BOLILLA 11 Metabolismo del DNA: Replicación. DNA-polimerasas. Fases de la Replicación. Reparación del DNA Metabolismo del RNA: Transcripción. RNA-polimerasas. Iniciación y Terminación de la síntesis. Maduración del RNA Transcriptasa inversa

ACIDOS NUCLEICOS DNA: Acido desoxirribonucleico Contiene la información genética Está formado por dos cadenas polipeptídicas Se encuentra formando los cromosomas en el núcleo celular RNA. Acido Ribonucleico Se encuentran 3 clases: 80%: ARNr ribosomal y 10 % ARNm mensajero en los ribosomas en citoplasma. Un 10 % ARNt transferencial. El ARNm posee la información génica para la síntesis de proteínas. Hay un 10% de ARN en nucleolos. Existen otros ARN: ARNnp ó snRNA y ARNcp ó scRNA

COMPONENTES DEL ADN y ARN Tipo ADN ARN Acido Fosfórico Azúcar D-2-desoxirribosa D-Ribosa Bases Adenina Guanina Citosina Timina Uracilo

UNION ENTRE BASES Las bases se encuentran unidas por uniones puente de hidrógenos. Existe una complementariedad de Bases: Adenina-Timina Citosina-Guanina Existen 10 pares de bases por cada vuelta de hélice Se producen interacciones hidrofóbicas entre los pares de bases apilados

RUTAS DE LA INFORMACION GENICA REPLICACION RUTAS DE LA INFORMACION GENICA TRANSCRIPCION TRANSDUCCION

ADN ARN Péptido o proteína Replicación Transcripción DOGMA CENTRAL Traducción DOGMA CENTRAL DE LA GENETICA

Acidos Nucleicos: Estructura molecular del ADN 1953. Watson, Crick y Wilkins 5’ 3’ Uniones Puente Hidrógeno 3’ 5’ - a-hélice con giro a la derecha. Cadenas complementarias y antiparalelas. Desoxinucleótidos de A, T, G, y C. G-C 50% más fuerte que A-T.

Disposición del ADN en los cromosomas Gen GEN Cromosomas Genoma Individuo

Esquemas del proceso de replicación del ADN ADN de doble cadena original Producto intermediario en la replicación semiconservativa Dos moléculas de ADN de doble cadena (hijas) CARACTERISTICAS GENERALES DE LA REPLICACION: - Semiconservadora. - Dirección 5’-> 3’. - Hebras antiparalelas: rezagada y continua. Se lleva a cabo en el núcleo de células eucariotas y en el citosol de procariotas. - Las dos hebras se replican simultáneamente El DNA eucariota presenta varias horquillas de replicación en forma simultánea La Replicación en muy precisa (Un error 109-1010 nucleótidos)

Hebra conductora Dirección del movimiento de la Horquilla de replicación Fragmentos de Okazaki Hebra Retardada

Horquilla de replicación Horquilla de replicación REPLICACION EN E.coli Origen de replicación Horquilla de replicación Horquilla de replicación

Enzimas y cofactores que intervienen en la replicacion de ADN DNA polimerasa: Catalizan la unión de dRNT Proteína DnaA: Reconoce la secuencia de origen Proteína DnaB ó Helicasa: Desenrolla el DNA Primasa: Sintetiza cebadores DNA girasa ó Topoisomerasa II: Libera la tensión generada por el desenrollamiento del DNA Proteínas fijadoras de ADN monocatenario:Mantienen las hebras separadas

Procariotas: Polimerasas I, II y III ADN POLIMERASAS Procariotas: Polimerasas I, II y III Eucariotas: Polimerasas a, b, g, d, e Polimerasa I: Actividad polimerasa y exonucleásica 3´ 5´ y 5´ 3´ Polimerasa II: Actividad polimerasa y exonucleásica 3´ 5´ Polimerasa III: Actividad polimerasa y exonucleásica 3´ 5´ Polimerasa a: Actividad polimerasa (adiciona al inicio 20 dNTP) Polimerasa b: Actúa en sistema de reparación de DNA Polimerasa d: Actividad polimerasa adiciona los restantes dNTP) y exonucleásica 3´ 5´ Polimerasa g: DNA mitocondrial circular y actividad exonucleásica 3´ 5´ Polimerasa e: Actividad polimerasa y exonucleásica 3´ 5´

