Tema 13 TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN. CONCEPTO DE GEN 1.Factores hereditarios (Mendel) ------ GEN 2.Teoría Cromosómica de la Herencia -- “Los genes están.

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1 Tema 13 TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN

2 CONCEPTO DE GEN 1.Factores hereditarios (Mendel) ------ GEN 2.Teoría Cromosómica de la Herencia -- “Los genes están en los cromosomas ordenados linealmente” 3.Teoría un gen-una enzima --“Un gen codifica la información necesaria para sintetizar una enzima. Si se altera el gen, no se fabrica la enzima correspondiente y no se da la ruta metabólica que regula” 4.Teoría un gen-una cadena polipeptíca (ya que ciertas enzimas está formadas por varias cadenas polipeptícas) 5.En eucariotas, un gen puede codificar para varias enzimas debido a la maduración

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4 “SE SINTETIZA ARN A PARTIR DE UNA HEBRA DE ADN” ARN POLIMERASA: Lee: 3’ 5’ Sintetiza: 5´ 3´ RECORDAMOS QUE SE DA COMPLEMENTARIEDAD DE BASES (cambiando la Timina por el Uracilo)

5 La transcripción es ASIMÉTRICA Con la unión de un nucleótido trifosfato, se forma el enlace fosfodiéster y se libera un pirofosfato

6 La transcripción es ASIMÉTRICA Con la unión de un nucleótido trifosfato, se forma el enlace fosfodiéster y se libera un pirofosfato EUCARIOTAS Genes distintos del mismo cromosoma pueden usar como codificadora una cadena diferente a la de otros genes

7 1.INICIO: Se une el factor sigma al núcleo de la ARN polimerasa Reconocimiento del promotor (secuencia que marcan el inicio de la transcripción) Se separan las dos cadenas de ADN y se inicia el proceso de transcripción PROCARIOTAS En bacterias solamente hay una ARN polimerasa

8 2.ELONGACIÓN: Se libera el factor sigma Síntesis de ARN en el sentido 5´ 3´ PROCARIOTAS 3.TERMINACIÓN: Secuencias terminadoras Factor proteico rho En bacterias ARNm POLICISTRÓNICOS (contiene información para la síntesis de varios polipéptidos)

9 EUCARIOTAS Es mucho más compleja. Participan varias ARN polimerasas y Factores de transcripción (genes y proteínas) Tipos de ARN polimerasas en eucariotas: ARN polimerasa I: Fabrica precursor del ARN ribosómico ARN polimerasa II: produce el ARNhn, que es el precursor de los ARNm ARN polimerasa III: se encarga de los precursores del ARNt

10 EUCARIOTAS Es mucho más compleja. Participan varias ARN polimerasas y Factores de transcripción (genes y proteínas) Tipos de Factores de transcripción (proteínas reguladoras): Factores basales: necesarios para el comienzo de la síntesis Factores no inducibles: se expresan siempre (en todos los tejidos) Factores inducibles: se expresan en diferentes tejidos y momentos del desarrollo

11 PROCARIOTAS Solo maduran los precursores de los ARNt y de los ARNr (se eliminan ciertas secuencias). Los ARNm obtenidos tras la transcripción no maduran, es decir, directamente se unen a los ribosomas para comenzar con el proceso de traducción

12 EUCARIOTAS Se produce la maduración de TODOS los ARN (eliminación de ciertas secuencias) MADURACIÓN DEL ARNm : 1.Extremo 5´: adición caperuza de metilguanosina 2.Extremo 3´: adición cola poli-A 3.Eliminación de intrones (secuencias que no se traducen) ARN hn

13 EUCARIOTAS Se puede producir un procesamiento distinto del ARNhn, por lo que se pueden producir ARNm distintos y por tanto, diferentes polipéptidos ARNm MONOCISTRÓNICOS (contiene información para la síntesis de un solo polipéptido)

14 “SÍNTESIS DE PROTEÍNAS A PARTIR DE UNA HEBRA DE ARNm” “OCURRE EN LOS RIBOSOMAS, DONDE SE UNEN LOS AMINOÁCIDOS POR LA FORMACIÓN DE ENLACES PEPTÍDICOS SEGÚN LA SECUENCIA DEL ARNm” “LA CORRESPONDENCIA ENTRE LOS NUCLEÓTIDOS DEL ARNm Y LOS AMINIÁCIDOS DE LAS PROTEÍNAS LA ESTABLECE EL CÓDIGO GENÉTICO” CÓDIGO GENÉTICO: Codón (3 nucleótidos del ARNm) ---- Un aminoácido Es degenerado No hay espacios entre tripletes Es universal Codón de inicio (AUG) Codones de terminación (no codifican aminoácidos): UAA, UAG, y UGA

