1. Historia de la Biología Molecular

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La célula es la unidad mínima del organismo capaz de actuar de manera autónoma.
Proyecto del genoma humano  Consiste en mapear todos los nucleótidos e identificar
los 30000 a 35000 genes presentes en el.
Sus objetivos son guardar la información obtenida en bases de datos de libre acceso,
desarrollar herramientas para facilitar el análisis de ésta información y trabajar los
aspectos éticos, legales y sociales.
Algunos de los beneficios son el diagnóstico y prevención de enfermedades, estudio de la
susceptibilidad de estas y su tratamiento.
Una mutación es el cambio heredable en el material genético de la célula.
Tecnología del DNA recombinante
1.- Cortar segmentos del ADN (endonucleasas).
2.- Unir los fragmentos obtenidos (ligasas).
3.- Autoreplicar una molécula de ADN (vectores de clonación).
4.-Insertar los vectores de clonación a células específicas que contienen toda la
maquinaria genética para la expresión contenida en el vector.
5.-Seleccionar o identificar a las células que contienen el ADN recombinante.
Diferencia entre procariontes y eucariontes
Procariontes Eucariontes
Organismos Bacterias y cianobacterias Protista, Hongos, Plantas,
Animales.
Tamaño 1-10 µm 5-100 µm
Metabolismo Aerobio
Anaerobio
Aerobio
Organelos Pocos o
Ninguno
Núcleo, Mitocondria,
Cloroplastos, RER y SER.

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ADN Circular y libre Núcleo e Intrones
ARN y Proteínas Mismo compartimiento ARN en núcleo y proteínas en
citoplasma
Citoplasma Sin citoesqueleto Citoesqueleto
División Celular Simple Compleja
Organización Unicelular Pluricelular con diferentes
linajes celulares
Canales
Organelos
Membrana celular
• Bicapa lipidica
• Colesterol (da fluidez a la membrana)
• Glucocaliz (es una capa de alrededor de
50nm que mira hacia el espacio
extracelular compuesto principalmente
de carbohidratos)
• Proteínas integrales
• Glucoproteínas
Mitocondria
• Se formó por un proceso de Endosimbiosis

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• Tiene su propio ADN
• Genera el ATP por la cadena de transporte de electrones que se encuentra en la
membrana interna
• Es de origen materno debido a que las mitocondrias paternas se quedan en la zona
intermedia de la cola del espermatozoide
• Partes:
o Matriz
o Membrana mitocondria externa
o Membrana mitocondria interna
El proceso de integración de la mitocondria a la célula se dio hace millones de años, en el
cual, se integró como un parásito y se convirtió en la fábrica de energía de la célula, es por
eso que tiene un material genético propio.
Lisosomas
Degradan componentes, generalmente tienen un pH ácido (5.5), ya que éste ambiente
ayuda a las hidrolasas ácidas a degradar todos los componentes que se encuentren dentro
de los lisosomas. Existen variantes de estos organelos:
• Peroxisomas (ayudan en procesos de detoxificación, eliminando peróxido de
hidrogeno)
• Proteosomas (es un complejo enzimático que utiliza la vía de la ubiquitinación)
Citoesqueleto
Ayuda a darle un soporte a la célula, manteniendo su forma y prestándole estabilidad. Se
conforma de:
• Microfilmentos: Generalmente conformados de actina y miosina.
• Filamentos intermedios: Estos varían dependiendo del tejido.
• Microtúbulos: Ayudan a transportar vesículas intracelulares además de dar
soporte.
Núcleo
Posee una doble membrana.
Podemos encontrar ribosomas
unidos a ella. Es importante, ya
que es el organelo que protege el
material genético de la célula.
Algunas de sus partes son:
• Nucléolo
• Membrana
• Poros (un conglomerado
de 8 proteínas que ayudan

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al transporte de moléculas que son muy grande para atravesar la membrana por
difusión).
• Lámina nuclear, conformada con tres proteínas: Laminina A, B y C, que tienen
capacidad para fosforilarse o desfosforilarse.
Retículo Endoplásmico
Se divide en liso y rugoso. A grandes rasgos, las funciones del RER son: síntesis de
proteínas y modificaciones post-traduccionales, mientras que en el SER se dan la síntesis
de lípidos, esteroides y colesterol, además de procesos de desintoxicación, similares a los
que ocurren en los peroxisomas. Una característica importante del SER, es que ayuda a la
liberación de calcio que se encuentra recluido en este compartimiento para la contracción
muscular.
Aparato de Golgi
Es morfológicamente similar al RE. Se divide en tres partes: la red cis, la red trans y la red
intermedia.
Sus funciones son de almacén, síntesis de vesículas y modificaciones de adhesión de
carbohidratos complejos. Las vesículas, dependiendo de la señalización celular, podrán
migrar a otro organelos o fuera de la célula. El proceso de transporte de biomoleculas
puede ser de dos tipos: endocitosis (fagocitosis y pinocitosis) y exocitosis.

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Virus
Los virus son complejos
macromoleculares, cuyo genoma es un
elemento de ácido nucléico el cual se
aplica dentro de las células vivas
utilizando la maquinaria biosintética de
éstas para dirigir la síntesis de partículas
especializadas, los viriones; los cuáles
contienen el genoma viral y lo
transfieren a otras células.
No es un ser vivo, es un ente ya que
posee material genético y de esa manera podríamos dividirlos en: Retrovirus (RNA) y
Adenovirus (DNA).
Además de poder ser bicatenoides o monocatenoides. Por la forma de la cápside en:
Cilíndricos, helicoidales, icosaedricos, complejos.
También pueden ser divididos en: vegetales, animales y bacteriófagos, dependiendo del
tipo de células a la que parasitan.
Si tienen cubierta lipoprotéica, puede dividirse en envueltos o desnudos.
Proceso de infección
1.-Fijación o adsorción: Este proceso inicial de la infección consiste en la unión de ciertas
proteínas específicas, que principalmente se hallan en la cápside de los virus
encapsulados, a receptores de membrana que medían la endocitosis de partículas, para
que sean introducidos al citoplasma. Los virus no encapsulados, pueden en algunos casos
entrar por difusión simple.
2.- Penetración: Con la ayuda de los receptores de membrana, los virus pueden entrar
envueltos en vesículas recubiertas con clatrina, o sin envoltura.
3.- Decapsidación: Si se trata de virus encapsulados ocurre un proceso de remoción de la
cubierta del material. Puede estar dada por enzimas propias del virus, o bien puede
ocurrir una fusión entre el endosoma que recubre al invasor, y un proteosomas para que
así las proteasas propias de la células digieran la cápside viral, y así queda libre el material
genético para su posterior uso.

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4.-Replicación del material genético: Sucede de forma similar que el material propio, en la
mayoría de los casos.
5.- Expresión o Integración: Se integra el material viral al material celular para que suceda
la transcripción del genoma de manera simultánea.
6.- Ensamblaje: Procesamiento de ARNm viral a proteínas.
7.- Gemación: Expulsión del virus “hijo”.
Priones
Se cree que los priones se diferencian de los
virus, porque pueden consistir en proteínas
y no ácidos nucléicos. Teóricamente las
proteínas de los priones son codificadas por
genes celulares y actúan como señales
reguladoras. Hay evidencias que sugieren
que ciertas enfermedades
neurodegenerativas como el Kuru, pueden
ser causadas por priones.

