DOGMA CENTRAL BIOLOGÍA MOLECULAR                                                              F. Crick 1970 TEMIN: NOBEL 1975 Retrotranscriptasa

DOGMA CENTRAL BIOLOGÍA MOLECULAR

DOGMA CENTRAL BIOLOGÍA MOLECULAR

3´ 5´ 5´ 3´ 8.1.- 8.1.-

HIPÓTESIS SOBRE LA REPLICACIÓN DEL ADN CONSERVATIVA: La cadena madre se duplica y la original va a una célula y la réplica a otra célula. DISPERSIVA: Fragmentos de la cadena madre se van a una célula y fragmentos de la nueva a otra. SEMICONSERVATIVA: Una hebra de la molécula madre se duplica y va a una célula junto a la duplicada, mientras que la otra hebra de la molécula madre se duplica y junto a su réplica, va a la otra célula.

TEORÍA CONSERVATIVA

TEORÍA DISPERSIVA ADN copia

TEORÍA SEMICONSERVATIVA

REPLICACIÓN DEL ADN La replicación es un proceso previo a la división celular. Si una célula se va a dividir NECESITA replicar el ADN La replicación consiste en que las moléculas de ADN se DUPLICAN para formar nuevas moléculas, iguales a las preexistentes. Estas nuevas moléculas se van a repartir de manera equitativa entre cada una de las dos células hijas formadas en el proceso de división celular

2. REPLICACIÓN ADN Las enzimas que llevan a cabo la síntesis de ácidos nucleicos SÓLO son capaces de hacerlo en sentido 5´3´ La replicación es un proceso muy complejo pero se desarrolla con gran fidelidad. La copia de secuencias de millones de pares de bases se realiza con una tasa de errores prácticamente insignificante.

REPLICACIÓN DEL ADN COMPONENTES NECESARIOS: http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter14/animations.html# COMPONENTES NECESARIOS: DESOXIRRIBONUCLEOTIDOS TRIFOSFORILADOS: dATP, dGTP, dCTP y dTTP (millones) PROTEÍNAS: Proteínas de iniciación y fijación SSB ENZIMAS: HELICASA: Rompe puentes de hidrógeno TOPOISOMERASA: Elimina tensiones y superenrrollamientos RNA POLIMERASA: Síntesis de Cebador: ARN (10-30) DNA POLIMERASA III : LA REINA REPLICA: Conductora DNA POLIMERASA I: Reparadora y sustituye al cebador LIGASA: Une los fragmentos de Okazaki de la retrasada (2.000)

REPLICACIÓN ADN EN PROCARIOTAS Proteínas y enzimas de la replicación del ADN Reconocen origen de replicación, favorecen separación hebras de ADN y forman complejos del inicio y progreso de las síntesis de las cadenas. Proteínas de iniciación y fijación SSB Enzimas: ADN Polimerasas I, II y III Helicasas ADN Ligasa ADN Topoisomerasas I y II Sintetizan ADN Abren las cadenas de ADN Une los fragmentos de ADN Relajan el superenrollamiento del ADN que se está sintetizando

2. REPLICACIÓN ADN FASES REPLICACIÓN PROCARIOTAS INICIACIÓN ELONGACIÓN TERMINACIÓN

REPLICACIÓN DEL ADN EN PROCARIOTAS En las bacterias existe un solo origen de replicación, denominado Ori C y, a partir de este único punto de origen, la replicación progresa en dos direcciones, de manera que existen dos puntos de crecimiento (PC) u horquillas de replicación.

REPLICACIÓN SEMICONSERVATIVA DEL ADN La replicación del ADN en procariotas es bidireccional, ya que a partir del punto de origen progresa en dos direcciones opuestas, existiendo dos puntos de crecimiento (PC) u horquillas de replicación. Cuando se mira solamente una de las horquillas de replicación, una de las hélices se sintetiza de forma continua, la hélice conductora (también llamada hélice líder), mientras que la otra hélice se sintetiza de manera discontinua, hélice retardada (también llamada hélice retrasada), a base de fragmentos cortos o fragmentos de OKAZAKI. Como una hélice se sintetiza de forma continua y la otra lo hace de forma discontinua, se dice que la replicación es semidiscontinua

