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El ADN portador del mensaje genético

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14 El ADN portador del mensaje genético

NOTICIA INICIAL

ESQUEMA

RECURSOS



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Secuenciado por primera vez el genoma del anfioxo

El anfioxo o lanceta (Branchiostoma floridae) es un invertebrado marino que ha centrado durante siglos el interés de gran número de científicos, ya que su ADN contiene la clave para entender la evolución genética de los vertebrados y del propio genoma humano.

Noticia inicial

Diario de la Ciencia

Un consorcio internacional, en el que han participado dos españoles, ha publicado el pasado mes de junio de 2008 un trabajo en el que se ha presentado, en primicia científica, el genoma completo del anfioxo. Este invertebrado, del que existen 29 especies en las costas de todo el planeta, tiene un genoma y un patrón corporal primitivo, con cualidades intermedias entre los invertebrados y los vertebrados, por lo que conocer su genoma es fundamental para reconstruir el camino evolutivo que han seguido estos dos grupos y explicar el origen

del genoma humano. Los expertos han identificado 17 grupos ancestrales de fragmentos de genoma que están conservados entre el actual anfioxo y el genoma de los vertebrados después de 500 millones de años de evolución biológica. Según uno de los autores del estudio, el catedrático Jordi García-Fernández, «el anfioxo tiene un rol privilegiado en la evolución de los vertebrados y su ADN puede utilizarse como modelo de laboratorio para entender mejor la biología y la salud humanas y los mecanismos moleculares

que causan patologías, además de testar y estudiar la función de moléculas de interés biomédico y buscar nuevas estrategias terapéuticas en diversas enfermedades humanas».



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Esquema


El ADN como material genético

La duplicación del ADN

Síntesis de nuevas cadenas de ADN

El mecanismo de duplicación del ADN en procariotas

El mecanismo de duplicación del ADN en eucariotas

La expresión del mensaje genético

Transcripción en eucariotas

Transcripción en procariotas

El código genético

La traducción. Biosíntesis de proteínas

La regulación de la expresión génica



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Recursos para la explicación de la unidad



Síntesis de nuevas cadenas de ADN


El mecanismo de duplicación del ADN en eucariotas









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Experimento de Griffith

Cepas S vivas Cepas R vivasCepas R muertas

Mezcla de cepas S muertas y cepas R vivas

Cepas S vivas



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Hipótesis semiconservativa

Hipótesis conservativa

Hipótesis dispersiva

Cadena antigua Cadena nuevaVER EXPERIMENTO DE MESELSON Y STAHL



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Medio N15 Medio N14

ADN inicial ADN después de la 1.ª

duplicación

Experimento de Meselson y Stahl

ADN después de la 2.ª

duplicación

ADN después de la 3.ª

duplicación

ADN N15

ADN N14-15

ADN N14

VOLVER



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Síntesis de nuevas cadenas de ADNPolimerización de nucleótidos por la ADN-polimerasa

ADN patrónNucleótidos

Mg2+

ADN polimerasa

ADN cebador

VER EXPERIMENTO DE CAIRNS



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Síntesis de nuevas cadenas de ADN VOLVER

Formas observadas Interpretación

A los 5 minutos A los 12 minutos

A los 28 minutos A los 48 minutos

1.ª generación 2.ª generación

Punto de crecimiento Hélice de la 2.ª

generación

Punto de crecimiento

Origen

Hélice de la 1.ª generación

VER HORQUILLASY FRAGMENTOS DE OKAZAKI



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Síntesis de nuevas cadenas de ADN VOLVER

Horquillas observadas

3’

5’

3’

5’

3’

5’

5’

3’

5’

3’

5’

3’

Punto de inicioNinguna polimerasa añade nucleótidos en estos puntos

5’5’

3’ 3’

Origen de replicación

Crecimiento discontinuo

Crecimiento continuo

Fragmentos de Okazaki



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IniciaciónOrigen de

la replicación

Elongación

Burbuja de

replicación

ADN pol III Proteínas estabilizadoras

Horquilla de replicación

Helicasa

Primasa

ADN pol III

Hebra retardada

ADN pol I

ADN-ligasa

Hebra conductora

Dirección general de la replicación

VER FOTOGRAFÍASDE ADN



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El mecanismo de duplicación del ADN en eucariotasOrigen de la replicación

