DEL GEN A LA PROTEÍNA.EXPRESIÓN GÉNICA.

Antes de Watson y Crick, lo que se conocía sobre los genes era muy poco:

1. Los genes estaban asociados a caracteres específicos.

2. La teoría un gen – un enzima ya se había propuesto.

3. Los genes se localizaban en los cromosomas.

4. Los cromosomas se componían de ADN y proteínas.

5. Griffith y Avery apuntaron ya que el material genético era el ADN.

Pero de todos estos datos a demostrar que el material encargado de transmitir los caracteres hereditarios era el ADN hubo que realizar unos cuantos experimentos, ya clásicos en la biología molecular.

LA TRANSCRIPCIÓN.

DEL ADN AL ARNm

La ARN-polimerasa se une a una secuencia llamada promotor que normalmente está delante de la secuencia que especifica el RNA.

EN PROCARIOTAS, el promotor tiene dos zonas comunes que son puntos de reconocimiento de polimerasa en las regiones -10 y -35. Esta secuencia de bases está bastante conservada:•Región -10: TATAAT•Región -35: TTGACA

EL PROMOTOR

ARN POLIMERASA PROCARIOTA

Sólo hay una forma 2„ formada por cadenas polipeptídicas (holoenzima). Se separa cuando el enzima trabaja. se une a elementos reguladores, tiene el centro activo, „ permite unirse al molde, en esa unión participa que es importante para reconocer al promotor.

ARN POLIMERASA EUCARIOTA

Las distintas RNA polimerasas de eucariotas expresan distintos genes:

• I.- RNA precursor de los rRNAs(28s, 5,8s y 18s)

• II.- Genes que codifican para proteínas y 4 RNAs pequeños (snRNAs) implicados en “splicing”

• III.- tRNA, rRNA5s y otros RNAspequeños (snRNAs)

QUÉ HACEN LAS RNA-POLIMERASAS

o Seleccionan los nucleótidos según el molde y forma enlace fosfodiéster (ss. Diapositiva). o Primero localiza el promotor y luego se suelta para dejar el RNA libre.o Las ARN polimerasas no tienen necesidad de un cebador para iniciar la transcripción y son incapaces de identificar y de eliminar un nucleótido mal

emparejado dentro de una cadena en síntesis.

FORMACIÓN DEL ENLACE

FOSFODIÉSTER

La ARN-polimerasa cataliza la síntesis de ARN en la cadena molde de ADN.El nucleótido trifosfato precursor se aparea con el correspondiente en la cadena molde. Se forma un enlace fosfodiéster entre la cadena de ARN en crecimiento y el precursor.

ESTRUCTURA DE UN GEN EUCARIOTA

CODIFICANTE DE PROTEÍNA

1. PROMOTOR: secuencia que indica dónde debe comenzar le transcripción.

2. SECUENCIA CODIFICANTE: lleva la información para la síntesis de un péptido.

3. SECUENCIA DE TERMINACIÓN: indica dónde finaliza la transcripción.

LOS DIRERENTES TIPOS DE ARNs

Hay cuatro tipos de ARN, cada uno codificado por sus propios tipos de genes.

1. ARN mensajero, que codifica polipéptidos.

2. ARN transferente, que porta los aminoácidos durante la traducción.

3. ARN ribosómico, que constituye los ribosomas.

4. ARN pequeños nucleares (snRNA), que, junto con proteínas, forma complejos que procesan el ARN. Sólo en eucariotas.

5. ARN de interferencia, intervienen en la regulación de la expresión génica.

TRANSCRIPCIÓN EN

EUCARIOTAS

• Todos los genes tienen promotor y término.

• Hacen falta factores de transcripción (TF), como TFIIA, TFIIF, TFIID, etc.

• Hay una secuencia llamada caja TATA que es una secuencia de inicio de la transcripción del ADN.

• Muchos genes tienen secuencias que pueden estar lejos de ellos para reactivar la transcripción (enhancers o regiones amplificadoras).

• El mensaje está interrumpido por intrones que en el RNA se pierden.

• Es muy común que muchos RNA mensajeros terminen en una cola común llamada cola poliA añadida por una endonucleasa posteriormente.

MODIFICACIONES POSTRANSCRIPCIONALES DEL ARNm

Procariotas: no sufren procesamiento, funcionales tal y como son sintetizados. Participan en la síntesis de proteínas incluso antes de acabarse de sintetizar.

Eucariotas: sufren diversas modificaciones.1. Ocurre un procesamiento en los extremos de las moléculas, por lo

que el mensaje se interrumpe a veces.2. Mecanismo de “splicing”.3. Todos los mRNA son modificados en el 5‟ (los 3 fosfatos) y se le

añade una guanina que luego se metila (el extremo 5‟ también conocido cono gorra o “cap”, esencial para ser reconocida por el ribosoma).

4. La modificación 3‟: hay secuencia AAUAAA reconocida por la endonucleasa, que corta cerca de ella y añade cola poliA de 200 ó 250 adeninas seguidas (señal de poliadenilación), que no tiene codificación génica.

