EL ADN, EL PORTADOR DEL MENSAJE GENÉTICO UNIDAD 14 EL ADN, EL PORTADOR DEL MENSAJE GENÉTICO

Recursos para la explicación de la unidad El ADN como material genético La duplicación del ADN Síntesis de nuevas cadenas de ADN El mecanismo de duplicación del ADN en procariotas El mecanismo de duplicación del ADN en eucariotas La expresión del mensaje genético El código genético Transcripción en procariotas Transcripción en eucariotas La traducción. Biosíntesis de proteínas La regulación de la expresión génica

Experimento de Griffith El ADN como material genético Experimento de Griffith Cepas R muertas Mezcla de cepas S muertas y cepas R vivas Cepas S vivas Cepas R vivas Cepas S vivas

Hipótesis semiconservativa Hipótesis conservativa La duplicación del ADN Hipótesis semiconservativa Hipótesis conservativa Hipótesis dispersiva Cadena antigua Cadena nueva

Experimento de Meselson y Stahl VOLVER Experimento de Meselson y Stahl Medio N15 Medio N14 ADN N14 ADN N14-15 ADN N15 ADN inicial ADN después de la 1.ª duplicación ADN después de la 2.ª duplicación ADN después de la 3.ª duplicación

Polimerización de nucleótidos por la ADN-polimerasa La duplicación del ADN Polimerización de nucleótidos por la ADN-polimerasa ADN patrón Nucleótidos Mg2+ ADN cebador ADN polimerasa

La duplicación del ADN Formas observadas Interpretación 1.ª generación A los 5 minutos A los 12 minutos Punto de crecimiento Hélice de la 2.ª generación Hélice de la 1.ª generación A los 28 minutos A los 48 minutos Punto de crecimiento Origen

La duplicación del ADN 5’ 3’ 5’ 3’ Ninguna polimerasa añade nucleótidos en estos puntos Punto de inicio 5’ 3’ 3’ 5’ 3’ 5’ 5’ 3’ Origen de replicación Crecimiento continuo Crecimiento discontinuo 5’ 3’ 5’ 3’ Fragmentos de Okazaki

La duplicación del ADN en procariotas Origen de la replicación Iniciación Proteínas estabilizadoras Burbuja de replicación ADN pol III Hebra conductora Helicasa Hebra retardada Elongación Horquilla de replicación Primasa ADN pol I ADN-ligasa ADN pol III Dirección general de la replicación

La duplicación del ADN en eucariotas Hebra conductora Origen de la replicación Origen de la replicación Hebra retardada Horquilla de replicación Hebra retardada Burbujas de replicación Nucleosomas Hebra conductora Nuevos nucleosomas

Transcripción inversa La expresión del mensaje genético Las secuencias de ADN que pueden moverse a diferentes partes del genoma de una célula se conocen como transposones o «genes saltarines». Fueron descubiertos por Bárbara McClintock, por lo que recibió el premio Nobel en 1983. ADN ARNm Proteína Transcripción Transcripción inversa (sólo en VIRUS) Duplicación Traducción

ARN transcrito completo Transcripción en procariotas La TRANSCRIPCIÓN es el proceso de copia de un gen o fragmento de DNA utilizando    ribonucléotidos y originándose diferentes tipos de RNA. Promotor 5’ 3’ ARN-polimerasa ARN Iniciación Elongación Finalización ARN transcrito completo

Transcripción en eucariotas Elementos que intervienen Para que se lleve a cabo la transcripción del DNA en las células se requieren los siguientes elementos:   DNA original que servirá de molde para ser copiado. RNA-polimerasa: sintetiza el RNA a partir del molde del DNA. Ribonucleótidos trifosfato para llevar a cabo la copia. Poli-A polimerasa, ribonucleoproteína pequeña nuclear (RNPpn), RNA-ligasa. INICIACIÓN Unión de la RNA Polimerasa a una secuencia determinada (PROMOTOR) ELONGACIÓN Síntesis de RNA en sentido 5’-3’. Formación de la capucha (unión de metilguanosinatrifosfato invertida m7-Gppp) TERMINACIÓN Finalización tras alcanzar una secuencia determinada. Se añade la cadena poliA MADURACIÓN Se eliminan intrones y se unen exones.

