TRANSMISIÓN DE LA
INFORMACIÓN GENÉTICA: DESDE
EL ADN A LA SÍNTESIS PROTEICA
TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA
A esto se lo conoce como DOGMA CENTRAL de la BIOLOGÍA
MOLECULAR.
TRANSCRIPCIÓN
 Consiste en la síntesis de ARN a partir de un molde de
una de las cadenas de ADN (la transcripción es
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FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN
 Iniciación:
La ARN polimerasa se une al ADN
FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN
 Elongación:
La polimerasa lee la hebra de ADN molde y
construye ARN complementario
FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN
 Terminación:
La polimerasa y el ARN recién formado quedan
libres
DIRECCIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN
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3’ 5’
Cadena molde
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SIMILITUDES DE LA TRANSCRIPCIÓN CON
LA REPLICACIÓN
 El ADN debe desenrollarse
 Se añaden nucleótidos nuevos al extremo 3...
ARN POLIMERASA
 Existen al menos tres ARN polimerasas en las células
eucariontes, todas ADN dependientes, y cada una
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FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN
 Promueven la transcripción.
 Se unen al ADN y a la polimerasa, ubicándola
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PROMOTORES
CAJA TATA
 La ARN polimerasa
se une a la caja
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específica llamada
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REQUISITOS PARA LA TRANSCRIPCIÓN:
 Molécula de ADN molde, con una región promotora, que
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PROCESAMIENTO DEL ARN MENSAJERO
 El ARNm producido durante la transcripción se
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 Splicing
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El Splicing alternativo consiste en unir diferentes combinaci...
FLUJO DE LA INFORMACIÓN
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Replicación Transcripción Traducción
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CÓDIGO GENÉTICO
 El código genético es el conjunto de pautas que rigen la
transferencia de la información contenida en el...
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
 Activación de los aminoácidos: catalizada por la
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 Iniciación de la cadena polipeptídica.
 Se constituye el complejo de iniciación, disparador de la
síntesis proteica: AR...
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 Elongación de la cadena polipeptídica.
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 Terminación de la cadena polipeptídica.
poli A5’ 3’
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Señal de Stop
Factor de liberación
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COSTO ENERGÉTICO DE LA SÍNTESIS PROTEICA
 La síntesis proteica consume para formar cada
enlace peptídico cuatro enlaces d...
POLISOMAS
 Cuando un ribosoma avanza cierta cantidad de
codones desde el inicial, sobre el mismo ARNm se
forma otro compl...
REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN
EUCARIONTES
 1 A nivel transcripcional:
 Estabilidad del ARNm (poli A)
 Factores e...
MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES
 El plegamiento de la cadena polipeptídica contribuye a su
estabilidad y funcionalidad: ...
 Luego de ser sintetizadas en el citoplasma, las
proteínas deben llegar al sitio donde realizarán
su función, que puede s...
MUTACIONES GÉNICAS O PUNTUALES
 Son cambios en la secuencia de nucleótidos del
ADN en un solo gen. Pueden o no ser
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Transmisión de la información genética

  1. 1. TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA: DESDE EL ADN A LA SÍNTESIS PROTEICA
  2. 2. TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA A esto se lo conoce como DOGMA CENTRAL de la BIOLOGÍA MOLECULAR.
