuclesidos trifosfato (rNTP).En el ARN el ribonucletido uracilo sustituye a la timina del ADN.

4. Si en elADN, el porcentaje de Adenina es de 20%, Cul es el porcentaje de citosina?

El porcentaje de citosina es del 30%.Esto se debe a la relacin cuantitativa de los Nucletidos que forman la doble hlice del ADN,establece que la cantidad de Adenina( A) es igual a la cantidad de Timina( T), y la cantidad de

Guanina(G) es igual a la cantidad de Citosina(C), es decir, el n total de bases purinas es igual aln total de bases pirimdinas( A+G= C+T), dicha ley es llamada la Ley de Chargaff.

5. Explique el proceso de sntesis de protenas.La sntesis de protenas tiene lugar en la superficie de los ribosomas. Dicha sntesis requiere quelos aminocidos sean activados en el citoplasma por la accin de aminoacil- ARNt-sintetasas,que catalizan la formacin de steres de aminocidos de ARNt homlogos (unin de un


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aminocido con su RNAt respectivo) y en forma conjunta en el proceso de activacin se hidrolizaATP produciendo AMP y pirofosfato. Las aminoacil-ARNt-sintetasas son altamente especficastanto para el aminocido como para su correspondiente ARNt.

Aminoacido + ATP aminoacil AMP + PPi

Aminoacil- AMP + ARNt aminoacil-ARNt + AMP

Aminoacido + ATP + ARNt aminoacil ARNt + AMP + PPi

El aminocido se une al extremo 3 del ARNt que posee la secuencia CCA, mientras que elanticodn est a 80 de distancia en el otro extremo (Figura 2).

3AC

5 C

El ARN mensajero reconoce el anticodn de un ARNt en vez de reconocer el aminocido. Un codnen ARNm se aparea con el anticodn en el ARNt. Algunos ARNts reconocen ms de un codn porquela tercera base que se aparea de un codn es menos especfica que las otras dos (ver Anexo 2).

Los Ribosomas.

La sntesis de protena tiene lugar en los ribosomas, que estn formados por una sub-unidad mayory una menor, cada una de las cuales estn compuestas de dos tercios de ARNs y un tercio deprotenas. En E. coli, por ejemplo, el ribosoma 70 S(2.500 kdal) est formado por una sub-unidad de30 Sy una de 50 S. En cambio en eucariontes el ribosoma es de 80 S, formado por uno de 40 Syuno de 60 S.

Sitio de uninal aminocido

Figura 2.Estructura de hoja de trbol caracterstica de un ARNt.


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Inicio.

En procariontes el ARN mensajero, la formilmetionina - ARNt y la sub-unidad ribosomal 30 S, formanel complejo iniciacin de la sntesis (en cambio para eucariontes este complejo est formado porARNm, metionina-ARNt y la sub-unidad 40 S, ver Figura 3).

La seal de inicio en el ARNm es AUGy est precedida por una secuencia rica en purina que puedeaparearse con el ARNr 16 S de la sub-unidad 30 S del ribosoma. La subunidad mayor ribosomal de50 S se une a este complejo para formar un complejo de iniciacin de 70 S, (ver Figura 4) que estlisto para la siguiente fase (elongacin). En el proceso de iniciacin estn participando una serie defactores proteicos que son descritos en la Tabla I.

Figura 3: Ciclo de la sntesis de protena.


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Elongacin.

El ciclo de elongacin consiste en (ver Figura 5):

1) La unin de aminoacil-ARNt (reconocimiento del codn).

2) Formacin del enlace peptdico.

3) Transposicin.

Tambin durante la elongacin se requiere la presencia de factores proteicos que son descritos en laTabla II.

Figura 4.Fase de inicio de la sntesis de protena en bateras (procariontes). 30S y 50 S son la subunidadmenor y mayor del ribosoma respectivamente. IF, son factores proteicos de inicio.


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Termino

La sntesis de protena es terminada por factores de liberacin, que reconocen los codones determinacin UAA, UGA y UAG provocando la hidrlisis entre el polipeptido y el ARNt (Tabla III).

La energa requerida tanto en la formacin del complejo de iniciacin son 70 S como en la

unin del aminoacil- ARNt al ribosoma, y en la transposicin son obtenidos de la hidrlisis delGTP (ver Tabla IV).

Varios pasos en la sntesis de protena son especficamente inhibida por toxinas y antibiticos. Porejemplo, puromicina inhibe la sntesis de la cadena peptdica por su interaccin con el peptidil - tARNen la ribosoma, formando peptidil- puromicina que libera el complejo ribosomal (ver Tabla V).