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Manipulación de macromoléculas.
Clasificador de moléculas activado por
fluorescencia.
Se determina la fluorescencia de las células que
pasan a través de un rayo laser. Las gotitas que
contienen una sola célula reciben una carga
negativa o positiva según la fluorescencia.
Posteriormente las gotitas son desviadas en
función de su carga mediante un campo eléctrico
hacia los tubos de recogida.
Microdisección por fractura
láser
Utiliza un rayo laser para
escindir una región de interés y
capturarla a un contenedor.
Placa de cultivo
Los cultivos se preparan a partir del mismo organismo (primarios) o de otro cultivo
(secundarios). Necesitan de una superficie para poder crecer, un pH fisiológico y
componentes de la matriz extracelular como colágena o laminina.
Heterocariontes
Es el resultado de la fusión de una célula con otra formando una célula combinada con 2
núcleos independientes. Posteriormente darán lugar a hibridomas.

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Anticuerpos monoclonales
Se basa en propagar un clon de
células a partir de un solo linfocito
B secretor de anticuerpos, pero
estos tienen una vida limitada en
cultivo, por lo cual se fusionan con
células derivadas de un tumor
inmortal de linfocito B. Estos
hibridomas se propagan como
clones, cada uno de los cuales
constituye una fuente
permanente y estable de
anticuerpo monoclonal.
Centrifugación
Los preparados de células se exponen a
altas velocidades de giro y se separan en

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función de su tamaño y densidad dejando sobrenadante (líquido) y un pellet (remanente
de estructuras).
Cromatografía
Técnica en la que una mezcla de proteínas en solución se hace pasar a través de una
columna que contiene una matriz sólida porosa. Las diferentes proteínas de la mezcla se
van retrasando a causa de su interacción con la matriz. En función del tipo de matriz que
se utilice las proteínas se pueden separar:
• En función de su carga
(Cromatografía de
intercambio iónico)
• De su hidrofobicidad
(Cromatografía hidrofóbica)
• De su tamaño
(Cromatografía de filtración)
• De su capacidad para unirse a
determinados grupos
químicos (Cromatografía de
afinidad).
• Existe otro tipo llamada HPLC
(Líquida de Alta Resolución),
en la cual nuevas resinas
cromatográficas basadas en
sílice en forma de diminutas
esferas ayudan al proceso y
se alcanza un alto grado de
separación.
Electroforesis
Las proteínas tienen carga. Si se aplica un campo eléctrico a una solución que contenga
una molécula proteica, esta migrara a una velocidad que dependerá de su carga neta, de
su tamaño y de su forma.

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• SDS-Page (Electroforesis en gel de
poliacrilamida con detergente
duodecil sulfato sódico): Se usa como
matriz inerte un gel de poliacrilamida
y el detergente cargado
negativamente SDS. Además se suele
añadir un agente reductor como el
β-mercaptoetanol para romper
enlaces disulfuro. Cada molécula de
proteína se une a gran cantidad de
moléculas del detergente, cargadas
negativamente, que enmascaran la
carga intrínseca de la proteína y
hacen que cuando se aplica un
voltaje la proteína migre hacia el
electrodo positivo.
• Electroforesis bidimensional: Combina 2
procedimientos diferentes. En el primer paso
las proteínas se separan en función de su carga.
Luego las cadenas polipeptídicas se fraccionan
mediante un procedimiento denominado
isoelectroenfoque, que se basa en que la carga
neta de una proteína varia con el pH de la
solución.
Confección de un mapa peptídico o huella dactilar de una proteína
La proteína es digerida por enzimas (tripsina) para
generar una muestra de fragmentos, que luego se
fraccionan en 2 dimensiones mediante electroforesis y
cromatografía de partición. Esta última técnica separa a
los péptidos en función de su solubilidad en agua, que
se une preferentemente a la matriz sólida, y en el
solvente en el que son aplicados. El patrón de manchas
obtenido, tiene valor diagnóstico para la proteína
analizada y también se usa para detectar
modificaciones postraduccionales de las proteínas.
Espectrometría de masas

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Puede usarse para secuenciar fragmentos peptídicos e identificar proteínas. Nos permite
determinar la masa exacta de proteínas intactas o de péptido derivados de ellas por
ruptura enzimática o química.
Cristalografía de rayos X
Es la principal técnica que se ha usado para
determinar la estructura tridimensional. Si se
dirige un haz estrecho y paralelo de rayos X a
una muestra de una proteína pura la mayoría
pasaran a su través. Sin embargo una pequeña
fracción serán dispersados por los átomos. Si
ésta es un cristal bien ordenado los haces
dispersados se reforzaran unos a otros en
cierto puntos y aparecerán como manchas de
difracción cuando sea recogidas en un detector.
Experimento de Hershey y Chase
Se utilizaron bacteriófagos en este experimento además de elementos radioactivos como
32P y 35S. Si la información genética estaba contenida en el ADN la marca radiactiva debía
estar en el interior de las bacterias de este último grupo, por el contrario si eran las
proteínas las que cumplían dicha función la marca radiactiva estaría adentro de las
bacterias del primer grupo. El resultado del experimento confirmó que el ADN era la
molécula que buscaban, ya que se encontraba la marca radioactiva en el interior de las
bacterias que se pusieron en contacto con ADN marcado.
Experimento de Avery

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En éste experimento se demostró que al añadir ADN purificado a una bacteria cambian
sus características y que los cambios pasan a las siguientes generaciones. Se utilizaron 2
sepas próximas de la bacteria Estreptococus Pneumoniae. Una sepa tiene aspecto liso (S) y
cuando se inyecta en ratones les provoca la muerte; la otra parece rugosa (R) y es no letal.
Los resultados muestran que una sustancia presente en la sepa S puede cambiar o
transformar la sepa R en la sepa S y que éste cambio es heredable.
Estructura del material genético: ADN y ARN
ADN
Polinucleótido formado por la unión covalente entre unidades
de desoxirribonucleótidos, actúa como transportador de
la información genética.
Los monómeros o nucleótidos que forman las cadenas
de ADN tienen la siguiente estructura:
• Un grupo fosfato
• Un azúcar, desoxirribosa.
• Una base nitrogenada ya sea una purina o pirimidina.
Las bases nitrogenadas son:

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Postulados de Chargaff
• El número de Adeninas es igual al número de Timinas.
• El número de Guaninas es igual al de Citocinas.
• Las proporciones de A-T y G-C son casi las mismas en todas las especies.
Modelo de Watson y Crick
1. Existen 2 cadenas helicoidales de polinucleótidos enrolladas a lo largo de un eje en
común. Las cadenas transcurren en direcciones opuestas (son antiparalelas).
2. Los ejes azúcar-fosfato se sitúan en el exterior y por tanto las bases en el interior.
3. Las bases son casi perpendiculares al eje de la hélice y las bases adyacentes están
separadas 3.4 Å. La estructura helicoidal se repite cada 34 Å, de modo que hay 10
bases por cada vuelta de hélice. Hay una rotación de 36° por base.
4. El diámetro de la hélice es de 20 Å.
La interacción que mantiene unidas a las 2 cadenas son puentes de hidrogeno
(interacciones débiles entre las bases) que se aparean de forma complementaria:
• 2 puentes de Hidrógeno en la unión de Timina con Adenina
• 3 puentes de Hidrógeno en la unión de Citosina con Guanina
Además los polinucleótidos se leen del extremo 5´al 3´y la orientación de las 2 cadenas es
antiparalela.
Por último, el ADN visto a groso modo y de una manera un tanto macroscópica presentará
surcos en su periferia de tal modo que se dividirán en surco mayor y surco menor.

