LA BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA TEMA 13 LA BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA
El ADN CONTIENE EL MENSAJE GENÉTICO Presencia de ADN en el núcleo y en los cromosomas. La cantidad de ADN en individuos de la misma especie es constante. Cuanto más compleja es una especie, mayor cantidad de ADN contiene. La luz ultravioleta de 360 nm. es la más absorbida por el ADN y es, precisamente esta radiación, la que provoca las mutaciones. La prueba definitiva la aportaron las observaciones de Griffith, 1928 y posteriormente Avery en 1944, sobre transformaciones en bacterias.
El ADN CONTIENE EL MENSAJE GENÉTICO Experimento de Griffith
El ADN CONTIENE EL MENSAJE GENÉTICO Experimento de Avery
El ADN CONTIENE EL MENSAJE GENÉTICO El dogma central de la biología
LA REPLICACIÓN DEL ADN Este proceso permite el paso de información genética a las células hijas. A partir de la estructura de la doble hélice propuesta por Watson y Crick, es fácil pensar cómo puede producirse: Se separan las dos hebras y los nucleótidos se van uniendo por complementariedad. Se propusieron tres hipótesis: Conservativa, semiconservativa y dispersiva.
LA REPLICACIÓN DEL ADN
LA REPLICACIÓN DEL ADN Comprobación experimental de Meselson y Stahl
LA REPLICACIÓN DEL ADN El proceso de duplicación en bacterias requiere: La enzima ADN pol III Desoxinucleótidos trifosfato de A,C,T y G. Iones Mg++ Una cadena de ADN patrón. Un extremo 3' libre con función de cebador
LA REPLICACIÓN DEL ADN
LA REPLICACIÓN DEL ADN En bacterias Existe una secuencia de ADN que será el origen de la duplicación, denominada señal de iniciación. La enzima helicasa separa las dos hebras, la girasa elimina las tensiones y las proteínas SSB estabilizan la separación de las dos cadenas. Esto da origen a la burbuja de replicación. El fragmento cebador lo sintetiza la ARNpol, y es un fragmento de ARN de unos 10 nucleótidos denominado PRIMER.
LA REPLICACIÓN DEL ADN Ahora la ADNpol III ya puede ir añadiendo los nucleótidos al extremo 3’ formándose la denominada cadena continua o conductora. La energía para el proceso se obtiene de los propios dnucleótidos 5’ trifosfatos. Sobre la otra hebra la ARNpol debe esperar a que la burbuja tenga un tamaño de unos 1000 nucleótidos a cada lado para poder sintetizar el primer, al que añadirá dnucleótidos la ADNpol III, formándose el denominado fragmento de Okazaki. Cada vez que se abre la cadena, se repite el proceso formándose la denominada cadena discontinua o retardada.
LA REPLICACIÓN DEL ADN Para completar las cadenas, debe actuar la ADNpol I que es capaz de retirar todos los fragmentos de ARN y sustituirlos por ADN y finalmente interviene la ADNligasa para unir todos los fragmentos separados.
LA REPLICACIÓN DEL ADN En Eucarioras El proceso es similar con ciertas particularidades: Hay 5 ADN polimerasas: a, b, g, d y e. Las histonas del ADN original se quedan en la hebra conductora, sintetizándose nuevas para la retardada. Existen muchos puntos de origen de la replicación, lo que da origen a las unidades de replicación o replicones.
LA REPLICACIÓN DEL ADN En Eucarioras Los fragmentos de Okazaki tienen un tamaño de sólo 100 a 200 nucleótidos. Al llegar al extremo del cromosoma, los telómeros, la hebra retardada queda incompleta y para igualar los extremos se corta un fragmento de la hebra continua. Este acortamiento de los cromosomas está relacionado con en envejecimiento y muerte celular.
LA TRANSCRIPCIÓN Consiste en la síntesis de moléculas de ARN complementarias de ADN. Las enzimas que lo llevan a cabo son las ARNpol (son muy complejas, formadas por muchos polipéptidos). La ARNpol I fabrica los ARNr la ARNpol II fabrica los ARNm la ARNpol III fabrica los ARNt.
LA TRANSCRIPCIÓN Las proteínas se obtienen a partir de los ARNm y en su formación tienen lugar los siguientes procesos: 1. Iniciación: La ARNpol reconoce y se une a una secuencia específica llamada promotor.