Figura 5.Fase de elongacin de la cadena peptdica: unin del aminoacil-ARNt, formacin del enlace peptdicoy translocacin.


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Por otro lado, los polirribosomas, tambin denominados polisomas, consisten en molculas deARNm a las que estn adheridos muchos ribosomas, cada uno de los cuales, leen el ARNmindependientemente y construyen una cadena polipeptdica. En las clulas eucariticas, la sntesisproteica puede tener lugares en ribosomas libres, o bien, en los ribosomas unidos al retculoendoplasmtico.


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ANEXO 2:Tabla del Cdigo Gentico


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ANEXO 3

TABLA I: FACTORES DE INICIACIN DE PROCARIONTES Y EUCARIONTES

FACTOR FACTOR FUNCIN

BACTERIAL EUCARIONTES

IF- 1 elF - 1 Los roles no estn clarosIF- 2 elF - 2 Une Met- tARN (o fMet - tARN ) a los

ribosomas en el complejo con GTP.

IF- 3 elF -3 Impide la reasociacin de las sub-unidadesribosomales.

elF -4A Un grupo de factores liberados respon-elF -4B sables de la unin al extremo bloqueadoelF -4E del mARN y desdoblar alguna estructura

elF -4F secundaria para capacitar a los ribosomasen el reconocimiento del codn de inicio.

elF -5 Libera elF-2 y elF-3 del ribosoma ypermite la unin de la sub-unidad 60 S

elF -6 Involucrada en la disociacin del ribosomaen sus sub-unidades.

GEF (Factor de intercambio de la guanina:recicla elF-2 mediado por intercambio deGDP por ATP en un proceso anlogo quepara reciclar EF.Ts)


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TABLA II: FACTORES DE ELONGACIN

FACTOR FACTOR FUNCINBACTERIAL EUCARIOTICO

ED-Tu EF - 1 Unir aminoacil- tARN al sitio A del(43 kDa) (53 kDa ) ribosoma como por ejemplo, complejo

(EF-1 GTP, aminoacil-tARN).

EF - Ts EF - 1 Reciclar EF -Tu o EF - 1 respectivamente( 30 kDa) (50/38 kDa)

EF - G EF -2 Involucrado en los pasos de translocacinde los ciclos de elongacin.

TABLA III: FACTORES DE TERMINACIN (O LIBERACIN)

BACTERIA ( E. coli ) EUCARIOTES

RF -1 ( Para UAA o UAG) eRF ( con los trescodones de termino)

RF-2 ( Para UAA o UGA )

RF-3 (estimula RF-1 y RF-2)


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TABLA IV. REQUERIMIENTOS ENERGETICOS PARA LA TRADUCCION: LA ORGANIZACIONREQUIERE EL INGRESO DE ENERGIA LIBRE DESDE LA HIDROLISIS DEL ATP O GTP

PROCARIONTES EUCARIONTES

Aminoacilacin ATP AMP + PPi ATP AMP + PPidel tARN (e.i. 2 enlaces de alta energa por aminocido)

Iniciacin GTP GDO + Pi, GTP GDP + Pi,asociado con IF-2 asociado con elF-2

ATP ADP + Pi,

asociado con el extremode guanina y eldesdoblamiento delmARN. (no esta clarocuantos ATPs sonusados)

Elongacin GTP GDP + Pi, GTP GDP + Pi,asociado con EF-Tu asociado con EF-1

GTP GDP + Pi, GTP GDP + Piasociado con EF-G asociado con EF-2

Terminacin Probablemente no GTP GDP + Pirequiere energa


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TABLA V: INHIBIDORES DE TRADUCCIN

INHIBIDOR SELECTIVIDAD ACCIN--------------------------------------------------------------------------------------------------------Cloramfenicol Procariontes Elongacin: inhile peptidil

transferasa.

Cicloheximida Eucariontes Elongacin: mecanismoincierto.

Eritromicina Procariontes Elongacin: inhibetranspeptidacin

cido Fusidico Ambos Elongacin: bloquea laliberacin del complejoEF-G o EF-2 GDP.

Kanamicina Ambos Elongacin:causa error en lalectura.

Neomicina Ambos Iniciacin y elongacin:causa error de lectura delmARN.

Puromicina Ambos Elongacin: causa prematuraterminacin.

Sparsamicina Ambos Elongacin: inhibe peptidil-transferasa.

Spectinomicina Procariontes Elongacin: inhibe transpep-tidacin.

Treptomicina Procariontes Elongacin: se une a la sub-unidad 30 S e interfiere conla interaccin codn-antico-dn causando error de lectu-del mARN.

Tetramicina Procariontes Elongacin: bloquea la unin

de aa- tARN al sitio A.

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