Biología 2º Bachillerato - Salesianos Atocha 2015-2016 Luis Heras.

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1 Biología 2º Bachillerato - Salesianos Atocha 2015-2016 Luis Heras

2 1. Genética molecular Estudio de la relación entre los ácidos nucleicos y las proteínas. El experimento de Griffith en 1928 descubrió los procesos de transformación bacteriana. Parecía ser que las bacterias podían intercambiar cierto material con trascendencia para sus funciones.

3 Alfred Hershey y Martha Chase en 1952 confirmaron que el ADN era la molécula portadora de la información genética.

4 La información se transmite de célula a célula en su material genético (ADN). Pero son las proteínas las que realizan la gran variedad de funciones que permiten la vida y no el ADN. Esto implica que hay una relación entre ADN-proteína. Dogma central de la Biología Molecular Un gen es un segmento de ADN que contiene la información necesaria para la síntesis de una proteína determinada. La información fluye del ADN al ARNm y de este a la proteína.

5 En el ADN, hay secuencias Que se transcriben y se traducen: son los genes, contienen la información necesaria para crear una proteínas. Que sólo se transcriben: formarán el ARNt y ARNr. Que ni se transcriben ni se traducen, porque sirven de indicación de dónde empieza y acaba la lectura. Recordemos que también hay ADN en las mitocondrias y cloroplastos, el cual también se transcribe y traduce.

6 2. Transcripción en eucariotas - ADN: la hebra molde cuyo sentido es 3’-> 5’ se utiliza como sentido de lectura para ser transcrita a ARNm*. La otra no se utiliza, recibe el nombre de hebra informativa y tiene sentido 5’ ->3’. - Ribonucleótidos: A, G, C y U. Vienen activados energéticamente en forma de ATP, GTP, CTP y UTP. * El ARNm crecerá en sentido 5’ -> 3’

7 - ARN polimerasa II: enzima que une los nucleótidos en función del apareamiento con la hebra molde. - Reconoce la secuencia promotora y de terminación. - Viaja en sentido 3’ -> 5’ - Une los nucleótidos del ARN m naciente mediante enlaces fosfodiéster

8 2.1 Etapas de la transcripción INICIACIÓN El promotor es una secuencia próxima (o anterior) al inicio de la transcripción. Presenta la secuencia conocida como caja TATA a unos 25 nucleótidos de la base donde empezará a leer la ARN polimerasa. Los factores de transcripción son proteínas que se unen al promotor para ayudar a la polimerasa a ubicarse y a anclarse correctamente en el inicio de lectura, para que avance a partir de ahí. Otros factores de transcripción situados posteriormente ayudan a desenrollar la estructura en nucleosomas del ADN.

9 ELONGACIÓN La ARN polimerasa II recorre la hebra molde en sentido 3’ -> 5’. EL pre-ARNm va creciendo en longitud en sentido 5’ -> 3’. TERMINACIÓN La ARN polimerasa II reconoce la secuencia de terminación TTATTT. Finaliza la transcripción y el pre-ARNm se separa de la hebra molde de ADN.

10 2.2 Maduración postranscripcional Conjunto de modificaciones, necesarias para que los ARNm sean funcionales, en ambos extremos de la molécula y en la eliminación de los intrones. Adición en 5’ de la caperuza (cap) metil-guanosina trifosfato Se añade poco después de iniciarse la transcripción. Protege al ARNm de las nucleasas y es reconocida por el ribosoma como lugar de inicio de la traducción. Adición en 3’ de la cola de poli-A Tras la secuencia AAUAAA (que proviene de la secuencia TTATTT de terminación) se añade una secuencia de 200 nucleótidos de A que protege al ARNm de la degradación.

11 Corte de intrones y pegado de exones: Splicing El pre-ARNm contiene la misma información que el gen: secuencias que son exones (con información para la síntesis de la proteína) e intrones (no codifican información y se deben eliminar). Lo que ocurre es que se hacen cortes en el ARNm entre intrones y exones. Los intrones se eliminan y los exones se empalman y forman una molécula de ARNm funcional. Este proceso de corte y empalme (splicing) lo lleva a cabo el espliceosoma. En ocasiones, el splicing puede reordenar los exones dando lugar a distintas cadenas pepetídicas a partir de un mismo gen inicial.

12 Resultado de la maduración del ARNm

13 ProcariotasEucariotas GenesGenes continuosGenes fragmentados: poseen intrones que se transcriben pero se eliminan en la maduración ADNNo asociado a histonas: fácil acceso para la transcripción Asociado a histonas: altamente empaquetado, dificulta el acceso ARN polimerasa1 sólo tipo I: síntesis de ARNr II: síntesis de ARNm III: síntesis de ARNt Localización de la transcripción y traducción CitoplasmaTranscripción en el núcleo, traducción en el citoplasma. Tipos de genesPolicistrónicos: 1 ARNm codifica varias cadenas peptídicas La mayoría son monocistrónicos: 1 ARNm origina 1 cadena peptídica. Maduración del ARNm NoSí

14 3. Regulación de la expresión génica La célula regula la cantidad de proteínas que quiere tener o dejar de tener en todo momento acorde a sus necesidades. Para ello, expresa o silencia los genes a partir de los cuales se generan. Expresión: Si interesa producir esa proteína, determinados factores activadores de transcripción identifican ese gen y dirigen la unión con la polimerasa, potenciando la transcripción. Silencio: Si no interesa producirla, los factores inhibidores de transcripción se unen a la secuencia y dificultan el acceso de la ADN polimerasa, inhibiendo la transcripción.

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16 4. El genoma El genoma humano está compuesto de 25.000 genes. Esos 25.000 genes, que codifican para proteínas y para los diversos tipos de ARN, sólo son el 1,5 % del ADN humano (exones). Codifican para más de 1.000.000 de proteínas diferentes. El resto del ADN (98,5%) está compuesto por secuencias no codificantes y secuencias repetitivas (intrones). Aunque inicialmente se creía que sobraba, cada vez está más claro que participan en la regulación génica y algunas secuencias son restos evolutivos.

17 3. Retrotranscripción Un retrovirus es un virus cuyo genoma es ARN y que contienen una enzima retrotranscriptasa, que les permite usar una cadena de ARN como molde para sintetizar una cadena de ADN (transcripción inversa). Después hace una copia complementaria de esa hebra de ADN. La doble cadena de ADN creada se incorpora en el ADN de la célula infectada. Usará la maquinaria de replicación y transcripción de la célula para multiplicarse y seguir infectando células. El VIH (virus del SIDA) es un retrovirus.