PROCESAMIENTO DEL PRE-ARNm: “SPLICING”

Los pasos en el “splicing” (eliminación de intronesen eucariotas) del pre-ARNm son los siguientes:

1. El intrón forma un “lazo” denominado espliceosomagracias a la unión de snRNP(ribonucleoproteínaspequeñas nucleares, formadas por snARN y proteínas).

2. El intrón se escinde y los exones adyacentes quedan unidos.

3. El ARNm maduro resultante sale del núcleo hacia el citoplasma.

*** Volveremos más adelante sobre las modificaciones postranscripcionales.

TEST DE CONCEPTOS

http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/transcription/quiz.html

CON ESTE REPASO FINALIZAMOS LA TRANSCRIPCIÓN.

LA TRADUCCIÓN:

DEL ARNm AL PÉPTIDO

EL CÓDIGO GENÉTICO

El lenguaje genético consta de las cuatro bases nitrogenadas, que se agrupan en tripletes. Por tanto, son posible 43 = 64 tripletes diferentes. Cada triplete viene a codificar un aminoácido, y es por esto que se dice que este código genético está degenerado, pues existen más tripletes de los necesario: 64 tripletes para 20 aminoácidos.

TRADUCCIÓN EN CÉLULAS EUCARIOTAS.

COMPONENTES MOLECULARES DE LA TRADUCCIÓN.

1. ARNm. Su lectura comienza en el extremo 5‟, con un triplete iniciador AUG próximo a la caperuza 5‟. Este triplete va precedido de la secuencia AGGAGG (secuencia de Shine-Dalgarno ) que es la zona de unión con el ribosoma.

2. Ribosomas. En eucariotas, la subunidad pesada es 60S y contiene ARNr 28S, 5.8S, y 5S, además de cerca de 50 proteínas ribosomales.. La subunidad pequeña es 40S y contiene ARNr 18S y cerca de 30 proteínas.

3. ARN transferente (ARNt), con un extremo 3‟- CCA de unión al aminoácido, y con una zona de unión complementaria al codón de ARNm denominada anticodón. En ambos casos se trata de tripletes de bases nitrogenadas. Una enzima denominada ARNt-aminoacil-sintetasa une el aminoácido correspondiente a su ARNt en función de su anticodón.

ETAPAS EN LA TRADUCCIÓN

1.INICIACIÓN. El ARNm se une al ribosoma.

2.ELONGACIÓN. El ribosoma progresa a través de

toda la cadena de ARNm, añadiendo los

aminoácidos en función del código genético.

3.TERMINACIÓN. Finaliza la síntesis tras unas

señales de STOP.

4.MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES.

1. INICIACIÓN.Comienza con metionina en eucariotas y

N-formil-metionina en procariotas, codificada por el codón AUG.

Continua asociación y disolución de las subunidades ribosomales gracias a factores de iniciación (IF-1, IF-2 e IF-3). La secuencia de formación de un ribosoma 70S es como sigue:

1. El ARNt que lleva la N-formil-metionina y GTP se une al IF-2, y el complejo resultante se une con la subunidad 30S, IF-3, ARNm e IF-1, rindiendo el llamado complejo de iniciación.

2. Este complejo se une con la subunidad 50S formando el ribosoma completo; en este proceso el GTP se hidroliza en GDP y P y los tres factores de iniciación se disocian del ribosoma.

El ARNt queda posicionado en el sitio P.

2. ELONGACIÓN.El ARNt iniciador se une al centro

peptidilo, centro P, permaneciendo libre el llamado centro A. Tres fases.

1. Fase 1: unión del aminoacil-ARNtentrante en el centro A con su anticodón unido al correspondiente codón del ARNm. El GTP es hidrolizado.

2. Fase 2: formación del enlace peptídico. Se forma el primer enlace peptídico entre el grupo amino del ARNt entrante y el grupo carboxilo del ARNt iniciador (el N-formil-metionina). El producto es un dipeptidil-ARNt unido al centro A.

3. Fase 3: transposición. El ribosoma se traslada al nuevo codón del ARNmy simultáneamente cambia al peptidil-ARNt del centro A al centro P, quedando el centro A libre para la entrada de un nuevo ARNt.

3. TERMINACIÓN.

Tres codones especiales: UAG, UAA y UGA.

Una vez que el último resto carboxílico se ha unido a la cadena polipeptídica, esta cadena todavía se encuentra unida al ARNt en el centro A.

Unos factores de liberación se unen al ribosoma para provocar un desplazamiento del peptidil-ARNt desde el centro A al P. El enlace éster entre el ARNt y el péptido se hidroliza.

Una vez liberado el polipéptido, el último ARNt y el ARNm abandonan el ribosoma. El ribosoma 70S libre se disocia en sus dos subunidades, proceso que requiere de uno de los factores de iniciación, pudiendo iniciarse un nuevo proceso de síntesis.

RECURSOS INTERNET

http://www2.uah.es/biomodel/inicio.htm

http://vcell.ndsu.nodak.edu/~christjo/vcell/animationSite/transcription/movie.htm

http://www.phschool.com/science/biology_place/biocoach/index.html

pcR: http://www.icampus.ucl.ac.be/SBIM2520/document/genemol/biomolespa/PCR/PCR.html

Recopilado por tusclasesdeapoyo.com