- GEN- TRANSCRIPCION- TRADUCCION

EL PRESENTE MATERIAL ES UNA SÍNTESIS QUE NO REEMPLAZA, SINO QUE COMPLEMENTA, AL RESTO DE LOS MATERIALES

Flujo de Información Genética

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Genoma

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Toda secuencia de ADN que puede ser transcripta y genera un producto con

cierta función celular específica se denomina gen.

Existen genes mudos, es decir que no generan productos celulares, porque son reguladores o son sitios de reconocimiento para algunas proteínas y enzimas y suelen

ser transcriptos pero no traducidos.

La totalidad de información genética (genes) que posee un individuo o

una especie se denomina genoma.

Transcripción

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Formación de una cadena de ARNm complementaria a la cadena “molde” del ADN

ARNpolimerasa

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La ARNpolimerasa se une a la

secuencia de ADN llamada Promotor

y cataliza la formación del

ARNm

Transcripción en Procariontes

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La enzima ARN polimerasa de procariontes consta de varias subunidades, que componen la enzima

completa u holoenzima. Además, la subunidad sigmaes la que inicia la transcripción. La enzima se une al

ADN en regiones específicas llamadas secuencias consenso: TATAAT y TTGACA.

La finalización de la transcripción depende de una proteína denominada Rho, que se une el ARN y llega al extremo 3´ donde lo libera de la ARN polimerasa. La proteína Rho interactúa

con el ARN procarionte, causando su separación del ADN, y finaliza la transcripción.

Existe también una terminación independiente de Rho, por formación de un plegamiento o bucle que impide el avance de la ARNpolimerasa.

Transcripción en Eucariontes

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Existen tres tipos de ARN polimerasa en eucariontes, todas compuestas por varias subunidades, que se unen a regiones específicas promotoras: TATAbox, CAAT y CG:

- ARN polimerasa I: transcribe ARNr- ARN polimerasa II: transcribe ARNm y ARN pequeños- ARN polimerasa III: transcribe ARNt y algunos ARN pequeños

Las ARN polimerasas se unen a la secuencia promotora del gen a través de

péptidos llamados Factores de Transcripción.

La señal de terminación suele ser una secuencia de adeninas (poliadenilación).

Transcripción en Procariontes y Eucariontes

TRANSCRIPCIÓN

Características PROCARIONTES EUCARIONTES

ARN polimerasaÚnica. Formada por

cinco subunidadesTres tipos: I, II y III. Formadas

por varias subunidades.

Secuencias promotor

TATAAT y TTGACA TATA box, CAAT y CG

Unión de la ARNpol al ADN

Directa: no requiere factores de

transcripción

Requiere Factores de Transcripción (TFI, II y III)

Apertura ADNRealizada por la ARNpolimerasa

Realizada por la Helicasa

Finalización Proteína Rho Señal de poliadenilación

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Maduración del ARNm

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En eucariontes, el ARNm transcripto primario es modificado. Se adiciona unnucleótido 7-metilguanosina trifosfato o Cap en el extremo 5´, que posibilita elinicio de la traducción, y una secuencia poli-A en el extremo 3´ que protege alARNm frente a la degradación. Las secuencias intrón son removidas en elproceso de “splicing”. En esta eliminación intervienen ribonucleoproteínas queforman el spliceosoma. El resultado es un ARNm maduro.

ARN de Transferencia

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Existen 31 ARNt distintos en la célula, que difieren en la región 3´(sitio de unión al aminoácido correspondiente) y la porción de tres bases llamada anticodón,

que se unirá al ARNm

Una vez transcripto, el ARNt se pliega sobre sí mismo formando primero una estructura en forma de hoja de trébol y luego tomando la forma de letra L. esto se

conoce como “procesamiento del ARNt”.

ARN ribosomal

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El ARN ribosomal se une a proteínasformando los ribosomas.

Cada ribosoma está formado por dossubunidades: una mayor y otra menor, quese unirán al ARNm para sintetizar unaproteína. Los sitios A, P y E intervienen enla unión de aminoácidos y formación de laproteínas.

