Profesora Villalba Jesica – Profesor Antoni Ariel

Expresión Génica

Es el proceso por el cual todos los organismos procariotas y células eucariotas transforman la información codificada por los ácidos nucleicos en las proteínas necesarias para el desarrollo y funcionamiento de los seres vivos.

Pero…. ¿Qué son las proteínas? Las proteínas son moléculas formadas

por cadenas lineales de aminoácidos. El término proteína proviene de la palabra francesa protéine y esta del griego πρωτεῖος (proteios), que significa 'prominente, de primera calidad'

Las proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más versátiles y diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo y realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan:

Estructural. Esta es la función más importante de una proteína (Ej: colágeno),

Inmunológica (anticuerpos), Enzimática (Ej: sacarasa y pepsina), Contráctil (actina y miosina). Homeostática: colaboran en el mantenimiento

del pH (ya que actúan como un tampón químico), Transducción de señales (Ej: rodopsina) Protectora o defensiva

(Ej: trombina y fibrinógeno)

Proteína estructural: Colágeno

Proteína Protectora o de defensa: Trombina

Como dijimos las proteínas están formadas por cadenas de aminoácidos.

El ordenamiento de cada aminoácido esta dado por la secuencia especifica de un tipo de ARN, el ARN mensajero (ARN(m)).

El cual es leído por un Ribosoma y sintetiza una proteína.

El ARN(m) se produce por la copia de una porción del ADN que se llama GEN en cual se encuentra en una de las cadenas del ADN.

La síntesis de proteínas puede resumirse así:

Se denomina Dogma central de la Biología

Síntesis de Proteínas

Es un proceso que se divide en dos etapas consecutivas:Primero la Transcripción: Que sucede

dentro del núcleo, en el cual se sintetiza una molécula de ARN(m) a través de una sección de cadena de ADN que se la toma como molde, que se denomina Gen

Segundo la Traducción: Que sucede en el citoplasma de la célula, la molécula de ARN(m) se acopla a uno o mas Ribosomas para producir una proteína.

Transcripción: Del ADN al ARN

Para que la transcripción inicie primero es necesario que estén presentes el ADN y una enzima que se denomina ARN polimerasa.

Este ARN polimerasa es el responsable de sintetizar el ARN(m) según el mismo principio de complementariedad que tiene el ADN, con la diferencia de que la Timina es reemplazada por el Uracilo.

Transcripción

Se divide en tres etapas:

Iniciación

Elongación

Terminación

Iniciación

Como dijimos el ARN(m) es la copia de una cadena de ADN, que se denomina Gen

Para iniciar la transcripción, la ARN pol se une a una secuencia especifica de ADN denominada Promotor

En eucariontes este promotor se conoce como caja TATA por que tiene muchas Timinas y Adeninas, es importante para determinar el inicio del proceso.

Caja TATA

La ARN pol comienza a unir ribonucleótidos mediante enlaces fosfodiéster, y una vez que se forma el primer enlace fosfodiéster, acaba la etapa de iniciación y comienza así la siguiente etapa.

Elongación

Una vez unida al ADN, la molécula de ARN pol abre una pequeña región del ADN en donde quedan expuestos unos pocos nucleótidos.

Luego la ARN pol añade ribonucleotidos moviéndose a lo largo de la molécula, desenrollando la hélice, exponiendo nuevos nucleótidos que se aparearan con los ribonucleotidos.

Terminación

 La terminación está señalizada por la información contenida en sitios de la secuencia del ADN que se está transcribiendo, por lo que la ARN pol se detiene al transcribir algunas secuencias especiales del ADN. Estas secuencias son ricas en guanina y citosina, situadas en el extremo de los genes

Terminación

Al finalizar la síntesis de ARNm, esta molécula ya se ha separado completamente del ADN (que recupera su forma original) y también de la ARN polimerasa, terminando la transcripción

Procesamiento del ARNm

Se producen varias modificaciones en el ARNm que son necesaria para que pueda salir del núcleo hacia el citoplasma.

Adición del CAP (Capuchón)

Poliadenilacion (Poli A)

Adición del CAP

Es un nucleótido modificado que se añade al extremo 5´ del mensajero. Este capuchón es muy necesario para que el ARNm sea reconocido por un Ribosoma y protege al ARNm de la degradación en el citoplasma.

Poliadenilación

En el extremo 3´ del ARNm una enzima añade una cola de ribonucleotido de Adenina.

Esta cola de Poli A parecería que influye en la estabilidad y capacidad del ARNm de ser traducidos en el citoplasma.

Luego de estas dos adiciones la molécula puede salir del núcleo al citoplasma para que puede ser leída por un Ribosoma y comenzar la segunda etapa de la síntesis de proteína: La traducción.

Traducción Recuerde que en la transcripción se

“transcribe” en el “lenguaje” de las bases nitrogenadas.

En la traducción, se tiene que leer desde el “lenguaje” de las bases nitrogenadas a el “lenguaje” de los proteínas, los aminoácidos.

Esta función la cumplen dos tipos de ARNs, los ARN ribosomales, que forman los Ribosomas y principalmente los ARNt que leen las bases nitrogenadas y unen los aminoácidos.

Traducción

Es la conversión de la secuencia de nucleótidos del ARNm en la secuencia de aminoácidos.

Se produce en el citoplasma de la célula y para que sucede se necesita de un ARNm, uno o varios Ribosomas (que estan compuestos por dos subunidades una mayor y otra menor) y ARNt

ARN de transferencia Presenta una estructura

que se denomina de

“Hoja de Trébol”

En un extremo se coloca el aminoácido

En el otro extremo hay 3 nucleótidos que se denominan Anticodón que son complementarias a 3 ribonucleótidos del ARNm

Entonces la lectura de 3 ribonucleotidos de ARNm son interpretadas por el ARNt.

Cada ARNt tiene un aminoácido determinado y su lectura esta determinada por este cuadro.

Traducción

Se dividen al igual que la transcripcion en:

Iniciación

Elongación

Terminación