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ARN
Tiene características muy similares al ADN a excepción de que su azúcar es una ribosa y no
una desoxirribosa y además no utiliza la base Timina (T), sino Uracilo (U). Se encuentra
principalmente en una sola hebra y no en una doble hélice, ya que pierde su estabilidad al
tener un OH en la posición 2 en vez de un H, como en el caso del ADN.
Existen tres tipos principales de ARN:
• mARN: Transporta las instrucciones del ADN a los ribosomas para formar
proteínas. Se obtiene a partir de un templado de ADN mediante la transcripción.
• rARN: Forma parte de los ribosomas, que se involucran en la traducción de RNA a
proteínas. Es el tipo más común en las células representando
alrededor del 50%
• tARN: Tiene la función del traductor, pues cambia el mensaje
del mARN a nucleótidos, para la síntesis de proteínas. Tiene
una conformación diferente ya que se encuentra en una
forma plegada y consta de 3 asas. Está formado por 73 a 90
nucleótidos. Encontramos en su extremo 3´el aminoácido y en
la segunda asa el anticodón. Este tipo de ARN habla los 2
idiomas (nucleótido y
aminoácido)
Detección de nucleótidos
Las bases apiladas de los
ácidos nucléicos absorben
menos luz UV que las bases
que no lo están, efecto que se

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conoce como hipocromismo. Por tanto, la fusión de ácidos nucléicos se puede seguir
fácilmente midiendo su absorbancia de luz que tiene un pico de una longitud de onda de
260 nm.
Existen en la naturaleza 3 tipos de ADN: (la forma B es la mas común)
A B Z
Sentido de la hélice Dextrógiro Dextrógiro Levógiro
Diámetro 26 Å 20 Å 18 Å
Pares de bases por
vuelta
11 10.5 12
Altura de la vuelta por
par de bases
2.6 Å 3.4 Å 3.7 Å
Separación entre las
bases y el eje de la
hélice
20° 6° 7°
Conformación de las
azucares
C-3´ C-2´ C-2´ para pirimidinas;
C-3´ para purinas
Conformación de
enlace glicosílico
Anti Anti Anti para pirimidinas
Syn para purinas
Propiedades del ADN
1. Desnaturalización: es el proceso en el que la doble cadena de ADN se separa, a
menudo altas temperaturas.
a. Tm  temperatura de fusión, se define como aquella temperatura en la
cual se deshace la mitad de la estructura helicoidal.
2. Renaturalización por complementariedad: es el proceso por el cual las 2 cadenas
separas de ADN se unen de nuevo buscando su base complementaria.
3. Hibridación: es el proceso por el cual una cadena de una ADN ajeno o extraño, se
une a otra cadena siguiendo el mismo principio de complementariedad.

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Secuencia palindromica
Secuencia de nucleótidos que es idéntica a su cadena complementaria cuando cada una es
leída en la misma dirección química.
Repetición en espejo
2 copias de una misma secuencia orientadas en sentido contrario en una misma hebra
Cromosomas
Un cromosoma es la estructura compacta y
ordenada que resulta del plegamiento del ADN, son
portadores físicos de los genes. Están formados por
una molécula única de ADN lineal muy larga que
contiene varios genes. Un ser humano está
constituido por 46 cromosomas (22 pares de
autosomas y 1 par de sexuales X,Y).

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Cariotipo
Es el estudio sistemático de los cromosomas.
Formación de un cromosoma
Los elementos incluidos en la formación de un
cromosoma son:
• Cromatina: Complejo de ADN y proteínas
(heterocromatina y eucromatina)
• Proteínas especializadas: Histonas y no histonas
• Nucleosomas: complejo de 8 histonas (octámero)
y proteínas especializadas en los que se
enrolla una hebra de ADN.
Nucleosoma
Es una estructura que constituye la unidad
fundamental y esencial de cromatina, que es la
forma de organización del ADN en las eucariotas.
Los nucleosomas están formados por un núcleo
constituido por un octámero de histonas. El
octámero está formado por dos moléculas de cada
una de las histonas H2a, H2b, H3 y H4. Viéndolo en

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un microscopio electrónico, se ve con forma de rosario o "collar de perlas", ya que está
formada por la doble hélice de ADN enrollada sobre sucesivos octámeros de histonas,
existiendo entre dos nucleosomas consecutivos un fragmento de ADN, ADN espaciador.
Cada octámero de histonas está rodeado por casi 2 vueltas de ADN bicatenario. Otro tipo
de histona (H1) se extiende sobre la molécula de ADN fuera de la parte central del
nucleosoma. Un nucleosoma se encuentra cada 200 pares de bases.
Replicación del ADN
Proceso mediante el que se produce una copia
idéntica del material genético de una célula. Este
proceso sucede principalmente cuando va a
suceder una división celular (mitosis y meiosis).
En cada ciclo de replicación se utiliza cada una de
las 2 cadenas de ADN como patrón para la
formación de una cadena complementaria de ADN.
De este modo, las cadenas originales se mantienen
intactas a lo largo de muchas generaciones
celulares. A este mecanismo se le llamó replicación
semi conservativa.

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Proteínas involucradas en la replicación
• Proteínas iniciadoras: Reconocen el origen de la replicación
• Helicasas: Son proteínas que desenrollan la doble hélice rompiendo los puentes de
H que unen a las cadenas.
• Proteínas que separan a las cadenas:
o Proteínas desestabilizadoras: generan una región recta en el ADN.
o Girasas: liberan parte de la presión por giros del ADN.
o SSB (Single-Strand Binding Protein): Se unen a cadenas sencillas de ADN
para estabilizar la separación.
• ADN polimerasa: une nucleótidos complementarios.
• ADN ligasa: Une fragmentos de Okazaki.
• ADN Topoisomerasa: Evita el enrollamiento del ADN, quitando presión.
• Primosoma: Complejo formado por la helicasa y la primasa (sintetiza primers o
cebadores).
Horquilla de replicación
Es una región concreta de replicación que se desplaza a lo largo de la doble hélice paterna
de ADN. Tiene una estructura en forma de Y (de ahí su nombre). En esta horquilla se
sintetiza el ADN de las 2 hélices hijas mediante un complejo multienzimático que contiene
ADN polimerasa. (Esta enzima sólo sintetiza una nueva cadena de dirección 5´a 3´)
Una horquilla de replicación tiene una estructura asimétrica. La cadena hija de ADN que se
sintetiza de manera continua se llama cadena conductora, es sintetizada antes de la otra
cadena hija que crece de forma discontinua y que recibe el nombre de cadena retrasada.
La síntesis de la cadena retrasada es más lenta debido a que ha de esperarse a que la
cadena conductora exponga la cadena patrón sobre la que se sintetizará cada uno de los
fragmentos de Okazaki
Un fragmento de Okazaki es una zona en el ADN de la horquilla de crecimiento que se
sintetizan en una dirección de 5´a 3´ y que después de su síntesis se unen a las cadenas de
ADN mediante las ADN ligasas.
Mecanismos de corrección