LA TRANSCRIPCIÓN Las proteínas se obtienen a partir de los ARNm y en su formación tienen lugar los siguientes procesos: 2. Alargamiento: Se produce por la unión de sucesivos nucleótidos complementarios de las bases de una de las cadenas del ADN. La dirección de crecimiento es 5’ 3’.
LA TRANSCRIPCIÓN Las proteínas se obtienen a partir de los ARNm y en su formación tienen lugar los siguientes procesos: 3. Terminación: Se produce cuando se llega a la región terminadora del gen, generalmente una secuencia palindrómica.
LA TRANSCRIPCIÓN Maduración del trascrito primario o ARNhn en eucariotas Con los procesos anteriores, el ARN de procariotas ya está listo para ser traducido en los ribosomas, pero no así el de las células eucariotas que debe sufrir una serie de transformaciones de constituyen la maduración y que le permiten salir del núcleo. Maduración del trascrito primario o ARNhn en eucariotas
LA TRANSCRIPCIÓN Maduración del trascrito primario o ARNhn en eucariotas Primero en el 5’ se le añade un 7 Metil Guanosina 3P, después se le añade una cola de poliAdenina de unos 200 nucleótidos en el extremo 3’ y por último se eliminan los intrones, o zonas sin información para la proteína, mediante el Splicing. Ahora ya se puede denominar ARNm y salir del núcleo a través de los poros celulares.
EL CÓDIGO GENÉTICO 1. Cada aminoácido es codificado por tres bases. 2. Como tenemos 4 bases distintas, existen 64 tripletes diferentes. (43) 3. Es degenerado, porque tenemos varios tripletes para el mismo aminoácido. 4. Es universal, para todos los seres vivos. 5. No es ambiguo, ya que siempre el mismo triplete da lugar al mismo aminoácido.
EL CÓDIGO GENÉTICO
LA TRADUCCIÓN Consiste en la fabricación de la proteína según la información del ARNm. Los aminoácidos son transportados por los ARNt y el proceso tiene lugar en los ribosomas. Se distinguen las siguientes etapas: 1.- Activación de los aminoácidos. Los aminoácidos en presencia de la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa y de ATP, son capaces de unirse a un ARNt específico y dar lugar a un aminoacil-ARNt liberándose AMP y 2Pi y quedando libre el enzima.
LA TRADUCCIÓN
LA TRADUCCIÓN 2.- Iniciación de la síntesis. El ARNm se une a la subunidad menor del ribosoma. A estos se asocia el aminoacil-ARNt, gracias a que el ARNt tiene en una de sus asas un triplete de nucleótidos llamado anticodón, que se asocia al primer triplete del ARNm según la complementariedad de sus bases. A este grupo de moléculas se une la subunidad ribosómica mayor formándose el complejo ribosomal o complejo activo. Estos procesos están catalizados por los llamados factores de iniciación (FI). El primer triplete o codón que se traduce en eucariotas es el AUG que corresponde al aminoácido Metionina, en procariotas corresponde a la Fenilmetionina.
LA TRADUCCIÓN 2.- Iniciación de la síntesis.
LA TRADUCCIÓN 3.- Alargamiento de la cadena polipeptídica El complejo ribosomal posee dos centros: el centro peptidil o centro P, donde se sitúa el primer aminoacil-ARNt y el centro aceptor de nuevos aminoacil-ARNt o centro A, El radical COOH del aminoácido iniciador, se une con el radical amino NH2 del aminoácido siguiente mediante enlace peptídico. El centro P queda pues ocupado por un ARNt sin aminoácido y sale del ribosoma. Se produce entonces la translocación ribosomal en el sentido 5’ 3’ El dipeptidil-ARNt queda ahora en el centro P. Todo esto es catalizado por los factores de elongación (FE) y precisa GTP, Según la información del tercer codón aparece el tercer aminoacil-ARNt que ocupa el centro A. Se forma el tripéptido en A y posteriormente el ribosoma, realiza su segunda translocación
LA TRADUCCIÓN 3.- Alargamiento de la cadena polipeptídica
LA TRADUCCIÓN 4.- Terminación de la síntesis. El final de la síntesis viene informado por los llamados tripletes sin sentido: UAA, UAG y UGA No existe ningún ARNt cuyo anticodón sea complementario de ellos y por tanto la biosíntesis se interrumpe. Indica que la cadena polipeptídica ha terminado. Este proceso viene regulado por los factores R. Un mismo ARNm puede ser leído (traducido) por varios ribosomas a la vez, uno detrás de otro (polirribosomas).
LA TRADUCCIÓN 4.- Terminación de la síntesis.