GEN FRAGMENTO DE ADN LOCALIZADO EN UN LUGAR ESPECIFICO DEL CROMOSOMA SU INFORMACION CODIFICA LA SINTESIS DE UNA PROTEINA ESPECIFICA ??? CONCEPTO ANTIGUO SECUENCIA DE ADN QUE GENERA UN PRODUCTO CON FUNCION CELULAR ESPECIFICA OJO: EXISTEN REGIONES REGLADORAS NO SE TRANSCRIBEN

DIFERENCIA ENTRE GENOMA DE PROCARIOTES Y EUCARIOTES MOLECULA UNICA DE ADN CIRCULAR UN SOLO CROMOSOMA DESNUDOS TRANSCRIPCION Y TRADUCCION SIMULTANEAS SIN MADURACION DEL ARN ENTRA TRNSCRIPCION Y TRADUCCION GENOMA PEQUEÑO POSEE UNA SOLA COPIA PARA CADA GEN Y SE EXPRESA CASI EN SU TOTALIDAD NUMEROSAS MOLECULAS DE ADN LINEA CADA MOLECULA REPRESENTA UN CROMOSOMA (variable según la especie) ASOCIADO A PROTEINAS (histonas y otras) LOCALIZADO EN EL NUCLEO TRANSCRIPCION Y TRADCCION SEPARADAS EN ESPACIO Y TIEMPO MADURACION DEL ARN PREVIA A LA TRADUCCION GENOMA GRANDE SOLO SE EXPRESA UNA PEQUEÑA PORCION (5% en homo sapiens)

COMPLEJIDAD DEL GENOMA EUCARIOTA TIPOS DE SECUENCIAS: ALTAMENTE REPETIDAS (en la heterocromatina) 10% del ADN de vertebrados Secuencias cortas (cientos de nucleotidos) No hay evidencias de que se expresen Tres tipos: Satélites Minisatélites Microsatélites

MEDIANAMENTE REPETIDAS 20 a 80% del ADN total Cientos de bases de longitud que se repiten 50 a 100.000 veces 2 tipos: Secuencias con función codificadora Codifican ARN de transferencia ribosomal y genes de histonas Secuencias sin función codificadora Entre 500 y 1000 pares de bases Se desconoce su función NO REPETIDAS O DE COPIA UNICA Nucleótidos que codifican proteínas.

TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN

PROCESO GENERAL DE TRASCRIPCION Elementos Intervinientes: ADN ARN polimerasa ADN dependiente Gen Promotor Punto de inicio Burbuja de transcripción Sustratos: UTP, ATP, GTP Y CTP Una fuente de energía: los mismos sustratos Una pirofosfatasa. Topoisomerasa I Señal de terminación

TRANSCRIPCION EN PROCARIOTAS Poseen un solo tipo de ARN polimerasa Complejo proteico constituido por 5 subunidades: α, β, β´, σ, ω σ resulta indispensable para el reconocimiento el sitio correcto de inicio por lo tanto se comporta como un “FACTOR DE INICIO”

Cuando el transcripto ha añadido alrededor de 8 nucleótidos se desprende sigma y la transcripción continuada por el núcleo central

Promotores Bacterianos: dos secuencias consenso: TATAAT en -10 (caja de Pribnow) TTGACA en -35

SEÑALES DE TERMINACION TERMINACION INDEPENDIENTE DE RHO TERMINACION DEPENDIENTE DE RHO

TRANSCRIPCION EN EUCARIOTAS TRES ARN POLIMERASAS: La ARN polimerasa I transcribe genes del ADN nucleolar que codifican para los ARNr 45S La ARN polimerasa II transcribe genes del ADN no nucleolar que codifican para todos los ARNm y para la mayoría de los ARNpn. La ARN polimerasa III transcribe genes del ADN no nucleolar que codifican para los ARNt, los ARNr 5S,los ARNpc y para el resto de losARNpn.

Se unen al promotor por medio de FACTORES BASALES DE TRANSCRIPCION que se relacionan con las regiones reguladoras de un gen por medio de FACTORES DE TRANSCRIPCION ESPECIFICOS

TRANSCRIPCION DE ARNm PROMOTORES: CAJA TATA ( de Hogness-Goldberg)  posición – 25 CAJA CAAT  posición – 80 CAJA CG  ubicación variable ARN transcripto primario o pre-ARN: más largo que el maduro Señal de terminación: desconocida AAUAAA: secuencia reconocida por endonuclasa que pone fin al transcripto primario SEÑAL DE POLIADENILACION (no está presente en histonas)

DIFERENCIAS EN LA TRANSCRIPCION DE PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS Existe una sola ARN polimerasa procariota y tres ARN polimerasas eucariotas. La ARN polimerasa procariota no requiere factores de transcripción. Las eucariotas requieren la presencia de factores de transcripción basales y su actividad es regulada por factores de transcripción específicos. Las secuencias señalizadoras son diferentes

Código genético En los seres vivos existen 20 aminoácidos diferentes, a partir de los cuales se forman las diferentes proteínas. Cada aminoácido está especificado o codificado por secuencias de tres nucleótidos en el ARN m, llamados codones.