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1. Corrección de galeradas: tiene lugar justo antes de la adhesión de un nuevo
nucleótido a la cadena en crecimiento. El nucleótido correcto tiene mayor afinidad
por unirse a su base complementaria.
2. Corrección de galeradas exonucleótidas: en donde el domino exonucleasa de la
ADN polimerasa puede eliminar un nucleótido ya apareado (tautomeros), para
corregir.
De esta manera la ADN polimerasa actúa como una enzima autocorrectora.
Complejo Primosoma (Primasa y Helicasa)
Para el caso de la cadena conductora únicamente es necesario un
cebador especial al inicio de la replicación: en cuanto se ha establecido la
horquilla de replicación, la ADN polimerasa dispone de un extremo de
cadena con bases apareadas sobre el que sintetizar la nueva cadena. Sin
embargo en la parte de la cena retrasada, cada vez que la ADN
polimerasa concreta un corto fragmento de ADN (fragmento de Okazaki),
ha de empezar a sintetizar otro fragmento completamente nuevo en un
punto más delante de la cadena patrón.
Es entonces donde entra la ADN primasa que es la enzima que sintetiza
los cortos cebadores de ARN sobre la cadena retrasa utilizando ADN
como patrón. A diferencia de la polimerasa, esta enzima puede iniciar
una nueva cadena de polinucleotidos uniendo entre si 2 nucleosidos
trifosfato. La primasa sintetiza un Polinucleótido corto en dirección 5
´a 3´y luego se detiene, dejando el extremo 3´ de este cebador
accesible a la ADN polimerasa
ADN Helicasa
Esta enzima se desplaza rápidamente por las cadenas de ADN.
Cuando encuentran una región de doble hélice continúan
desplazándose por la misma cadena, desenrollando así la hélice para
que de esta manera la ADN polimerasa y la ADN primasa puedan
hacer su trabajo.
Básicamente su mecanismo de acción es romper los puentes de
hidrógeno entre las bases apareadas utilizando ATP como fuente de
energía. Dicha enzima consta de 6 subunidades y tiene 4 sitios que
hidrolizan ATP.

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Proteínas de unión al ADN o SSB
También son llamadas proteínas desestabilizadoras de las
hélices (Single-Strand Binding Protein). Se unen
fuertemente y de un modo cooperativo a las cadenas de
ADN abiertas, sin tapar las bases de la cadena que
quedarán entonces disponibles para actuar como un
patrón. Colaboran con las Helicasas estabilizando la
conformación desenrollada de cadenas sencillas. Constan
de 2 dominios: A y B
Acarreador de la ADN polimerasa
Este acarreador también llamado abrazadera mantiene a la
polimerasa firmemente unida al ADN cuando se desplaza,
pero la libera en cuanto la polimerasa se detiene ante una
región de doble cadena. La proteína abrazadera forma un
amplio anillo alrededor de la hélice del ADN. Un lado se une a
la parte trasera de la ADN polimerasa y el anillo completo se
desliza libremente a medida que la polimerasa se desplaza
por la cadena de ADN. El ensamblaje de la abrazadera
requiere de hidrólisis de ATP, mediante un complejo de
proteínas especial, el cargador de la abrazadera al patrón
cebador.
El cargador recibe el nombre de Clamp loader y la abrazadera
de sliding.

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Complejo Mut
También llamado el scanner del ADN, recorre la cadena y en cuanto ve a un apareamiento
no perfecto lo corta y después lo repara evitando así errores en la replicación.
Existen 2 tipos:
• Mut L: busca una muesca (el resultado del error de apareamiento)
• Mut S: se une al par de bases mal apareado
Súper enrollamiento
A medida que una horquilla de replicación se va desplazando a
lo largo de una doble cadena de ADN genera problemas de
enrollamiento. Es por eso que durante la replicación se utilizan
topoisomerasas que forman una plataforma giratoria en la
hélice del ADN.
Las topoisomeras son de 2 tipos:
• I .- rompe enlaces fosfodiester y no permite en super
enrrollamiento
• II.- Impide que se vuelva a formar la doble hélice y no
necesita ATP

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Orígenes de replicación
Son las posiciones por las que se abre en primer lugar la hélice de ADN, este ADN contiene
secuencias cortas que atraen proteínas iniciadoras. Estas secuencias suelen ser ricas en
Adenina y Timina por lo que es más fácil separarlas debido a que solo existe una
interacción de 2 puentes de hidrógeno en esta unión.
En células eucariotas existen varios sitios de replicación, mientras que en las bacterias solo
existe uno (Ori C)
Replicón
Es la unidad de ADN en donde ocurre un evento de replicación.
Cada replicón inicia solamente durante un ciclo celular y tiene
elementos de control en el origen y la terminación. Sus
funciones son:
1. Iniciar el ciclo de replicación
2. Controlar la frecuencia de eventos
3. Segregar los cromosomas replicados
Adición de nuevas histonas al ADN por detrás de la horquilla de
replicación.
Las histonas nuevas sufren acetilación, durante la fase S (síntesis) del
ciclo celular.
Los telómeros son el sitio final de los cromosomas. Con cada ciclo celular y por
consiguiente por cada replicación dicho espacio se va a acortando. Es entonces en donde
una enzima llamada Telomerasa que posee 2 subunidades (un molde de ARN, y un sitio
catalítico que a partir del molde sintetiza cadenas complementarias que solo pueden unir
secciones de G y T) evita el acortamiento de los telómeros. Está científicamente
demostrado que este proceso de acortamiento de los cromosomas contribuye al
envejecimiento, por ello se han hecho experimentos utilizando una telomerasa exógena
en ratones para tratar de hacer mas larga la vida de estos, sin embargo, el efecto en los
resultado ha sido la generación de neoplasias.

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Transcripción
Es el proceso mediante el cual se obtiene ARN a partir de un molde de una molécula de
ADN. Éste proceso sucede en el núcleo en las células eucariotas, mientras que en las
procariotas sucede en el citoplasma. En las células eucariontes, el templado (molde) de
ADN codifica para un solo gen, por lo que se le denomina monocistrónico, mientras que
en los procariontes, en la misma secuencia existen varios genes diferentes, a lo que se le
llama policistrónico. Los elementos necesarios para que éste proceso se lleve a cabo son:
• Región promotora en la cadena molde (se explica más adelante): sirve para el
acoplamiento de la ARN polimerasa.
• ARN polimerasa II: Ensambla la cadena de RNA, necesita de una fosforilación para
“activarse”.
• Complejo de inicio
• Ribonucleótidos
• Plantilla molde de ADN.
Transcripción en procariotas
Tienen un solo tipo de ARN polimerasa, utilizan el factor Sigma el cual aumenta la afinidad
de la polimerasa por los sitios promotores; una vez iniciando la transcripción se separa.
Etapas de la transcripción
1. Se asocia la polimerasa con la plantilla de DNA.
2. La polimerasa de desplaza en dirección 3´a 5´ a lo largo de la
cadena molde de ADN ensamblando una cadena
complementaria antiparalela de ARN que crece en dirección
5´a 3´.
3. Una vez que la polimerasa pasa sobre un sitio en particular
se reconstruye la doble hélice, por lo que no es necesario
utilizar helicasas como en la replicación.
4. Los nucleótidos que ensambla la polimerasa en la cadena de
RNA naciente, son complementarios a la cadena molde de
DNA.
5. La molécula naciente se denomina mARN.

