TRANSCRIPCIÓN DEL ADN.

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1 TRANSCRIPCIÓN DEL ADN

2 Dogma central Replicación Transcripción Traducción

3 Preiniciación Antes del inicio de la transcripción se necesitan toda una serie de factores de transcripción que ejercen de factores de iniciación, que se unen a secuencias específicas de ADN para reconocer el sitio donde la transcripción ha de comenzar

4 El promotor de un gen es la sección de ADN que controla la iniciación de la transcripción, está compuesto por una secuencia específica de ADN localizado antes de donde se encuentra el punto de inicio de la transcripción, está presente tanto en procariotas como eucariotas. Un factor de transcripción es una proteína que participa en la regulación de la transcripción, pero que no forma parte de la ARN polimerasa. Los factores de transcripción pueden actuar reconociendo y uniéndose a secuencias concretas de ADN, uniéndose a otros factores, o uniéndose directamente a la ARN polimerasa.

5 CAJA TATAA: ENTRE - 35 y - 10 PB

6 ARN polimerasa Es una polimerasa dirigida por ADN, una enzima que forma el enlace fosfodiéster en el RNA en crecimiento mediante un ataque nucleofílico al nucleótido entrante. No necesita cebador y sintetiza en dirección 5'-3' En eucariotas hay tres tipos de ARN polimerasas: I, II y III

7 ARN polimerasa en eucariontes
La ARN polimerasa III transcribe genes ARNt, genes ARNr 5S, y los restantes genes ARNnp. La ARN polimerasa I transcribe los genes para los ARNr 18S, 5.8S y 28S. La ARN polimerasa II transcribe los genes codificadores de proteínas y algunos genes para ARNnp.

8 Definición molecular de gen

9 Transcripción RNAp II 5’ 3’ DNA 3’ TACAA CGATATA 5’
RNA 5’ AUGUUGCUAUAU 3’ RNAp II 5’ ’

10 Transcripción: 1- Iniciación: Una ARN‑polimerasa comienza la síntesis del precursor del ARN a partir de unas señales de iniciación "secuencias de consenso " que se encuentran en el ADN. ARNpolimerasa T A C G A A C C G T T G C A C A T C A U G C U U G G C A A C G U G

11 Modificaciones post-transcripcionales
Sólo Eucariontes 5’ CAP Splicing Poli A tailing

12 CAP Guanina modificada Protección para las 5’ exonucleasas

13 Transcripción: 2. Alargamiento: La síntesis de la cadena continúa en dirección 5'3'. Después de 30 nucleótidos se le añade al ARN una cabeza (caperuza o líder) de metil‑GTP en el extremo 5‘ con función protectora. ARNpolimerasa T A C G A A C C G T T G C A C A T C A U G C U U G G C A A C G U G m-GTP

14 3’ Poliadenilación Elongación de una cola de poliA
Protección 3’ exonucleasa Secuencia larga de poliadenilato. Su adición está mediada por una secuencia o señal de poliadenilación (AAUAAA), situada unos nucleótidos antes del extremo 3' original

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16 Transcripción: 3- Poliadenilación: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la región terminadora del gen finaliza la síntesis del ARN. Entonces, una poliA‑polimerasa añade una serie de nucleótidos con adenina, la cola poliA, y el ARN, llamado ahora ARNm precursor, se libera. poliA-polimerasa m-GTP A U G C U C G U G U A G A A A A A ARNm precursor

17 Splicing Eliminación de intrones Spliceosoma Complejo enzimático

18 4. Splicing: El ARNm precursor contiene tanto exones como intrones
4. Splicing: El ARNm precursor contiene tanto exones como intrones. Se trata, por lo tanto, de un ARNm no apto para que la información que contiene sea traducida y se sintetice la correspondiente molécula proteica. En el proceso de maduración un sistema enzimático reconoce, corta y retira los intrones y las ARN‑ligasas unen los exones, formándose el ARNm maduro. cola Cabeza ARNm maduro AAAAAA ARNm precursor AUG UAG

