Flujo de información génica Aprendizajes esperados: AE: Comprender que al nivel molecular, los genes que codifican para RNA mensajeros determinan la secuencia de aminoácidos de las distintas proteínas y su mensaje está escrito en un código universal de tres nucleótidos (codón) que especifica cada aminoácido. Otros genes codifican la secuencia de nucleótidos de los RNA de transferencia y ribosomal. Junto con el RNA mensajero conforman la maquinaria de síntesis de proteínas. A.E: Comprender que el mensaje de cada gen se transforma en una proteína mediante dos etapas de transferencia de información: a) desde el gen al RNA mensajero (transcripción), y b) desde el RNA mensajero a la secuencia de aminoácidos de una proteína (traducción). Examinan la complementariedad entre un gen y el RNA mensajero correspondiente y deducen los principios elementales de la transcripción.

Expresión Génica ARN Núcleo ADN 5´ 3´ Transcripción: ARN polimerasa Núcleo ADN ARN sentido 5´ 3´ Secuencia ADN : TAAGCCG Secuencia transcrita: AUUCGGC Ver figura página 43

En ella intervienen: * Una cadena de ADN que actúa como molde (3´- 5´). * Ribonucleótidos trifosfato de A, C, G y U * ARN-polimerasas I, II y III: I para la síntesis de ARNr (forma parte ribosomas) II  para la síntesis de ARNm (codifica para proteínas) III  para la síntesis de ARNr y ARNt ( transportador de aa utilizados síntesis de proteínas)

Etapas de la transcripción

iniciación Unión región promotora ARN polimerasa Desenrolle ADN Hace que se Desenrolle ADN Sitio de inicio esta constituido por la secuencia de tres nucleótidos TAC en Segmento de 10 a 20 pares de bases síntesis de ARN ojal transcripcional

Ribonucleótidos libres Transcripción de ARNm Extensión: avanza a lo largo de una de las cadenas Cadena de ARN ARN polimerasa ADN Catalizando la formación ARNm Gracias a Ribonucleótidos libres A,U,C,G

ADN Transcripción de ARNm: Terminación: Secuencia de termino Final gen Se encuentra con ARN polimerasa Secuencia de termino ubicada Final gen Se separa Que se esta Doble hélice ADN reconstituye Transcribiendo libera ARN sintetizado Secuencia de inicio: TAC Secuencias de termino: ATT, ATC, ACT

Transcripción.

Maduración del ARN - mensajero La mayor parte de los genes que codifican una proteína están fragmentados. Cada gen consta de varios fragmentos denominados intrones y exones. Durante la maduración se eliminan secuencias "sin sentido" o repetitivas (Intrones), y luego se unen entre si las secuencias útiles o "con sentido" (Exones) por las ARN- ligasas.

El código genético. - Comprender que el mensaje de cada gen se transforma en una proteína mediante dos etapas de transferencia de información: a) desde el gen al RNA mensajero (transcripción), y b) desde el RNA mensajero a la secuencia de aminoácidos de una proteína (traducción). Examinan la complementariedad entre un gen y el RNA mensajero correspondiente y deducen los principios elementales de la transcripción. - Conocen que el código genético es universal: se basa en tripletes de nucleótidos (codones) que corresponden a aminoácidos específicos o a señales de inicio y término en la síntesis de una proteína. El mensaje codificado en codones una vez traspasado al RNA mensajero es descifrado mediante el RNA de transferencia que, como un adaptador, contiene en un extremo tripletes de nucléotidos complementarios a los codones (anti-codones), mientras en otro extremo tiene unido el aminoácido correspondiente. De esta manera, el RNA de transferencia ubica a los aminoácidos en el sitio donde se fabrican las proteínas alineándolos en la cadena peptídica según la secuencia especificada en el RNA mensajero.

Desciframiento del código genético La asignación de cada a.a aun triplete se llevó a cabo gracias a 3 grupos de investigación. Objetivo: Sintetizar ARN mensajeros (ARN-m) para utilizarlos posteriormente como mensajeros artificiales en un sistema acelular de traducción "in vitro". Estos sistemas acelulares de traducción "in vitro" procedían de la bacteria E. coli y contenían todo lo necesario para llevar a cabo la traducción: ribosomas, todos los ARN transferentes, aminoácidos, enzimas, etc. Sin embargo, a estos sistemas acelulares se les quitaban los ARN mensajeros de E. coli y se les añadía un ARN sintetizado artificialmente. En estos sistemas acelulares se sintetizaba un polipéptido. Posteriormente, se comparaba la secuencia del ARN -m sintético utilizado en el experimento con la secuencia de aminoácidos del polipéptido producido.