2. REPLICACIÓN ADN

REPLICACIÓN DEL ADN EN PROCARIOTAS

REPLICACIÓN DEL ADN

REPLICACIÓN DEL ADN

REPLICACIÓN ADN EN PROCARIOTAS INICIACIÓN - Reconocimiento del “sitio de inicio” de la replicación. - Separación de las cadenas parentales de ADN - Estabilización parcial de esas cadenas como cadenas sencillas de ADN (Proteínas SSB). - Se forma el “Complejo de iniciación”: Comienza la síntesis del ARN cebador tanto en la cadena retardada como en la cadena conductora

REPLICACIÓN ADN 2) ELONGACIÓN - La ADN Polimerasa III actúa en ambas cadenas. - Se forman la cadena contínua y fragmentos de Okazaki discontínuos.

REPLICACIÓN ADN 3) TERMINACIÓN - La ADN Polimerasa I degrada los cebadores y los reemplaza por ADN complementario. - La ADN ligasa une todos los fragmentos de ADN de Okazaki.

REPLICACIÓN DEL ADN

REPLICACIÓN DEL ADN EN EUCARIOTAS Muy similar a lo que ocurre en procariotas. Más lento (10 veces) por la existencia de histonas. Las histonas antiguas se fusionan con la hebra conductora Gran número de replicones u horquillas. Fragmentos de Okazaki más pequeños. Ocurre durante la interfase en el periodo o fase S del ciclo celular. Ocurre siempre en el interior del núcleo. Embrión fósil

INTRODUCCIÓN: TEORÍA UN GEN UN ENZIMA: BEADLE-TATUM Experimentos con el hongo Neurospora. En estos hongos se inducían y aislaban mutaciones. Su medio de crecimiento es simple: debe tener fuente de carbono y nitrógeno y él es capaz de sintetizar 9 vitaminas, 20 aminoácidos, bases púricas, pirimidínicas.. Se identificaron mutantes que no crecían en el medio mínimo porque tenían mutación nutricional. Al añadirle al medio mínimo la molécula que ellos no eran capaces de sintetizar, si crecían.

Neurospora crassa

INTRODUCCIÓN: TEORÍA UN GEN UN ENZIMA: BEADLE-TATUM Actualmente esta hipótesis debe modificarse por esta otra: “ Un gen- una cadena polipeptídica, o una molécula de ARNm” Esto es así porque: No todos los enzimas son proteínas (ribozimas). Algunas proteínas están constituidas por varias subunidades. Cada subunidad puede ser una cadena polipeptídica codificada por un gen Ribozima

TRANSCRIPCIÓN EN PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS

3´ 5´ 5´ 3´

TRANSCRIPCIÓN Componentes necesarios: ADN molde (Sólo una cadena o hebra) 4 Nucleósidos trifosforilados: ATP, GTP, CTP y UTP ARN polimerasa. Proteínas de iniciación: Promotores Transcripción asimétrica (Sólo una cadena). Dirección de lectura: 3´ 5´ Dirección de síntesis: 5 3´ No existe corrección de errores. El término Transcripción se suele emplear para la síntesis de ARNm

TRANSCRIPCIÓN Tres fases: Iniciación Elongación Terminación.

“Centros promotores”

TRANSCRIPCIÓN: ELONGACIÓN Elongación: La síntesis de la cadena de ARN continúa en dirección 5’ 3’ Enzima ADN ARN

9.2.-

TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS Semejante Iniciación (TATA). Semejante Elongación, excepto que... Existen varias ARN polimerasas: Tipos ARN. Se diferencian en la TERMINACIÓN. La ARN-polimerasa II transcribe regiones de ADN demasiado largas (Exones e intrones). Una enzima y el ARNpn cortan el fragmento de ARN que lleva la información para sintetizar la proteína (Proceso de Splicing). Es necesario el proceso de MADURACIÓN Arthur Kornberg (discípulo)y Severo Ochoa Premio Nobel 1959: ARN polimerasa Arthur Kornberg y Roger David Kornberg Nobel 2006: nucleosoma y ARN polimerasa II