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Maduración del mRNA
Para que el mRNA pueda salir del núcleo al citoplasma, se necesita que éste madure. Esto
se da gracias a ciertas modificaciones postranscripcionales que ocurren dentro del núcleo.
Son las siguientes:
1. Corte y empalme: Dentro de la molécula de RNA mensajero existen regiones que
no codifican para proteínas, por lo que deben ser removidas del mRNA. Estas
regiones se conocen como Intrones (80-10,000 nucleótidos). Las regiones
sobrantes que si tienen un papel en la síntesis de proteínas, se conocen como
exones.
Para que los intrones sean removidos sucede lo siguiente:
o Dentro de los intrones existen regiones “conservadas” que ayudan a que
esta secuencia sea removida de la cadena. Estas regiones son GU, A, y AG.
o La región GU (que generalmente se encuentra cercana a un exón anterior),
comienza a unirse a la A (que generalmente se encuentra en medio de las
otras dos regiones), formando así un lazo (lariet) en la cadena. Esta unión
sucede por una transesterificación. El sitio A es reconocido por una
proteína BBP.
o La parte 5’ del lazo, es cortada
por un complejo de proteínas
(U), que se denomina
splisosoma. Éste complejo
también corta la región AG,
que aún está unida al exón
siguiente, mediante una
segunda transesterificación.
o Finalmente los extremos de
los exones son unidos.
o En ciertos casos este proceso
no ocurre de forma correcta
por lo que se aumenta o
disminuye el tamaño de los
exones creando lo que se
conoce como Sitios de Corte
Críptico, que son sitios de
corte alternativo.
Enfermedades como las
talasemias (defectos en la
síntesis de hemoglobina) son
causadas por estos sitios
alternos.

27. 45
2. Metilación: Para mantener la estabilidad de la cadena de mRNA, es necesario que
se añada un “capuchón” en el extremo 5’ de la cadena. Éste capuchón es una
metilación (7-metilguanosina) que se añade a la cadena.
3. Poliadenilación: Se codifica una señal en el lugar donde terminó la transcripción
(sitio 3´de la cadena). Una enzima llamada Polimerasa de Poli-A (PAP), comienza a
añadir adeninas al final de la cadena creando lo que se conoce como una cola de
Poli-A. También se añaden ciertas proteínas que cubren la cola de Poli-A. Entre
mayor sea el número de Adeninas mayor estabilidad tiene la cadena. Los factores
CAP cubren la poliadenilación para proteger la cadena.
4. Factores de exportación: Proteínas como el CBC (que cubre la metilación), SR (que
cubren los sitios UTR), y otros factores, son necesarios para que el mRNA pueda
salir del núcleo para ser traducido en el citoplasma. Muchos de estos factores se
quedan en el núcleo al momento que la cadena atraviesa el poro por donde pasa al
citoplasma.

28. 45
Traducción
La traducción es el proceso por el cual, una hebra de mRNA, se traduce de idioma
“nucleótido” a idioma “aminoácido”, para la creación de una proteína, dentro del RER.
Ésta traducción se realiza en base a la secuencia de nucleótidos, que se agrupan en grupos
de 3 (tripletes), llamados codones. Cada codón codifica para un aminoácido o para que se
detenga la traducción. La secuencia de codones que codifican para los diferentes
aminoácidos se denomina código genético.
Existen diferentes elementos involucrados en la traducción:
• mRNA
• tRNA, que es el tipo de RNA, que traduce el mensaje escrito en el mensajero.
• Ribosomas, en los cuales sucede la traducción y el ensamblaje de las proteínas.
• Factores que regulan la traducción.
mRNA
Se trata de una molécula de RNA mensajero ya maduro (sin intrones y con modificaciones
postranscrpcionales), que salió del núcleo para ser traducida en el RER.
Consta del factor eIF (factor de inición de la traducción)

29. 45
tRNA
Es el RNA que se encarga de traducir el mensaje codificado en el mRNA. Un ARNt está
formado por entre 73 y 90 nucleótidos. Se encuentra disuelto en el citoplasma celular.
Pueden presentar nucleótidos poco usuales como ácido pseudouridílico, ácido inosílico e
incluso bases características del ADN como la timina. Este ARNt es procesado por la ARN
polimerasa III, y al igual que los demás ARN, necesita de un proceso de maduración antes
de salir del núcleo y dirigirse hacia el citoplasma.
El ARNt presenta zonas de complementariedad intracatenaria, es decir, zonas
complementarias dentro de la misma cadena, lo que produce que se apareen dando una
estructura característica semejante a la de un trébol de tres hojas.
Tiene las siguientes características:
• Brazo aceptor formado por el extremo 5' y el extremo 3', que en todos los ARNt
posee la secuencia CCA, cuyo grupo -OH terminal sirve de lugar de unión con el
aminoácido.
• El bucle TΨC, que actúa como lugar de reconocimiento del ribosoma.
• El bucle D, cuya secuencia es reconocida de manera específica por una de las
veinte enzimas, llamadas aminoacil-ARNt sintetasas, encargadas de unir cada
aminoácido con su correspondiente molécula de ARNt. Dichas enzimas constan de
2 mecanismos para agregar el aminoácido correcto y de esa manera evitar errores
en la traducción.
• El bucle situado en el extremo del brazo largo, que contiene una secuencia de tres
bases llamada anticodón. Cada ARNt "cargado" con su correspondiente
aminoácido se une al ARNm, mediante la región del anticodón, con tripletes de
bases del ARNm (cada tres bases del ARNm definen un triplete o codón) en el
proceso de la traducción de la información genética que conduce a la síntesis de
las proteínas.
Los aminoácidos son añadidos al extremo C-terminal de la cadena polipeptídica en
crecimiento generando enlaces peptídicos en donde cada aminoácido añadido aporta la
energía necesaria para su unión y también la adhesión del siguiente aminoácido

30. 45
Ribosomas
Son estructuras que se encuentran en el RER, encargadas de la síntesis de proteínas. Se
componen de rRNA y de proteínas. Se dividen en 2 subunidades con diferentes
coeficientes de sedimentación.
La subunidad menor contribuye con el soporte sobre el que los ARNt pueden aparearse
correctamente con los codones del ARNm y la subunidad mayor cataliza la formación de
los enlaces peptídicos uniendo los aminoácidos para conformar una proteína. Cuando no
están fabricando dicha proteína, las 2 subunidades se encuentran disociadas. Cuando se
encuentra un codón de paro (UAG, UGA, UAA), el ribosoma libera la proteína terminada y
sus 2 subunidades se disocian de nuevo, con lo que pueden ser reutilizadas para sintetizar
otra proteína.
Los ribosomas procariotas se denominan 70S (subunidades de 50S y 30S) y los eucariotas
80S (subunidades de 60S y 40S).
Tienen 3 sitios importantes para la traducción, el sitio A (anclaje), P (polipéptido) y E (de
exit o salida).