ACCION DE LA POLIMERASA: Esquema de reacción en la unión de un nucleótido a la cadena de cebadora Desoxinucleósido 5´trifosfato entrante Cadena de RNA CEBADORA Cadena de DNA MOLDE

Representación esquemática de la replicación del ADN 1-Iniciación. Acción de la helicasa, y de la polimerasa III 3’ 5’ 4-Elongación.Eliminación del ARN cebador (polimerasa I) y unión fragmentos cortos por la ADN ligasa. 2-Iniciación. Actúa la primasa. 5’ 3’ 5’ 3’ ARN cebador 3-Elongación. acción de la polimerasa III (cadena retardada) 3’ 5’ Fragmento de Okazaki 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ Fragmento de Okazaki

ESQUEMA BIOSINTESIS DE UN POLIMERO: Gasto de energÍa n dATP + n dGTP + n dTTP + n dCTP ADN polimerasa, Mg+ ARN iniciador Cadena molde Polímero 4n dRN + 4 n PPi Pirofosfatasa 2 Pi

Acidos nucleicos: Estructura del ARN

Tipos de ARN y características específicas ARN ribosomal ARN transferencial ARN mensajero Tipo de ARN Características estructurales Función ARN ribosomal (rARN) Se asocia con proteínas. 3 tamaños diferentes en procariotas y 4 en eucariotas. Componente estructural de ribosomas ARN transferencial (tARN) Un tARN específico para c/aa. Extremo 3’: CCA Transporte de aa al complejo Ribosoma-mARN ARN mensajero (mARN) Transcripto primario. Cola poli-A 3’. Caperuza de 7-metil guanosina 5’. Molde para síntesis de proteína

TRANSCRIPCION O SINTESIS DE ARN Actúa una ARN polimerasa dirigida por ADN Utiliza los 4 ribonucleótidos: ATP, GTP, CTP y UTP. Necesita Mg++ Necesita ADN para su actividad No requiere de un cebador Se une a secuencias específicas (promotores) El DNA se desenrolla y forma una burbuja de transcripción. En eucariotas la polimerasa requiere de factores de transcripción.

ETAPAS DE LA TRANSCRIPCION O SINTESIS DE ARN INICIO: Unión de la polimerasa al complejo y desenrollamiento del DNA ELONGACION: Acción de la polimerasa y separación de la subunidad sigma. TERMINACION: Disociación de la ARN polimerasa y liberación del transcripto

5’ 3’ Promotor σ ARN polimerasa ADN templado Pu FFF 1- Unión no específica de la Pol y migración hacia el promotor. 2- Formación de un complejo Pol-promotor cerrado. 3- Formación de un complejo Pol-promotor abierto. 4- Iniciación de la síntesis de mARN, casi siempre con una purina. N rNTPs 5- Elongación del mARN en 8 nucleótidos más. 6- Liberación de la subunidad σ a medida que la Pol progresa corriente abajo sobre el ADN. Representación esquemática de la iniciación y elongación de la transcripción bacteriana

MADURACION DEL ARN En el extremo 5´ se adiciona un casquete de 7-metil guanosina y en el 3´se forma la “cola” poli A. Intervienen las ribozimas Se eliminan secuencias no codificantes o intrones Los exones se unen y forman una cadena única.

Transcripción y traducción de un gen eucariota preRNA: 3'UTR 5'UTR Exon 1 Exon 2 Exon 3 Intron 1 Intron 2 AAAAAAAAA mRNA: Splicing / Polyadenylation polyA ATG TAA active protein: Traducción CPLTW ..............GFL ..............PJC Splicing alternativo Modificación post-transduccional ..............LAC PROTEINA