Intrón

Intrón

TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS Tres tipos de ARN-Polimerasa: ARN polimerasa I: ARN ribosómico. ARN polimerasa II: ARN mensajero. ARN polimerasa III: ARN transferente. ARN ADN Múltiples subunidades

Caperuza

RESUMEN DE LA TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS Tres tipos de ARN-Polimerasa: ARN polimerasa I: ARN ribosómico. ARN polimerasa II: ARN mensajero. ARN polimerasa III: ARN transferente. ARNm son poco estables y sólo se traducen una vez. ARNm monocistrónicos (una información) Maduración compleja: Caperuza Gppp y Cola poliA en el extremo 3’. Desprendimiento de intrones por el ARNpn Unión de exones codificantes por ARN ligasas

DIFERENCIAS EN LA TRANSCRIPCIÓN EN PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS EN LOS PROCARIOTAS: NO existe Maduración por lo que el ARNm NO tiene: NI Caperuza. NI Cola. El ARNm NO tiene INTRONES y NO es necesario el proceso de splicing. Al mismo tiempo que el ARNm se genera, se está produciendo la Traducción.

DIFERENCIAS PROCARIOTAS EUCARIOTAS LOCALIZACIÓN ALREDEDOR GENÓFORO COMPARACIÓN TRANSCRIPCIÓN PROCA-EUCARIOTA DIFERENCIAS PROCARIOTAS EUCARIOTAS LOCALIZACIÓN ALREDEDOR GENÓFORO NÚCLEO ENZIMAS SOLO 1: ARN POLIMERASA VARIAS ARN POLIMERASAS FASES INICIA ELONGA Y FINALIZACIÓN CUATRO: MADURACIÓN TIPO ARNm POLICISTRÓNICO RESISTENTE MONOCISTRÓNICO FRÁGIL

PRESENTACIONES INTERNET TRANSCRIPCIÓN http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/molgenetics/transcription.swf http://www-class.unl.edu/biochem/gp2/m_biology/animation/m_animations/gene2.swf MUY COMPLETO y muy bueno http://207.207.4.198/pub/flash/26/transmenu_s.swf http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120077/bio25.swf http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter18/

EL CÓDIGO GENÉTICO En 1954 Gamow ya suponía que: La información del ADN se encuentra en la secuencia de bases nitrogenadas (nucleótidos). La secuencia de bases del ADN debe indicar la secuencia de aminoácidos dentro de una proteína. El código del ADN está organizado en tripletes...¿Por qué? Sol Spiegelman supuso que el ARNm es una copia del ADN y lleva la información al citoplasma. G. Gamow: Big-Bang y el sentido del humor

EL CÓDIGO GENÉTICO A raíz de las aportaciones de Sol Spiegelman, Ochoa y Nirenberg intentaron averiguar el código genético. Se sabía que: El código tenía cuatro letras: A, C, G y U. Con estas cuatro letras se tienen que especificar o reconocer 20 aminoácidos. Un código de una letra sólo podría reconocer 4 aa Un código de dos letras podría reconocer 16 aa. Implica que el código deba poseer 3 letras (CODON) y se podría reconocer hasta 64 S. Ochoa: Poli A y M. Nirenberg: Poli U: Premio Nobel 1968 ¿Ambos?

CÓDIGO GENÉTICO Establece la relación entre la secuencia de bases nitrogenadas del ARNm con la secuencia de aminoácidos de las proteínas. Es imposible que una base nitrogenada reconozca a un aminoácido. Tampoco es posible que dos bases nitrogenadas reconozcan un aminoácido, por lo que... Un aminoácido, en las proteínas, va a estar codificado por una secuencia de tres bases nitrogenadas consecutivas del ARNm. Cada una de estas secuencias de tres bases se llaman tripletes o codones. Existirán 64 codones o combinaciones de tres bases y como solamente hay 20 aminoácidos distintos, se deduce, que varias tripletes codificarán un mismo aminoácido (degenerado).     Código universal, degenerado y no solapado (sin superposiciones) ni comas. Codones de finalización UAA, UAG y UGA., e Iniciación:AUG

EL CÓDIGO GENÉTICO