Unidad de transcripción Transcripción en eucariotas SECUENCIA TATA BOX: 5’-TATAAA-3’ SECUENCIA CAAT BOX: 5’- GGCCAATCT – 3’ Promotor Unidad de transcripción 5’ 3’ Iniciación 3’ 5’ ARN ARN-polimerasa 5’ 3’ 3’ 5’ m7-Gppp Capucha 5' Elongación 5’ 3’ 3’ 5’ m7-Gppp

ARN heterogéneo nuclear Transcripción en eucariotas 5’ 3’ Finalización SECUENCIA 5’-TTATTT-3’ 3’ 5’ PoliA-polimerasa m7-Gppp Capucha 5' OH ARN heterogéneo nuclear Cola de poli-A m7-Gppp Capucha 5' OH Secuencia AAUAAA

Transcripción en eucariotas Maduración “Splicing nuclear” 5’ 3’ Exón 1 Intrón Exón 2 Proteína RNPpn Espliceosoma 5’ 3’ Intrón Exón 1 Exón 2 ARNm 5’ 3’

El código genético

Activación de los aminoácidos La traducción. Biosíntesis de proteínas VER ESTRUCTURA DEL AMINOACIL-ARNt Activación de los aminoácidos ARNt Aminoacil-ARNt Aminoacil-ARNt-sintetasa CONTINUAR

Iniciación de la síntesis La traducción. Biosíntesis de proteínas VER COMPLEJO RIBOSOMAL Iniciación de la síntesis 3’ U 5’ A C Metionina 5’ A U 3’ G ARNt iniciador E A GDP GTP 3’ 3’ 5’ 5’ Subunidad menor CONTINUAR

Elongación de la cadena polipeptídica La traducción. Biosíntesis de proteínas Elongación de la cadena polipeptídica Aminoácido El aminoácido se traslada al otro ARNt Se libera el ARNt que ha cedido el aminoácido Enlace peptídico ARNt Anticodón GDP GDP GTP GTP 3’ 3’ 3’ 3’ 5’ 5’ 5’ 5’ Complementariedad entre codón y anticodón CONTINUAR

Finalización de la síntesis La traducción. Biosíntesis de proteínas Finalización de la síntesis Polipéptido libre Último ARNt 3’ 3’ 5’ 5’ Factor de liberación El codón de finalización puede ser UAA, UAG o UGA Separación del ARNm y las subunidades ribosómicas

Funcionamiento del operón lac En presencia de lactosa La regulación de la expresión génica VER CONTROL POR AMPc Funcionamiento del operón lac El represor controla los genes estructurales En estado normal Gen regulador del operón ARN-polimerasa Zona promotora ARNm Represor Zona operadora Los genes estructurales pueden codificar proteínas En presencia de lactosa Gen estructural de la galactosidasa ARNm Gen estructural de la permeasa Inductor asociado al represor ARNm Gen estructural de la transacetilasa Inductor que bloquea al represor Galactosidasa Permeasa Transacetilasa

La regulación de la expresión génica VOLVER La regulación de la expresión génica ARN-polimerasa AMPc Gen regulador Gen 1 Gen 2 Gen 3 P O CAP Promotor Operador

La traducción. Biosíntesis de proteínas VOLVER La traducción. Biosíntesis de proteínas COOH NH2 CH2 OH H C Aminoácido Aminoácido (serina) ARNt Anticodón ARNt Anticodón U C G

Cadena polipeptídica en formación VOLVER La traducción. Biosíntesis de proteínas Cadena polipeptídica en formación Aminoácido ARNt Aminoacil-ARNt Subunidad mayor Anticodón 3’ 5’ ARNm Subunidad menor