El código genético ES UNIVERSAL Las cuatro bases se unen en “palabras” de tres letras y se obtienen 64 grupos o “combinaciones” diferentes. 61 codones codifican aminoácidos diferentes 3 codones son señal de finalización No es ambiguo porque cada codón codifica un solo aminoácido Es degenerado porque cada aminoácido puede ser codificado por más de un codón No se produce solapamiento de codones

TIPOS DE ARN ARN MENSAJERO:

ARNm EUCARIOTA Intrones : Segmentos de ARNm que no participan en la síntesis de proteínas. Exones: Segmentos de ARNm que participan en la síntesis de proteínas

CAPPING

POLIADENILACION

EMPALME (SPLICING)

ARN MADURO MONOCISTRÓNICO

ARN PROCARIOTA Secuencias codificadoras continuas, pues carecen de intrones. No sufren modificaciones post-transcripcionales. Son policistrónicos

ARN DE TRANSFERENCIA SON MOLECULAS ADAPTADORAS SOLO 31 ARNt : porque no requieren complementariedad exacta entre los 3 nucleótidos del codón y anticodón

PROPIEDADES ESPECIFICAS DEL ARNt Debe ser reconocido por una aminoacil ARNt sintetasa que lo una al aminoácido correcto. Debe tener una región que actúe como sitio de unión para el aminoácido. Debe tener una secuencia complementaria (anticodón) específica para el codón del ARNm correcto.

MODIFICACIONES DEL pre-ARNt

ARN RIBOSOMICO

ENSAMBLAJE DE SUBUNIDADES CROMOSOMICAS

PROCESO DE TRADUCCION DE PROTENAS ACTIVACION DE LOS AMINOACIDOS O AMINOACILACION TRADUCCION DEL ARNm

1. ACTIVACION DE LOS AMINOACIDOS UTILIZACION DE ATP PARA UNIR EL AMINOACIDO A AMP B. TRANSFERENCIA DEL AMINOACIDO DEL COMPLEJO AL ARNt ESPECIFICO RESULTANDO AMINOACIL -ARNt

2. TRADUCCION TRES ETAPAS: INICIACION ELONGACION TERMINACION

INICIACION

ELONGACION

TERMINACION

COSTO ENERGÉTICO DE LA SÍNTESIS PROTEICA Para formar cada enlace peptídico se consumen tres enlaces de alta energía: uno en la activación del aminoácido; otro en la unión del aminoacil ~ARNt a la subunidad menor del ribosoma; el tercero en la translocación del ribosoma.

POLIRRIBOSOMAS

DIFERENCIAS EN LA TRADUCCION ENRE PROCARIOTA Y EUCARIOTA

REGULACION DE LA EXPRESION GENICA EN PROCARIOTES OPERON: Genes estructurales: codifican enzimas de la vía metabólica. próximos entre sí por lo tanto son transcriptos en una sola molécula de ARNm policistrónico. Promotor:  secuencia de nucleótidos del ADN en donde se une la ARN polimerasa para iniciar la transcripción.  Operador : secuencia de nucleótidos que se interpone entre el promotor y los genes estructurales se inserta una proteína reguladora denominada proteína represora.

OPERON LAC En ausencia de lactosa el represor se enlaza al operador e impide a la ARN polimerasa insertarse en el sitio promotor con lo cual se interrumpe la transcripción El represor ejerce su influencia mediante control negativo, puesto su interacción con el ADN inhibe la expresión del operón.

En presencia de lactosa, esta se une a la proteína represora, provocándole un cambio conformacional e incapacitándola para unirse al ADN del operador. Se transcriben los genes estructurales, apareciendo en el citosol las enzimas que degradarán a la lactosa. El represor solo puede unirse al operador en ausencia del inductor

OPERO TRIPTOFANO. REPRIMIBLE En presencia de triptófano , el aminoácido (molécula denominada co-represor) se une a la proteína represora constituyendo el complejo represor/co-represor.

COMPARACIÓN ENTRE EL OPERÓN LAC Y EL OPERÓN TRIPTÓFANO Operón inducible, se expresa en presencia de lactosa. Operón reprimible, se expresa en ausencia de triptófano. La lactosa es el inductor El triptófano es el co-represor El represor se sintetiza en forma activa. Actúa solo El represor se sintetiza en forma inactiva. Actúa en presencia del co-represor Sus enzima participan en un vía catabólica Sus enzima participan en una vía anabólica

CONTROL DE TRANSCRIPCION EN EUCARIOTAS

CONTROL A NIVEL TRANSCRIPCIONAL A) Factores de transcripción y la expresión genética: Secuencia promotora o promotor Secuencias reguladoras: dos tipos Intensificadoras  Silenciadoras  Factores basales de transcripción Factores específicos de la transcripción: Proteínas activadoras  Proteínas represoras

INTERACCION DE FACTORES BASALES Y ESPECIFICOS

B) La estructura de la cromatina y la expresión genética Eucromatina, transcripcionalmente activa, Heterocromatina, transcripcionalmente inactiva C) El grado de metilación y la expresión genética Presencia de grupos metilo (CH3) en el gen afecta su expresión.

CONTROL A NIVEL DEL PROCESAMIENTO DE ARMm

MECANISMOS DE CONTROL A NIVEL DE LA TRADUCCIÓN

MECANISMO DE CONTROL DESPUES DE LA TRADUCCION

RESUMEN DE LOS MECANISMOS DE REGULACIÓN GÉNICA EN EUCARIOTAS Control transcripcional A- Factores de transcripción B- Grado de condensación de la cromatina C- Grado de metilación Control procesamiento del ARNm Empalme alternativo Control transporte del ARNm Mecanismos que determinan si el ARNm maduro sale o no a citosol Control traduccional Mecanismos que determinan si el ARNm presente en el citosol es o no traducido Control de la degradación del ARNm Mecanismos que determinan la supervivencia del ARNm en el citosol Control de la actividad proteica Mecanismos que determinan la activación o desactivación de una proteína, como así también el tiempo de supervivencia de la misma.