EXPRESIÓN DEL MENSAJE EXPRESIÓN DEL MENSAJE GENÉTICOGENÉTICO

La información genética es la La información genética es la causa de la síntesis de proteínas causa de la síntesis de proteínas específicas, entre ellas las específicas, entre ellas las enzimas, responsables de las enzimas, responsables de las características estructurales y características estructurales y funcionales de un organismo.funcionales de un organismo.

INVESTIGACIONESINVESTIGACIONES

Archibald Garrod, 1902: descubrió una Archibald Garrod, 1902: descubrió una enfermedad metabólica causada por una enfermedad metabólica causada por una anomalía hereditaria.anomalía hereditaria.

George Beadle, 40: hipótesis “variaciones George Beadle, 40: hipótesis “variaciones debidas a cambios en enzimas”.debidas a cambios en enzimas”.

Beadle & Tatum, 1948: hipótesis “ un gen-Beadle & Tatum, 1948: hipótesis “ un gen-una enzima”, según la cual cada gen lleva una enzima”, según la cual cada gen lleva información para una enzima.información para una enzima.

Posteriormente se amplió esta hipótesis.Posteriormente se amplió esta hipótesis.

DOGMA CENTRAL DE LA DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULARBIOLOGÍA MOLECULAR

El ADN forma una copia de parte de El ADN forma una copia de parte de su mensaje sintetizando una su mensaje sintetizando una molécula de ARN mensajero molécula de ARN mensajero (transcripción), la cual constituye la (transcripción), la cual constituye la información utilizada por los información utilizada por los ribosomas para la síntesis de una ribosomas para la síntesis de una proteína (traducción). proteína (traducción).

DOGMA CENTRAL DE LA DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULARBIOLOGÍA MOLECULAR

Flujo de la información genética:Flujo de la información genética:

ARNARN

Por tanto, el mensaje genético se Por tanto, el mensaje genético se realiza en dos etapas sucesivas, en las realiza en dos etapas sucesivas, en las que el ARN es un intermediario que el ARN es un intermediario imprescindible.imprescindible.

TIPOS: TIPOS:

ARN mensajeroARN mensajero

ARN ribosómicoARN ribosómico

ARN transferenteARN transferente

ARN mensajeroARN mensajero

Copia de una parte del ADNCopia de una parte del ADN Información utilizada por los ribosomas Información utilizada por los ribosomas

para unir los aa en el orden adecuado para unir los aa en el orden adecuado y formar una proteína concreta.y formar una proteína concreta.

Vida muy corta.Vida muy corta. MonocistrónicoMonocistrónico 3-5% del ARN celular.3-5% del ARN celular.

ARN ribosómicoARN ribosómico

Forma parte de los ribosomas (junto con Forma parte de los ribosomas (junto con un conjunto de proteínas básicas).un conjunto de proteínas básicas).

También se denomina ARN estructural.También se denomina ARN estructural. Participa en el proceso de unión de los aa Participa en el proceso de unión de los aa

para sintetizar las proteínas.para sintetizar las proteínas. 80-85% del ARN celular total80-85% del ARN celular total

ARN transferenteARN transferente

Transporta los aa hasta los Transporta los aa hasta los ribosomas.ribosomas.

Cada molécula de ARNt transporta Cada molécula de ARNt transporta un aa específico.un aa específico.

10% ARN celular.10% ARN celular. Forma: 4 brazos, 3 con bucles en los Forma: 4 brazos, 3 con bucles en los

extremos, en el otro extremos, en el otro extremo 3’ extremo 3’

extremo 5’ extremo 5’

ARN transferenteARN transferente

TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN Transcripción = síntesis de ARN.Transcripción = síntesis de ARN. Ocurre en el interior del núcleo.Ocurre en el interior del núcleo. Necesita:Necesita:

Una cadena de ADN que actúe como molde.Una cadena de ADN que actúe como molde. Enzimas: ARN-polimerasa.Enzimas: ARN-polimerasa. Ribonucleótidos trifosfato de A, G, C y U.Ribonucleótidos trifosfato de A, G, C y U.

Proceso:Proceso: IniciaciónIniciación ElongaciónElongación TerminaciónTerminación

TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN

INICIACIÓNINICIACIÓN

Comienza cuando la ARN-polimerasa Comienza cuando la ARN-polimerasa reconoce en el ADN que se va transcribir reconoce en el ADN que se va transcribir una señal que indica el inicio del proceso una señal que indica el inicio del proceso = centros promotores. = centros promotores.

Centros promotores = secuencias cortas Centros promotores = secuencias cortas de bases nitrogenadas. de bases nitrogenadas.

TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN

INICIACIÓNINICIACIÓN

La ARN-polimerasa hace que la doble La ARN-polimerasa hace que la doble hélice de ADN se abra hélice de ADN se abra exposición exposición de la secuencia de bases del ADN de la secuencia de bases del ADN unión de los ribonucleótidos.unión de los ribonucleótidos.

TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN

ELONGACIÓNELONGACIÓN

Adición de sucesivos ribonucleótidos para Adición de sucesivos ribonucleótidos para formar el ARN.formar el ARN.ARN-polimerasa: “lee” ADN 3’-5’ ARN-polimerasa: “lee” ADN 3’-5’ síntesis ARN 5’-3’síntesis ARN 5’-3’La cadena de ARN sintetizada es La cadena de ARN sintetizada es complementaria de la hebra de ADN que complementaria de la hebra de ADN que se utiliza como molde.se utiliza como molde.

TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN

ELONGACIÓNELONGACIÓN

ComplementariedaComplementariedad entre las bases d entre las bases de ADN y ARN:de ADN y ARN:

G-CG-C

A-UA-UT-AT-A

C-GC-G

TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN

TERMINACIÓNTERMINACIÓN

La ARN-pol reconoce en el ADN unas La ARN-pol reconoce en el ADN unas señales de terminación que indican señales de terminación que indican el final de las transcripción.el final de las transcripción.

Implica el cierre de la burbuja Implica el cierre de la burbuja formada en el ADN y la separación formada en el ADN y la separación de la ARN-pol del ARN transcrito.de la ARN-pol del ARN transcrito.

TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN

TERMINACIÓNTERMINACIÓN

La ARN-pol transcribe regiones de La ARN-pol transcribe regiones de ADN largas, que exceden la longitud ADN largas, que exceden la longitud de la secuencia que codifica la de la secuencia que codifica la proteína.proteína.

Una enzima corta el fragmento de Una enzima corta el fragmento de ARN que lleva la información para ARN que lleva la información para sintetizar la proteína.sintetizar la proteína.

TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓN

TERMINACIÓNTERMINACIÓN

Extremo 3’ Extremo 3’ se añade una secuencia se añade una secuencia de ribonucleótidos de adenina de ribonucleótidos de adenina cola cola poli-A.poli-A.

Extremo 5’ Extremo 5’ se añade una caperuza se añade una caperuza permitirá identificar este extremo en permitirá identificar este extremo en el proceso de traducción posterior.el proceso de traducción posterior.

TRADUCCIÓN TRADUCCIÓN

Traducción = síntesis de proteínas.Traducción = síntesis de proteínas. Se necesita:Se necesita:

RibosomasRibosomas ARN mensajeroARN mensajero AminoácidosAminoácidos ARN de transferenciaARN de transferencia Enzimas y energíaEnzimas y energía

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

RIBOSOMASRIBOSOMAS Orgánulos citoplasmáticos.Orgánulos citoplasmáticos. Formados por 2 subunidades:Formados por 2 subunidades:

Subunidad pequeña se une ARNmSubunidad pequeña se une ARNm

Subunidad grande se unen aaSubunidad grande se unen aa

Se unen cuando van a sintetizar proteínasSe unen cuando van a sintetizar proteínas

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

Antes de que se inicie la síntesis:Antes de que se inicie la síntesis:

activación de los aa que van a ser activación de los aa que van a ser unidos unidos (citoplasma)(citoplasma)

Cada aa se une a una molécula de Cada aa se une a una molécula de ARNt específica por su extremo 3’ARNt específica por su extremo 3’

Complejo: aminoacil-ARNtComplejo: aminoacil-ARNt

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

INICIACIÓNINICIACIÓN Codón iniciador (ARNm): AUG se une a la Codón iniciador (ARNm): AUG se une a la

subunidad menor.subunidad menor. Fijación del primer aminoacil-ARNt, con el Fijación del primer aminoacil-ARNt, con el

anticodón correspondiente: UAC anticodón correspondiente: UAC Inicio: unión de subunidad mayor.Inicio: unión de subunidad mayor.

COMPLEJO DE INICIACIÓNCOMPLEJO DE INICIACIÓN

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

INICIACIÓNINICIACIÓN

La porción de La porción de ARNm cubierta por ARNm cubierta por el ribosoma el ribosoma corresponde a 6 corresponde a 6 nucleótidos = 2 nucleótidos = 2 codones.codones.

Sitio PSitio PSitio ASitio A

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

ELONGACIÓNELONGACIÓN

La cadena peptídica se sintetiza por la La cadena peptídica se sintetiza por la unión de los sucesivos aa que se van unión de los sucesivos aa que se van situando en el ribosoma transportados por situando en el ribosoma transportados por los correspondientes ARNt.los correspondientes ARNt.

El ribosoma se desplaza a lo largo de la El ribosoma se desplaza a lo largo de la cadena de ARNm.cadena de ARNm.

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

ELONGACIÓNELONGACIÓN

3 subetapas:3 subetapas:o Unión de un aminoacil ARNt al sitio AUnión de un aminoacil ARNt al sitio Ao Formación del enlace peptídicoFormación del enlace peptídicoo Translocación del dipéptido al sitio PTranslocación del dipéptido al sitio P

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

TERMINACIÓNTERMINACIÓN

Existen 3 codones de terminación:Existen 3 codones de terminación:

UAA, UAG, UGA. UAA, UAG, UGA.

No hay ARNt con los anticodones No hay ARNt con los anticodones correspondientes.correspondientes.

Cuando el ribosoma llega a uno de Cuando el ribosoma llega a uno de ellos, la cadena peptídica se acaba.ellos, la cadena peptídica se acaba.

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

TERMINACIÓNTERMINACIÓN

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN

Como consecuencia se libera:Como consecuencia se libera:

La cadena proteicaLa cadena proteica

Las 2 subunidades ribosómicas Las 2 subunidades ribosómicas separadasseparadas

El ARNmEl ARNm

TRADUCCIÓNTRADUCCIÓN La velocidad de síntesis proteica es La velocidad de síntesis proteica es

alta: hasta 1400 amioácidos por alta: hasta 1400 amioácidos por minuto.minuto.

Varios ribosomas pueden leer a la vez Varios ribosomas pueden leer a la vez un mismo ARNm = polirribosoma o un mismo ARNm = polirribosoma o polisoma.polisoma.

Mayor efectividad y ahorro de tiempo.Mayor efectividad y ahorro de tiempo.

SILVIA PEREIRAS GARCÍASILVIA PEREIRAS GARCÍASILVIA RODRÍGUEZ VAQUEIROSILVIA RODRÍGUEZ VAQUEIRO