31. 45
Mecanismo de la traducción:
1. Iniciación
1.1. El ARN maduro es reconocido por factores de iniciación.
1.2. Unión del iniciador ARNtMet
(iniciador) a la subunidad menor del ribosoma
1.3. Unión de este complejo de ARNm y localización del codón de inicio (AUG)
1.4. Unión de la subunidad mayor del ribosoma
*Factores de iniciación eIF formador por:
• Metionina
• ARNt
• eIF2
• GTP
2. Elongación
2.1. Un ARNt que transporta el próximo aminoácido que se debe incorporar a
la proteína se une al centro A mediante el apareamiento de su anticodón
con el codón del ARNm situado frente de él, de manera que tanto el
centro P como el centro A tienen unido ARNt
2.2. El extremo carboxilo de la cadena se desprende de su ARNt en el centro P
y se une al grupo amino libre del aminoácido unido al ARNt del centro A
formándose un nuevo enlace peptídico (reacción catalizada por la peptidil
transferasa contenida en la subunidad mayor del ribosoma)
2.3. Otra serie de cambios conformacionales hace que el ARNm se desplace una distancia
equivalente exactamente a 3 nucleótidos a lo largo del ribosoma y deja a este preparado
para recibir al nuevo aminoacil-ARNt recién llegado. El paso se repite varias veces hasta
encontrar un codón de termino.
*Factores de elongación (hidrolizan GTP a GDP)
• EF-TU
• EF-G
3. Terminación
3.1. Finaliza el proceso cuando aparece un codón de termino (UAA, UAG y UGA)
3.2. Los factores de liberación se unen a cualquier ribosoma que tenga un codón de paro en el
sitio A, y esta unión fuerza a la peptidil transferasa a catalizar la adhesión de una
molécula de agua al peptidil ARNt en lugar de un aminoácido.
3.3. Entonces se libera el extremo carboxilo terminal de la cadena polipeptídica en
crecimiento

32. 45
3.4. El ribosoma libera al ARNm y se seperan las subunidades para ser reutilizadas
posteriormente.
Traducción Procariota Eucariota
Ribosoma 30S y 50S 40S y 60S
ARNm Policistrónico Monocistrónico
Unión al ribosoma Shine-Delgarno y AUG CAP 5´y AUG
Regulación de la transcripción Si ¿?
Iniciación IF1, IF2, IF3 eIF 1, 2, 3, 3, 5
Elongación RF-1, RF-2, RF-3 eRF1 y eRF3
Terminación EF-Tu, EF-Ts, EF-G eF1a, eF1b y EF2
Formación del complejo de inicio
En procariotas:
• IF2 e IF1 se unen al sitio P de la subunidad mayor (50S)
• La subunidad pequeña se asocia con el ARNm, en donde IF1 se une al sitio A
• IF2 con GTP ayuda a que el ARNt se une al complejo y posteriormente se disocian los IF
En eucariontes:
• eIF4F: une al extremo 5´ y forma el complejo
Ternario eIF4E, eIF4A, eIF4B
• eIF4E: es un punto de regulación
• eIF3: ayuda a que la subunidad pequeña del
ribosoma interactúe con eIF4G que interactua
con eIG4F y de esa manera el ribosoma
reconoce al ARNm.
Este factor eIF3 se encuentra en la subunidad
pequeña y el eIF6 en la subunidad grande, ambos
son necesarios para mantener a sus respectivas
subunidades en estado disociado y se liberan
cuando la subunidad mayor se une al complejo de
inicio

33. 45
Polirribosoma o Polisoma
Son largos ensamblajes citoplasmáticos formados por
varios ribosomas separados entre sí únicamente por 80
nucleótidos, situados a lo largo de la misma molécula de
ARNm. Permiten que se puedan fabricar muchas mas
moléculas de proteínas en un tiempo determinado.
Control de Calidad
Existe la posibilidad de que el ARNm listo para
codificarse a el lenguaje aminoácido sea incorrecto o presente errores ya que, aunque exista un
buen proceso de maduración en el nucleo, el ARNm puede romperse en el citosol. Es por eso que
el complejo de inicio verifica en una primera instancia que exista el capuchón 5´y la cola poli A 3
´antes de empezar con el proceso de traducción.
Las bacterias (procariontes) solucionan el problema de los ARNm incompletos de un modo
completamente diferente. No solo hay señales en los extremos 3´de los ARNm bacterianos, si no
que además la traducción frecuentemente empieza antes de que se haya completado la síntesis
del transcrito. Cuando el ribosoma bacteriana traduce un ARNm incompleto hasta el final, el sitio A
del ribosoma entra un ARN especial (ARNtm  ARN templado), que es traducido a continuación
del ARNm truncado; esto añade una señal de 11 aminoácidos (alaninas) al extremo carboxilo
terminal de la proteína truncada que indica a las proteasas que toda la proteína tiene que ser
degradada.

34. 45
Codones de paro tempranos
Existen variaciones poco comunes en el código genético
La selenocisteína es esencial para el correcto
funcionamiento de una gran variedad de enzimas. Se
produce a partir de una serina unida a una molécula
especial de ARNt que se aparea con el codón UGA (codón
de paro). Los ARNm de las proteínas en las que se ha de
insertar la selenocisteína en un codón UGA tienen una
secuencia especial de nucleótidos (en forma de horquilla)
próxima a ese codón que provoca esta recodificación.
Caminos de las proteínas
• Se pueden plegar, este plegamiento puede darse por:
o Sin ayuda
o Con chaperonas
o Con energía
o Con un complejo enzimático
• Pueden sufrir modificaciones post traduccionales
• Incorporación de subunidades para formar una estructura
cuaternaria (por ejempolo la Hemoglobina)
Si no existe plegamiento de la proteína hay degradación en
aminoácidos a menudo porque la proteína no se encuentra de un
modo correcto o porque proviene de un ARN mensajero truncoal
cual ha sido añadido un ARNtm (templado).

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Chaperoninas
Las proteínas mal plegadas son captadas mediante interacciones hidrofóbicas con uno de los
márgenes del barril. La unión de ATP y de una proteína que actúa como cubierta aumenta el
diámetro del barril, que puede forzar la entrada de la proteína diana parcialmente plegada.
Entonces la proteína queda confinada en un espacio cerrado, donde tiene una nueva oportunidad
de plegarse completamente. Tras unos 15 segundos la hidrólisis del ATP expulsa la proteína y el
ciclo vuelve a comenzar
Proteosoma
Abundante proteasa dependiente de ATP que constituye casi
el 1% de la proteína celular. Existen muchas copias dispersas
por el citosol y por el núcleo, también actúa sobre proteínas
del RER: las que no se pliegan o no se ensamblan bien siguen
la vía de la Ubiquitinación y finalmente son destruidas.
Genes
Es un ácido nucleico (ADN y ARN) que codifica para una proteína (enzima o proteína
estructural) o un ARN (ARNt; ARNr, ARNnp, ARNm) incluyendo sus secuencias de
regulación.