15 CÓDIGO GENÉTICO:

16 LA CADENA POLIPETÍDICA SE SINTETIZA DESDE SU EXTREMO AMINO TERMINAL HACIA EL EXTREMO CARBOXILO 1.ACTIVACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS: Se une el el aminoácido a su ARTt gracias a la enzima aminoacil-ARNt sintetasa (distinta para cada ARNt) y ATP. Se une al extremo 3´del ARNt Hay un reconocimiento específico (ARNt + aa). La enzima es un adaptador (hay una aminoacil-ARNt-sintetasa distinta para cada ARNt) Necesitamos: aminoácidos, ARNt, ribosomas, ARNm, enzimas, factores proteicos, ATP y GTP

17 2.INICIACIÓN: Factores de iniciación (proteínas) ARNt iniciador (con un anticodón UAC) + metionina (que reconocerá al codón AUG del ARNm) se coloca en la subunidad pequeña El complejo anterior (ARNt con metionina + Subunidad pequeña) se une al ARNm, estableciéndose la unión entre el codón de iniciación (AUG) y su anticodón (UAC) Se une la subunidad grande (proceso dependiente de GTP), que presenta dos sitios: peptidil (P) donde está el ARNt iniciador con la metionina y el sitio aminoacil (A). COMPLEJO DE INICIACIÓN

18 3.ELONGACIÓN: Factores de elongación (proteínas) Unión del aminoacil-ARNt (con el segundo aminoácido) al codón del sitio A (proceso dependiente de energía, GTP) Formación del enlace peptídico (gracias a la peptidil transferasa) entre la metionina (P) y el segundo aminoácido (A), quedando un dipéptido en el sitio A. Transposición o translocación: se traslada el ribosoma al nuevo codón y “pasa el péptido en formación de A a P”, interviniendo los factores de elongación y GTP. Se libera el primer ARNt PAPA PA

19 4.TERMINACIÓN: Codón de terminación Polipéptidil-ARNt se separa del ribosoma, gracias a factores de liberación Rotura del complejo Peptidil-ARNt gracias a la peptidil transferasa Por tanto, separación del polipéptido, ARNt, ARNm y subunidades del ribosoma

20 5.PROCESAMIENTO DE LAS PROTEÍNAS: Una vez sintetizados los polipéptidos deben pocesarse para ser plenamente funcionales: Presencia de un péptido señal en las proteínas de membrana y las proteínas que serán secretadas Eliminación de segmentos proteicos de algunas hormonas peptídicas (ACTH)

21 EN LA CÉLULA HAY UN SISTEMA DE REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN DE GENES POR LO QUE SE ESTÁN SINTETIZANDO SOLO LAS PROTEÍNAS QUE SE NECESITAN EN CADA MOMENTO PROCARIOTAS (MODELO OPERÓN) OPERÓN: GENES ESTRUCTURALES CONTROLADOS POR LOS MISMOS GENES REGULADORES OPERÓN LACTOSA (operón inducible)

22 OPERÓN HISTIDINA (operón reprimible)

23 EUCARIOTAS EN LOS ORGANISMOS EUCARIOTAS LAS CÉLULAS DE DIFERENTES TEJIDOS TIENEN DISTINTAS FUNCIONES Y SINTETIZAN DIFERENTES PROTEÍNAS, AUNQUE CONTIENEN LOS MISMOS GENES ADEMÁS DE GENES ESTRUCTURALES QUE SE TRANSCRIBEN, HAY SECUENCIAS RELACIONADAS CON EL CONTROL DE LA TRANSCRIPCIÓN: PROMOTOR SECUENCIAS INTENSIFICADORAS (estimuladas por factores de transcripción) SECUENCIAS SILENCIADORAS (estimuladas por factores de transcripción) FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN (proteínas reguladoras que regulan específicamente la expresión de un gen) CONDICIONADOS POR LA PRESENCIA DE HORMONAS LIPÍDICAS Y HORMONAS PROTEICAS