19 Splicing: secuencias consenso para ARNm

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21 Maduración del ARNm (Visión de conjunto).
Región codificadora del gen ADN Promotor E I E I E Terminador TAC ATC Cabeza E1 I E I E3 cola ARNm AAAAAA precursor AUG UAG Cabeza cola ARNm maduro AAAAAA AUG UAG

22 Síntesis de proteínas: traducción

23 La traducción Es la síntesis de proteínas tiene lugar en el citoplasma, aunque existen evidencias de que también ocurre en el núcleo. Básicamente consiste en leer los códigos genéticos del ARNm y asociarlos a un aa. Este código viene dado en 3 letras llamados TRIPLETES o CODONES. A cada triplete le corresponde un aa. Esta correspondencia esta dada por el código genético

24 El código genético Es la clave que relaciona una secuencia de nucleótidos del ARNm con una secuencia de aa de las proteínas y presenta las siguientes características: Es un código en tripletes: El ARNm es un polímero lineal de 4 nucleótidos diferentes y por tanto existen 43 = 64 tripletes o codones diferentes posibles. Cada uno de ellos codifica para un aa. El código genético es DEGENERADO, ESPECÍFICO Y UNIVERSAL

25 ESPECIFICO: CADA CODON SINTETIZA SOLO 1 AA
DEGENERADO: EXISTEN 64 CODONES DIFERENTES, Y SE SINTETIZAN SOLO 20 AA, ES DECIR, EXISTEN VARIOS TRIPLETES QUE FORMAN EL MISMO AMINOÁCIDO (REDUNDANCIA). UNIVERSAL: ES EL MISMO EN TODOS LOS SERES VIVOS, SALVO EXCEPCIONES

26 A cada triplete de nucleótidos del ARNm o codón le corresponde un aa de la proteína, excepto 3 codones llamados “codones-stop” que son señales que marcan el fin de una proteína. Estos tripletes o codones de término son: UAA, UAG Y UGA.

27 En las eucariotas el primer codón es un AUG, que codifica para la metionina y marca el inicio de la lectura. En las procariotas es la formilmetionina.

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29 Etapas de la traducción
Antes de la traducción se activan los aa: cada aa se une por su extremo carboxilo a un determinado ARNt y adquiere la forma de alta energía. La unión de un ARNt a su respectivo aa esta catalizado por una enzima llamada aminoacil ARNt sintetasa. Estas son enzimas adaptadoras que acoplan cada aa al correspondiente ARNt. La energía requerida es dada por la hidrólisis de una molécula de ATP. En la síntesis proteica se distinguen 3 etapas: Iniciación, Elongación y Terminación.

30 Estructura del ARNt

31 Activación de los aminoácidos

32 Arn de transferencia

33 Etapas de la traducción
En la síntesis proteica se distinguen 3 etapas: Iniciación, Elongación y Terminación.

34 iniciación Una molécula de ARNt iniciador que transporta el aa metionina, que reconoce el codón AUG del ARNm, se ubica en la unidad pequeña del ribosoma. Esta subunidad pequeña se une al ARNm apareando un ARNt iniciador al codón de inicio AUG Después se une a la subunidad grande del ribosoma consumiendo energía del GTP. Esta subunidad grande tiene 3 sitios: el Peptidil (P), el Aminoacil (A) y el sitio de Salida (E). El sitio P es ocupado por el ARNt iniciador unido a la metionina. Así se forma el Complejo de Iniciación.

35 A U G C A A U G C U U A C G A U A G U A C Met P A
Subunidad menor del ribosoma P A 5’ AAAAAAAAAAA 3’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G Iniciación: La subunidad pequeña del ribosoma se une a la región líder del ARNm y el ARNm se desplaza hasta llegar al codón AUG, que codifica el principio de la proteína. Se les une entonces el complejo formado por el ARNt-metionina (Met). La unión se produce entre el codón del ARNm y el anticodón del ARNt que transporta la metionina (Met). U A C Codón Anticodón ARNt ARNm Met 1er aminoácido