  3. 3. TRANSCRIPCIÓN  Consiste en la síntesis de ARN a partir de un molde de una de las cadenas de ADN (la transcripción es ASIMÉTRICA).  La hebra de ADN que actúa como plantilla, sobre la que se ensambla el ARN, se denomina CADENA MOLDE, ANTISENTIDO o NO CODIFICANTE.  La otra hebra, no transcripta, se denomina CADENA ANTIMOLDE, CON SENTIDO o CODIFICANTE.  Al igual que la replicación, ocurre en el núcleo. 5’ 3’3’ ARN polimerasa Cadena molde Cadena antimolde5’ ARN 5’ - 3’ 5’
  4. 4. FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN  Iniciación: La ARN polimerasa se une al ADN
  5. 5. FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN  Elongación: La polimerasa lee la hebra de ADN molde y construye ARN complementario
  6. 6. FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN  Terminación: La polimerasa y el ARN recién formado quedan libres
  7. 7. DIRECCIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN A G C T A T T C C A T G G G T A A C G T T G A C A A 3’ 5’ Cadena molde T C G A T A A G G T A C C C A T T G C A A C T G T T Cadena antimolde 5’ 3’ 5’ G U A C C C A U U G 3’ ARN Corriente arriba Corriente abajo La ARN polimerasa lee la cadena molde en sentido 3’- 5’, y sintetiza la cadena de ARN en sentido 5’- 3’.
  8. 8. SIMILITUDES DE LA TRANSCRIPCIÓN CON LA REPLICACIÓN  El ADN debe desenrollarse  Se añaden nucleótidos nuevos al extremo 3’ de la molécula ARN en crecimiento  El ARN crece en la dirección 5’ 3’  La energía proviene de la ruptura de las uniones fosfato que ocurre a medida que se añaden nuevos nucleótidos
  9. 9. ARN POLIMERASA  Existen al menos tres ARN polimerasas en las células eucariontes, todas ADN dependientes, y cada una encargada de la síntesis de un tipo de ARN. ARN polimerasa I ARN polimerasa II ARN polimerasa III Localización Nucléolo Nucleoplasma Nucleoplasma Productos transcriptos -Subunidades mayores ARNr -ARN precursor de ARNm -ARNt -ARNr 5S -Otros ARN de molécula pequeña (ARNsn, ARNsc)  Para iniciar la transcripción las ARN polimerasas eucariontes requieren de proteínas llamadas factores basales o generales de transcripción.
  10. 10. FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN  Promueven la transcripción.  Se unen al ADN y a la polimerasa, ubicándola donde se encuentra el promotor, y colaboran en mantener la doble hélice separada.
  11. 11. PROMOTORES CAJA TATA  La ARN polimerasa se une a la caja TATA, en una zona específica llamada PROMOTOR, localizado corriente arriba del sitio de comienzo de la transcripción.
  12. 12. REQUISITOS PARA LA TRANSCRIPCIÓN:  Molécula de ADN molde, con una región promotora, que indica donde se inicia la transcripción, y una secuencia de terminación.  Enzima ARN polimerasa, que reconoce las secuencias señalizadoras, separa la doble hélice del ADN molde, lee el molde en sentido 3’ 5’ y polimeriza los nucleótidos complementarios en sentido 5’ 3’.  Sustratos: Ribonucleótidos trifosfatos de adenosina (ATP), guanina (GTP) citocina (CTP) y uracilo (UTP)  Fuente de energía: liberada por hidrólisis de los propios sustratos.  Enzima topoisomerasa I, que alivia la tensión que se genera corriente arriba de la burbuja de transcripción.  Enzima pirofosfatasa, que escinde el pirofosfato liberado de los nucleótidos trifosfatados a medida que se incorporan a la cadena de ARN.  Cofactores enzimáticos: Mg++ o Mn++
  13. 13. PROCESAMIENTO DEL ARN MENSAJERO  El ARNm producido durante la transcripción se denomina pre-ARNm o ARNm inmaduro 3’5’ Exón Intrón  Capping C A U P P P P P G 5’ 3’ El capping protege al transcripto primario de la degradación por nucleasas y fosfatasas nucleares.
  14. 14.  Poliadenilación G C U A A A U P P P P P P P P 5’ 3’ La poliadenilación protege al extremo 3’ de la degradación, y facilita la salida del núcleo del ARNm.