Sintetizar ARN-m de forma enzimática Aislaron a partir de timo de ternera un ezima denominada Polirribonucleótido fosforilasa que tenía la capacidad de sintetizar ARN a partir de ribonucleósidos difosfato y sin necesidad de molde. Descubren lisina (AAA) Sintetizar ARN-m de forma enzimática Usando la Polirribonucleótido fosforilasa sintetizaron poli-uridílico (poli-U: UUUUUUUUUUUUUU...). Cuando emplearon este ARN sintético en su sistema acelular de traducción daba lugar a la formación de un polipéptido que solamente contenía el aminoácido fenilalanina (UUU)  Conseguir un sistema acelular estable para sintetizar proteínas Utilizando el Poli-UCde 116 residuos de longitud, ARN mensajero sintético en el que se repite muchas veces seguidas el dinucleótido UC (UCUCUCUCUCUCUC...) obtuvieron un polipéptido que contenía los residuos de serina y leucina en  forma alternada (UCU y CUC) Sintetizar ARN m de  forma química o enzimática.

Código genético Las características del código genético fueron establecidas experimentalmente por Fancis Crick, Sydney Brenner y colaboradores en 1961.  Mayor información en: http://pendientedemigracion.ucm.es/info/genetica/grupod/Codigo/Codigo%20genetico.htm

Características del código genético Es universal Es degenerativo A excepción de la Metionina (AUG) y el Triptófano (UGG), existen dos o más codones para cada aminoácido (ej. Treonina= ACU, ACC, ACA, ACG). El mismo triplete es compartido por todos los organismos vivos. Sólo se han encontrado excepciones en alguna smitocondria, en las que algún triplete tiene un significado distinto. - En la mayoría de los casos, los distintos codones correspondientes a un mismo aminoácido, difieren en la tercera base, pero coinciden en las dos primeras. - Existe un codón de inicio, el AUG (metionina), y tres de finalización, UAA, UAG y UGA.

El códico genétco está determinado por tripletes o codones de ARNm

Traducción: Participan componentes celulares que: Reconocen los tripletes que posee el ARN mensajero (ARNm) que fueron copiados del ADN. Mobilizan los a.a necesarios a través del ARN de transferencia (ARNt) Usan como plataforma un ribosoma formado por ARN ribosomal (ARNr)

ARN de transferencia Su cadena termina en CCA, por donde se fija a un a.a específico. En el asa 2, está el anticodón, donde se acopla al codón de ARNm. Son diccionarios que lee el ARNm. Hay alrededor de 20, uno para cada a.a.

Arn ribosomal Junto a proteínas forma el ribosoma. Es una maquinaria de síntesis de proteína. Consiste en 2 unidades: una pequeña y una grande. La subunidad pequeña presenta el sitio de unión al ARNm. La subunidad grande presenta sitios de union al ARNt (sitio P y Sitio A)

Etapas de la traducción

Iniciación: 1. La subunidad pequeña se une al ARNm. 2. El primer ARNt lleva el a.a metionina se acopla con el codón iniciador AUG del ARNm. 3. La subunidad grande se ubica en su lugar, el complejo ARNt-metionina ocupa el sitio P, mientras que el sitio A permanece vacante. 2 1 3

Elongación: Un 2do ARNt, con su a.a. unido, se coloca en el sitio A, y su anticodón se acopla al codón del ARNm. Se forma un enlace peptídico entre 2 a.a., el 2do ARNt con el dipéptido se mueve desde el sitio A al sitio P. Un 3er a.a. con su ARNt se coloca en el sitio A y se forma un nuevo enlace peptídico. Así sucesivamente. 1 2 3

Terminación: Cuando un ribosoma alcanza un codón de término (UGA, UAA, UAG), el polopéptido se desprende del último ARNt. El ARNt se desprende del sitio P. El sitio A es ocupado por un factor de liberación que produce la separación de las subunidades de los ribosomas. 2 1 3

1. Completa la siguiente tabla: Actividad: 1. Completa la siguiente tabla: ADN (3´-5´) ARNm (codón) ARNt (anticodón) aminoácido AUG CCT GCC ATG AUC CGA UAA Prolina 2. ¿Qué función tiene el ARNt? 3. ¿Cómo se traduce el mensaje que viene en el ARNm? 4. ¿Qué función cumple el ARNr? 5. ¿Dónde se produce la lectura del ARNm?