36 A U G C A A U G C U U A C G A U A G U A C Gln G U U
Subunidad menor del ribosoma P A AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G U A C Gln G U U Elongación I: A continuación se une la subunidad mayor a la menor completándose el ribosoma. El complejo ARNt-aminoácido2 , la glutamima (Gln) [ARNt-Gln] se sitúa enfrente del codón correspondiente (CAA). La región del ribosoma a la que se une el complejo ARNt-Gln se le llama región aminoacil (A). Met

37 elongación Una vez formado el complejo de iniciación, se van añadiendo aa y presenta 3 etapas: Etapa 1: Unión del aminoacil-ARNt, es decir el ARNt unido a su aa (aminoacil-ARNt) se une al sitio A mediante puentes de hidrógeno. Se usa energía (GTP). Etapa 2: Formación del enlace peptídico, el primer enlace se genera entre la metionina del sitio P y el aminoacil-ARNt ubicado en sitio A, a través de una enzima llamada peptidil-transferasa que se encuentra en la subunidad grande del ribosoma Etapa 3: Transposición, el ribosoma se traslada al nuevo codón del ARNm y al mismo tiempo el peptidil-ARNt pasa del centro A al P

38 P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G U A C G U U Elongación II: Se forma el enlace peptídico entre el grupo carboxilo de la metionina (Met) y el grupo amino del segundo aminoácido, la glutamina (Gln). Gln-Met

39 Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina (Met) se libera.
P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G G U U U A C Gln-Met

40 P A ARNm AAAAAAAAAAA 5’ 3’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G G U U Elongación IV: El ARNm se traslada, de tal manera que el complejo ARNt-Gln-Met queda en la región peptidil del ribosoma, quedando ahora la región aminoacil (A) libre para la entrada del complejo ARNt-aa3 Gln-Met

41 Elongación V: Entrada en la posición correspondiente a la región aminoacil (A) del complejo ARNt-Cys, correspondiente al tercer aminoácido, la cisteína (Cys). P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G G U U A C G Cys Gln-Met

42 Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina) a la cisteína (Cys).
P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G G U U A C G Cys-Gln-Met

43 Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo aminoácido, la glutamina (Glu).
P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A C G G U U Cys-Gln-Met (i)

44 Elongación VIII: El ARNm corre hacia la otra posición, quedando el complejo ARNt3-Cys-Glu-Met en la región peptidil del ribosoma. P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A C G Cys-Gln-Met

45 Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente al 4º aminoácido, la leucina.
P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A C G A A U Cys-Gln-Met Leu

46 Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A).
P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A C G A A U Leu Cys-Gln-Met

47 Elongación XI: Unión del péptido Met-Gln-Cys con el 4º aminoácido, la leucina (Leu). Liberación del ARNt de la leucina. El ARNm se desplaza a la 5ª posición P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A A U A C G Leu-Cys-Gln-Met

48 Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º aminoácido, la arginina (ARNt-Arg).
P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U G C U U A C G A U A G A A U G C U Leu-Cys-Gln-Met Arg

49 Elongación XIII: Unión del péptido Met-Gln-Cys-Leu con el 5º aminoácido, la arginina (Arg). Liberación del ARNt de la leucina (Leu). El ARNm se desplaza a la 6ª posición, se trata del un codón de finalización o de stop. P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G G C U A A U Arg-Leu-Cys-Gln-Met

50 terminación Esta señalizada por uno de los tres codones de término ubicados en el ARNm. Cuando se añade el último aa, el polipéptido queda unido covalentemente al ARNt que esta ubicado en el sitio P del ribosoma. Luego factores de liberación (proteínas que bloquean el sitio A) separan al polipéptido del ARNt. Finalmente el polipéptido, ARNt y el ARNm se separan del ribosoma que se disocia en sus dos subunidades

51 Finalización I: Liberación del péptido o proteína
Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las subunidades del ribosoma se disocian y se separan del ARNm. P A ARNm AAAAAAAAAAA 3’ 5’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G G C U A A U Arg-Leu-Cys-Gln-Met

52 Terminación de la traducción

53 A menudo muchos ribosomas leen el mismo mensaje y forman una estructura conocida como polisoma o polirribosoma. De esta manera la célula puede rápidamente fabricar varias proteínas similares.