36. 45
Es un segmento corto de ADN que codifica para una proteína en específica y que se
encuentra en los cromosomas, ocupando un lugar en específico denominado LOCUS.
Este es un factor que transmite la herencia.
El término de gen fue denominado por Gregorio Mendel el cual por medio de sus leyes y
sus observaciones en las semillas (verdes y amarillas), descubrió lo siguiente:
1° LEY:
Al aparear las dos razas puras sus descendencias serán iguales.
2° LEY:
Mendel tomo la primera descendencia del apareamiento de la raza pura (F1), en la
cual observo que aunque este no exprese alguna característica que es recesiva, esta la
puede transmitir a su descendencia y estas las pueden expresar.
3°LEY:
En la consecuencia con lo expresado en la 2° ley se observo que los rasgos heredados
son independientes unos de otros, por lo tanto un patrón de herencia no es
dependiente de otro.
Clasificacion de los genes:
Los alelos por lo tanto se definen como una de las formas alternativas en las cuales se
puede expresar un gen, puede ser:
• Dominantes: son aquellos que se expresan.
• Recesivos: son aquellos que no se expresan en el fenotipo pero que sin embargo se
expresan cuando hay dos alelos recesivos.
Otro tipo de clasificación es la siguiente:
• Codificantes o estructurales: se encuentran expresados en todas las células de un
organismo
• Reguladores: cuya función es determinar el tejido, momento y cantidad de la
proteína, es decir, le dan especificidad a la célula. Gen estructural que codifica una
proteína implicada en la regulación de la expresión de otros genes. Codifica una
proteína que controla transcripción mediante la unión a un sitio o sotios
particulares del ADN:
Cis: secuencia de ADN que no es convertida en otra forma, sino que funciona solamente
como una secuencia in situ, afectando solamente al ADN al que está ligado.
Trans: secuencia de ADN que codifica una proteína libres de difundir para llegar a su
diana.
Los genes están localizados en los cromosomas en el núcleo celular y se disponen en línea
a lo largo de cada uno de los cromosomas.
Un Locus es la región en donde se localiza un gen
Loci son los sitios donde se localizan varios genes en un mismo cromosoma

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proteínas de acción trans: factores de transcripción que se ynen a secuencias de DNA
reguladoras de acción cis.
Cis: secuecnias de ADN que no es convertida en otra forma, sino que trabaja in situ,
modifivando al ADN al que se encuentra ligao.
Regiones del Gen procarionte
Tiene una región UT (unidad de transcripción).
Y está formado por 4 regiones:
 Región Codificante (es aquella se codifica).
 Sitio de iniciación de transcripción.
 Región Promotora (sitio a partir del cual se regula la expresión de un gen).
 Región de Termino (donde se termina la transcripción).
Se caracteriza por qué no contiene Intrones (regiones no codificantes), solo exones.

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+1 es el sitio donde la polimerasa inserta el primer ribonucleótido para iniciar la
transcripción, no justamente donde inicia la traducción a proteína.
Región Promotora: está corriente arriba cuando está antes del +1. Regula la transcripción
pero no se transcribe.
Ct: AUG, UAA, UGA
UTR 5: significa que está codificando para mRNA.
Sitios del promotor procarionte (región promotora)
Se encuentra casi siempre a -65 pares de base corriente arriba.

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La Región Promotora es el sitio en el cual se regula la expresión del gen, mediante inducción o
represión que se ejerce sobre la región operadora (O) del gen, mediante Control Negativo. El
Control Positivo se ejerce sobre la Caja CRS. Se observan tres tipos de cajas: la Caja CRS, la Caja
Prinow (-10) y la Caja CAT (-35),y una región operadora, las cuales son reconocidas por la RNA-
Polimerasa bacteriana.
Genes bajo control negativo: expresados a menos que sean desactivados por una proteína
represora. Una proteína represora se une al ADN para impedir que la ARN pol inicie la
transcripción o al ARNm para impedir que se una a un ribosoma para la traducción.
Genes bajo control positivo: la expresión solo es posible cuando una proteína reguladora
activadora esté presente. Proteína reguladora es esencial para ella, interactia con el ADN y la ARN
pol para ayudar a los eventos de la iniciación. Generalmente llamado activador.
Estructura de la Región UTR (Del inglés Untranslated Region). Región no traducida por los
ribosomas, se transcribe pero no se traduce a proteína. La secuencia S/D (Shine/Dalgarne) es rica
en polipurinas y su extremo 5’ en forma de ARNm es complementaria al extremo 3’ del ARNr 16S
de la subunidad menor del ribosoma.

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Si requiere péptido de señal o chaperonas, traduce la secuencia líder y produce el péptido de
señal.
Estructura de un Policistrón (Operón). Se encuentra en los Procariotes en la región comprendida
en entre el codón de iniciación (CI) y el codón de terminación (CT) y bajo el control de una misma
región promotora. Esta estructura de la región codificante en tandem es llamada Policistrón u
Operón debido a que los genes se transcriben juntos bajo el control de una misma región
promotora y sus productos se encuentran relacionados metabólicamente, como por ejemplo, el
operón lactosa (Lac). Nótese que entre los genes queda una región intergénica corta. Cada cistrón
o gen es traducido en tandem por el mismo tipo de ribosoma, previa liberación del polipéptido
anterior.
Estructura de la región terminal en genes procariotes. Esta se encuentra entre el codón de
terminación (CT) y la Señal de terminación de la Transcripción (STT). Estas estructuras son de dos

41. 45
tipos: independientes de ρ o dependientes de rho. Las primeras son terminales intrínsecos que no
dependen de la subunidad ρ (una proteína hexamérica) para ser reconocidas por la ARN pol y
terminar la transcripción. Por el contrario, las STT- ρ dependientes requieren del factor ρ para que
la ARN pol puede reconocerlas las asas ρ dependientes, en el contexto del ARNm, y terminar la
transcripción.
Regiones de los genes eucariontes
Existen 3 clases de genes transcritos por el ARN polimerasa I,II,III que codifica en especial para
cada gen.
Contienen exones que son regiones que codifican una proteína e Intrones que son eliminadas en
el proceso ya que son regiones no codificante y que estos ayudan a madurar en ARN.
 Clase I codificara  ARNr  Nucleolo ARNP1
 Clase II codificara  ARNm  Nucleoplasma  ARNPII
 Clase III codifica ARNt, ARNnp, ARN5s  ARNPIII

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Estructura del gen eucariote – Clase II
Estructura del promotor Clase II. Promotor eucariote prototípico mostrando las cajas TATA, CAAT y
elementos de respuestas curso arriba. Otros tipos de promotores son hechos exclusivamente de
elementos GC o combinaciones de estos con cajas TATA y CAAT.