Código Genético

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Secuencia de

Nucleótidos

Secuencia de

Aminoácidos

CODÓN

(triplete de nucleótidos del

ARNm)

ANTICODÓN

(triplete de nucleótidos del

ARNt)

CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO

- UNIVERSAL: el mismo en todos los seres vivos (salvo pocas excepciones, en bacterias)

- DEGENERADO: varios tripletes distintos codifican un mismo aminoácido (sinónimos)

- NO AMBIGUO: cada triplete especifica a un solo aminoácido, no se producen . . . . solapamientos en el marco de lectura.

Código Genético

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UAA; UAG, UGA: stop

AUG: inicio

Traducción

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Activación de los aminoácidos

Etapa de Iniciación

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El ARNm se une a la subunidad menor del

ribosoma por el extremo 5´.

Se une el primer ARNt que porta metionina

en eucariontes y formil-metrionina en

procariontes.

Se incorpora la subunidad mayor del

ribosoma .

Etapa de Elongación

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Etapa de Elongación

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Etapa de Elongación

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Etapa de Terminación

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Una vez terminada la síntesis dela proteína, los ARNt, lassubunidades ribosomales y elARNm pueden ser reutilizados.

Polirribosomas

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Los polirribosomas o polisomas, permiten que un mismo ARNm sea traducido por variosribosomas en forma simultánea, obteniéndose varias “copias” de una misma proteína almismo tiempo.

Traducción en Procariontes y Eucariontes

PROCARIONTES EUCARIONTES

ARNm policistrónicos: codifican para varias proteínas (hay varios sitios de inicio de la traducción)

ARNm monocistrónicos: codifican para una sola proteína (hay un solo sitio de inicio para la traducción)

La traducción comienza en el codón AUG (formilmetionina)

La traducción comienza en el codón AUG (metionina)

El ARNm tiene, previa al codón inicio, una secuencia que le permite reconocer y unirse al ribosoma.

El ribosoma se une al ARNm al reconocer el cap

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Las moléculas proteicas “Factores de Iniciación” y “Factores de Elongación” son diferentes para células procariontes y eucariontes.

Regulación de la

Expresión Génica

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Regulación en ProcariontesOperón Lac

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Regulación en ProcariontesOperón Lac

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Regulación en ProcariontesOperón Trp

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Regulación en ProcariontesOperón Trp

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Regulación en Eucariontes

REGULACIÓN

- Factores de Transcripción: proteínas distintas de la ARNpolimerasa necesarias para iniciar la transcripción.

- Condensación del ADN (Heterocromatina): las regiones De cromatina que están súper enrolladas no se transcriben.

- Secuencias y proteínas de control de Transcripción:secuencias de ADN que aumentan o disminuyen la tasa

de Transcripción.

- Metilación: agregado de grupos químicos –CH3 a la citosina. Cuantos más grupos hay, menor es la posibilidad de expresión.

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Mecanismos de Control a Nivel del ARNm

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Los pre-ARNm tienen múltiples intrones por lo que pueden producirse distintos ARNm a partir de un mismo gen, combinando los sitios de corte 5´y 3´. Esta combinación de exones o

splicing alternativo permite obtener distintos ARNm a partir de un mismo pre-ARNm.

Mecanismos de Control a Nivel Traducción

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Hierroen

citoplasma

Síntesis de

Ferritina

Disminución de los niveles

de hierro

Activación de la

AconitasaXBloqueo de la

Traducción

En el citoplasma, la ferritina captura el hierro libre que resulta tóxico para la célula. En presencia de hierro libre, la ferritina se traduce en los ribosomas y puede cumplir la

función de capturar dicho hierro. Cuando los niveles de hierro son bajos, se activa la proteína aconitasa, que se une al ARNm de la ferritina impidiendo su traducción

Mecanismos de Control a Post-traducción

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Las chaperonas son proteínas que acompañan

el plegamiento de las proteínas. También

transportan polipéptidos desnaturalizados hasta las chaperoninas, donde se pliegan. Las proteínas que no vuelven a su estructura normal, serán destruidas

por hidrólisis en los proteasomas.

Proteasomas

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La ubiquitina es una proteína natural de las células eucariontes. Se une a otras proteínas “marcándolas” para su destrucción o proteólisis en el proteasoma. De esta forma, se realiza una regulación de la expresión génica a través de la eliminación o no de proteínas

después de su traducción.