QUIMICA BIOLOGICA Lic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Bolilla 11: Biosíntesis de Proteínas. Traducción de la información genética. Universalidad del código genético. Activación de los aminoácidos, fidelidad de la síntesis proteica. Etapas de iniciación, formación del enlace peptídico, elongación y terminación de la síntesis, factores que intervienen, consumo energético y regulación. Inhibidores de la síntesis. Nociones sobre alimentos transgénicos.

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 MPLT ..............GFL ..............PJC Modificación post-transduccional ..............LAC

Código genético Universal: es idéntico para las distintas especies anim. y veget. Degenerado: más de un codón codifican para el mismo aa. codón AUGCAGUGGAAACUAUAG ARNm Met Gln Trp Lys Leu stop Péptido

Tipos de ARN: ribosomal, transferencial y mensajero

Activación de aminoácidos en procariotas Aminoacil-tARN sintetasa +NH3-C-COO- + ATP R Enz-+NH2-C-COO-AMP + PPi Complejo Aminoaciladenilato-Enzima +NH3-C-COO-ARNt + AMP + Enz R Enz-+NH2-C-COO-AMP + ARNt Anticodón UAC fMet Enz- -AMP Aminoacil-tARN sintetasa

Traducción de Proteínas en procariotas. Iniciación. mARN P A Subunidad 30S IF-3 IF-1 Codón de inicio 3’ 5’ AUG tARN Anticodón fMet UAC IF-2 GTP NH2- 3’ A 5’ P AUG fMet UAC IF-3 IF-1 IF-2 GTP Subunidad 50S GDP + Pi Complejo de Iniciación 70 S NH2-

Traducción de Proteínas. Alargamiento de la cadena peptídica AA2 Aminoacil-tARN entrante GTP EF-Tu EF-Ts GDP Unión del Aminoacil-tARN entrante Pi 3’ A 5’ P AUG fMet UAC Codón de inicio Codón siguiente Complejo de inicio 70S NH2- Traducción de Proteínas. Alargamiento de la cadena peptídica 3’ A 5’ P AUG fMet UAC AA2 NH2- Translocasa GTP GDP + Pi Peptidil transferasa

Traducción de Proteínas. Alargamiento de la cadena peptídica Val Leu fMet Cadena polipeptídica en formación tARN Gli Aminoácidos libres Anticodón Fen tARN transportando un Aminoácido Codones para los correspondientes aminoácidos Codón 5’ 3’ mARN Ribosoma Dirección de lectura del mARN P A 1 2 Enzima Peptidililtransferasa EF-G o Translocasa Codón de terminación NH2-

Modificaciones postraduccionales de las proteínas Desformilación (eliminación de grupo formilo de la fMET inicial por deformilasas en procariotas). Glicosidación (adición de cadenas de oliosacáridos a las proteínas por acción de las glucosil transferasas). Formación de puentes disulfuros -S-S- (entre grupos –SH de cisteínas dentro de la misma cadena o de cadenas diferentes por acción de proteín-disulfuro isomerasa). Fosforilación. Acetilación. Metilación.

Modificaciones postraduccionales Fosforilación-Defosforilación Acetilación Carboxilación Metilación

Regulación transcripcional en eucariotas GC CAAT TATA Inr Exon 1 Exon 2 Exon 3 Promotor atg +1 Intrones Sitios reguladores Región iniciadora 5’ 3’

Regulación transcripcional en procariotas

Regulación del operón lac En ausencia de Lactosa En presencia de Lactosa

Alimentos transgénicos Alimento transgénico o “genéticamente modificado” es aquel producto de origen animal o vegetal con propiedades nutritivas en el cual se ha introducido un gen de otro organismo, o se le ha suprimido o modificado un gen propio, mediante técnicas de ingeniería genética. Tal manipulación permite que el organismo produzca una nueva proteína, o deje de producir una proteína del organismo original. Ejemplos: Protección contra insectos. Papa, maíz, algodón Bt. Protección contra hongos, virus, etc. Batata transgénica. Control de malezas. Soja RR. Preservación de vegetales. Tomate transgénico.

Elementos básicos requeridos para la transformación genética de plantas Vectores que permitan el clonado del gen de interés y/o su transferencia al tejido blanco de transformación. 2. Un protocolo de transformación (sistema de transferencia de genes y de selección del material transformado). 3. Un sistema de cultivo de tejidos que permita generar plantas completas y fértiles. 4. Herramientas de análisis para detectar la presencia del transgén y los productos del mismo en la planta.

Construcción del vector pTi ADN-T Gen Auxina Gen Citoquinina Gen Opina EI ED Genes tra Genes vir Ori ADN-T modificado Gen de interés Gen Marcador pTi modificado Enz. Restricción + Ligasa Construcción del vector Representación esquemática de la bacteria A. tumefaciens Plásmido Ti ADN-T Cromosoma

Métodos biológico y biobalístico de transformación de células vegetales ADN de interés (transgen + gen marcador) Ti Construcción del vector Plásmido bacteriano Vector (plásmido + transgen + gen marcador) Incorporación del Vector en Agrobacterium Agrobacterium Inoculación de Agrobacterium en medio selectivo con explantos Partículas de Au o Tg recubiertas con ADN que posee el gen de interés Cañón de partículas Bombardeo de partículas al medio selectivo con explantos Método con Agrobacterium Método Biobalístico

Proliferación de las células vegetales y replicación del transgen. Incorporación del transgen y gen marcador en el ADN cromosomal de las células vegetales Proliferación de las células vegetales y replicación del transgen. Selección y crecimiento de las células que expresan el transgen y gen marcador Transferencia de las plántulas transformadas al suelo.