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Estructura de la región codificante Clase II. Los genes interrumpidos son genes constituidos por
una serie alterna de exones e intrones. En eucariotes existen genes con un intron o hasta con más
de 100 intrones. En promedio un gen interrumpido humano tiene de 5 a 7 intrones. Los intrones
son generalmente más grandes (500pb de longitud) que los exones (100-200pb). El límite exón-
intrón esta dado por la presencia de bases consenso GU----…----AG localizadas en los extremos 5’ y
3’ respectivamente de los intrones. Los exones son los que llevan la información codificante para
proteína y los intrones no. Una vez es transcrita la región codificante a ARNhn, los intrones son
removidos por el “esplaiceosoma” (una serie de ribonucleoproteínas U, RNP-Us: U1, U2, U4, U5 y
U6) y los exones empalmados y transportados en forma de ARNm al citoplasma
Amplificadores y silenciadores. Son secuencias consenso que intensifican o decrecen la tasa de
transcripción de los genes. Estos se localizan generalmente miles de pares de bases curso arriba de
un promotor o curso abajo del mismo. En ocasiones pueden estar localizados dentro de un intrón.
Estructura del gen eucarionte clase I

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Estructura del gen eucariote Clase I. Los genes clase I generalmente se encuentran en tandem de
1000 a 3000 copias, debido a la necesidad activa de reciclar los ribosomas de la célula eucariota.
Estructura del gen eucarionte clase III
Estructura del gen eucariote Clase III. Estos genes también se
encuentran en tandem en un gran número de copias. La característica más
conspícua que los diferencia de los genes clase I y II es que los
genes clase III llevan promotores internos dentro de la región
codificante (cajas B y C) que da origen al ARNt y cuya función
es atraer la ARN pol III, la cual una vez unida a estos, se

45. 45
desplaza hacia la caja TATA, esta sí curso arriba de la región codificante, para iniciar la
transcripción.
Procesamiento del gen Clase III. Una vez transcrito el ARNhn clase I es procesado por ribonucleasas
para liberar los ARNt y el ARNr 5S.
REGULACIÓN DE GENES
1. Control trascripcional
2. Control del procesamiento del ARN
3. Control del transporte del ARN
4. Control de la traducción
5. Control de la degradación de los ARNm
6. Control de la actividad proteica
Operón lac
Transcripción es regulada en la fase de inicio, no en la elongación, pero si en la
terminación. La traducción también.
Dos clases de secuencias de ADN, los que actúan en trans y los que actúan en cis.
Genes estructurales bacterianos están organizados en grupos que incluyen genes que
codifican para proteínas de función relacionada.
Los genes de una vía metabólica están relacionados en grupos.
Genes estructurales LacY, Lac Z y Lac A.
Lac Z codifica para B-galactosidasa, divide un b-galactosido en sus dos componentes:
lactosa a glucosa y galactosa.
Lac Y codifica para B-galactósido permeasa, constituye del transporte de b-galactosidos al
interior de la celula.
Lac A: codifica B-galactosido transacetilasa, transfiere grupo acetilo del acetil CoA a los B-
galactosidos.
Mutaciones en lac Y y Z: conlleva a Lac que significa pérdida de función.
Todo el sistema que incluye los genes estructurales y los elementos que controlan su
expresión forman una unidad de regulación que se llama Operón. La act. del operón es
regulada por un gen que actúa en forma cis.

46. 45
Distinción entre gen estructural y un gen regulador: depende de la mutación.
Mutación en estructural: priva a la célula de una proteína particular codificada por el gen.
Mutación en reguladores: influye en la expresión de todos los genes estructurales que
formen parte de ese grupo.
Transcripción de los genes lacZYA es regulada por la expresión del gen Lacl, que aunque
está cerca de los estructurales, tiene su propio promotor y propio terminador. Lac l está
cerca de la transcripción de los estructurales, pero lacl da de resultado producto
transferible por lo q no es necesario esto como tal.
Los genes lac son regulados por regulación negativa: transcritos hasta que sean
desactivados por proteína reguladora. Mutacion que inactive el regulador: expresión de
los lac. Procuto de lacl es el represor lac que se une a región operadora (RP) y a los genes
estructurales lacZYA: cuando represor lac una al operador, impide que la ARN pol inicie
la transcripción en el sitio promotor.
Las bacterias evitan sintetizar las enzimas de una determinada vía, pero aún así están
capacitadas para hacerlo en ausencia de nutrientes, rápidamente.
INDUCCION: síntesis de enzimas en respuesta a la aparición de un sustrato específico.
Transcripción cesa tan rapdo como el inductor sea retirado. Con inductor suficiente las
menos de 5 enzimas galactosidasas aumentan a mas de 5000 por cada e.coli.
ARN m Lac es inestable y se degrada en menos de 3 minutos: explica la facilidad de
ajustarse la bacteria a la retirada de sustrato.
REPRESION: si el medio en el que se está desarrollando la bacteria tiene uno de los
elementos que sintetiza, (como el W presente en los nutrientes de la e.coli que también
sintetiza W) la e. coli detiene su expresión de W.
La capacidad de los inductores o represores o moléculas pequeñas no depende de su
interacción directa con las enzimas: isopropil tiogalactosido. No es reconocido por la b-
galactosidasa, pero es un inductor eficiente los genes lac.
Inductores gratuitos: son inductores de enzimas que no son metabolizados, permanecen
en su estado natural dentro de la celula. Inductor verdadero sería metabolizado.
Ahora….. que componente que responde al inductor es la proteína represora codificada
por lacl: el estado del represor determina si este promotor es activado o no:::
En ausencia de un inductor, los genes lac ZYA no son transcritos, dado que la
proteían represora está en estado activado, unida al operador.
Cuando se añade un inductor, el represor es invertido a una forma inactiva que
abandona el operador.
El represor tiene dos sitios de unión , uno para el operador y otro para la inductora:
cambia estructura- CONTROL ALOSTERICO.

47. 45
La indicción se lleva a cabo con una regulación coordinada, todos los genes estructurales
son expresados al unisono. ARN m se expresa desde 5’: causa la aparición de
b.galactosidasa, b-galactosido permeasa y b-galactosido transacetilasa en ese orden. (ZYA)
Si el operon está reprimido, siempre puede entrar algo de inductor por otro mecanismo,
además existe un nivel basal de expresión del operon.
El represor reconoce la sec. De ADN especifaca operador ya que el operador tiene una
secuencia palindromica que sirve como medio sitio para el operador.
Represion porel catabolito: en e.coli si hay HCO lo va apreferir en lugar de consumir
glactosidos. Evita la expresión de operones incluyendo lac, gal y ara. Hay una preferencia
por glucosa inhiniendo la expresión de los operones que codifinan las enxiams de vías
met. alternativas.
la glucosa tiene cap. de reducir cAMP.
Manipulación del ADN, ARN y proteínas
Extracción del material genético
Endonucleasas de restricción
Las endonucleasas de restricción son enzimas aisladas de bacterias que cortan el material
genético de un virus que puede atacarlas. Sin embargo, existe el problema de que estas
enzimas ataquen al mismo material genético de la célula, por lo que este tiene secuencias
ocultas en su genoma (metilación en A o C) que impide que las endonucleasas de
restricción actúen sobre el ADN propio. Las endonucleasas de restricción reconocen
secuencias específicas (4 a 8 nucleótidos). Existen mas de 100 enzimas de este tipo en el
mercado, y básicamente su función es purificar genes o ampliar la información.
Pueden generar fragmentos cohesivos o fragmentos romos. Estos fragmentos generados
podrían unirse con un ADN ajeno y de esa manera formar un ADN recombinate.
Si se comparan los tamaños de los fragmentos de restricción generados de una región
génica, después del tratamiento con diferentes nucleasas de restricción, se puede
construir un mapa de restricción.