Horquilla de replicación

Hebra retardada

Hebra conductora Origen de la replicación

Burbujas de replicación

Hebra conductora

Nucleosomas

Nuevos nucleosomas

Hebra retardada



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El mecanismo de duplicación del ADN en eucariotas VOLVER

ADN de E. coli

ADN de Drosophila



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ADN ARNm ProteínaTranscripción

Transcripcióninversa

Duplicación

Duplicación

Traducción

Las secuencias de ADN que pueden moversea diferentes partes del genoma de una célula

se conocen como transposones o «genessaltarines». Fueron descubiertos por Bárbara

McClintock, por lo que recibió el premioNobel en 1983.



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Promotor

5’3’

5’3’

5’3’

5’3’

ARN-polimerasa

ARN

Iniciación

Elongación

Finalización

ARN transcrito completo

3’5’

3’5’

3’5’

3’5’

LA LUPA AMPLÍA LA IMAGEN



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Promotor

5’3’

5’3’

5’3’

5’3’

ARN-polimerasa

ARN

Iniciación

Elongación

Finalización

ARN transcrito completo

3’5’

3’5’

3’5’

3’5’



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Promotor

5’

3’

5’

3’

5’

3’

ARN

Unidad de transcripción

Iniciación3’

5’

3’

5’

3’

5’

m7-Gppp

Capucha 5'Elongación

m7-Gppp

ARN-polimerasa

CONTINUAR



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CONTINUAR

5’

3’

3’

5’Finalización

PoliA-polimerasa

m7-Gppp

Capucha 5'OH

ARN heterogéneo nuclear

Cola de poli-AOHm7-Gppp

Capucha 5'



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Transcripción en eucariotas5’ 3’Maduración

3’5’

Exón 1 Intrón Exón 2

RNPpn

Proteína

Espliceosoma

5’ 3’

Intrón

ARNm

Exón 1 Exón 2



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Activación de los aminoácidos

Aminoacil-ARNt-sintetasa

ARNt

CONTINUAR

VER ESTRUCTURADELAMINOACIL-ARNt

Aminoacil-ARNt



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CONTINUAR

VER COMPLEJORIBOSOMAL

ARNt iniciador

Subunidad menor

3’

5’

U

A C5’

3’A

U G

5’

3’

EA

Metionina

5’

3’

GTP

GDP

Iniciación de la síntesis



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CONTINUAR

Elongación de la cadena polipeptídica

Anticodón

Complementariedad entre codón y anticodón

GTPGDP

5’

3’ 3’

5’ 5’ 5’

3’

3’GTPGDP

Enlace peptídico

El aminoácido se traslada al otro ARNt

ARNt

AminoácidoSe libera el ARNt que ha

cedido el aminoácido



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Finalización de la síntesis

El codón de finalización puede ser UAA, UAG o UGA

Último ARNt

Factor de liberación

Polipéptido libre

Separación del ARNm y las subunidades ribosómicas

3’

5’

3’

5’



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Gen regulador del operón

Zona promotora

Zona operadora

Gen estructural de la galactosidasa

Gen estructural de la permeasa

Gen estructural de la transacetilasa

Funcionamiento del operón lac

En estado normal

En presencia de lactosa

ARN-polimerasaEl represor controla los

genes estructurales

ARNmRepresor

Los genes estructurales pueden codificar proteínas

ARNmInductor asociado

al represor

Inductor que bloquea al represor

ARNm

Galactosidasa Permeasa Transacetilasa

VER CONTROL POR AMPc



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Gen reguladorAMPc

ARN-polimerasa

P O

CAP Promotor Operador

Gen 1 Gen 2 Gen 3

La regulación de la expresión génica VOLVER



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U C G

COOH

NH2

CH2

OH

H C Aminoácido(serina)

Anticodón

VOLVER

ARNt

Aminoácido

ARNt

Anticodón



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Subunidad menor

Subunidad mayor

VOLVER

Aminoacil-ARNtARNt

Cadena polipeptídica en formación

Anticodón

3’

5’

ARNm

Aminoácido

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