  15. 15.  Splicing Cap 5’ EXÓN EXÓN 3’ poli A INTRÓN Cap poli A Cap poli A SPLICEOSOME
  16. 16.  Splicing (continuación) Cap poli A Cap poli A ARN maduro + El Splicing alternativo consiste en unir diferentes combinaciones de exones del pre-ARNm, obteniéndose diferentes ARNm maduros con distinta información.
  17. 17. FLUJO DE LA INFORMACIÓN ADN ARN Proteína Replicación Transcripción Traducción La enzima transcriptasa inversa es una ADN polimerasa ARN dependiente que cataliza el ensamble de una hebra de ADN complementaria a la hebra molde de ARN. Luego de que se desprende la hebra molde, se sintetiza otra complementaria para formar la doble hélice. Transcripción invertida Esto se conoce como DOGMA CENTRAL de la Biología Molecular
  18. 18. CÓDIGO GENÉTICO  El código genético es el conjunto de pautas que rigen la transferencia de la información contenida en el ARNm (y en definitiva en el ADN) para la síntesis de proteínas.  Presenta las siguientes características: Consta de 64 codones, cada uno de ellos constituidos por tres bases nitrogenadas consecutivas (tripletes). 61 de los codones codifican aminoácidos. 3 codones funcionan como señales de terminación (stop): UAA, UAG, UGA. Salvo metionina y triptófano, los demás aminoácidos poseen más de un codón que los codifica (codones sinónimos), es por eso que se dice que el código es redundante o degenerado. Cada codón codifica para un aminoácido en particular, el código no es ambiguo. Tiene validez universal, los codones tienen el mismo significado para todos los organismos. Esto no es completamente cierto. Se han encontrado excepciones, aunque escasas, en organismos inferiores.
  19. 19. SÍNTESIS DE PROTEÍNAS  Activación de los aminoácidos: catalizada por la enzima aminoacil ARNt sintetasa en dos etapas Aminoácido + ATP Aminoacil~AMP R H2N C H COOH P Mg2+ PPi R H2N C H O C OP P P Aminoacil~AMP Aminoacil~ARNt aminoacil ARNt sintetasa R H2N C H O C OP ANTICODÓN aminoacil ARNt sintetasa
  20. 20.  Iniciación de la cadena polipeptídica.  Se constituye el complejo de iniciación, disparador de la síntesis proteica: ARNm, subunidad mayor y subunidad menor (ambos ARNr), ARNt iniciador (cargado con metionina), y factores proteicos de iniciación (FI). Met UAC Subunidad menorMet-ARNt iniciador Cap poli A5’ 3’AUG Met UAC Complejo de preiniciación
  21. 21. Cap poli A5’ 3’AUG UAC Complejo de Iniciación Subunidad mayor P A  Elongación de la cadena polipeptídica. Cap poli A5’ 3’AUG UAU Met UAC P A Tyr AUA GTP Met
  22. 22. Cap poli A5’ 3’AUG UAU P A Met UAC Tyr AUA Cap poli A5’ 3’AUG UAU CGA P A Met Tyr AUA Arg GCU Enlace peptídico peptidil-transferasa
  23. 23.  Terminación de la cadena polipeptídica. poli A5’ 3’ Met Tyr Arg ACC UGA P A Thr UGG Señal de Stop Factor de liberación Met Tyr Arg Thr UGG P A Cap poli A5’ 3’
  24. 24. COSTO ENERGÉTICO DE LA SÍNTESIS PROTEICA  La síntesis proteica consume para formar cada enlace peptídico cuatro enlaces de alta energía  Dos en la activación del aminoácido.  El tercero en la unión del aminoacil~ARNt al codon del ARNm  El cuarto en la translocación del ribosoma.
  25. 25. POLISOMAS  Cuando un ribosoma avanza cierta cantidad de codones desde el inicial, sobre el mismo ARNm se forma otro complejo de iniciación en el comienzo de la cadena guía y se sintetiza otra cadena proteica. Esto se conoce como polisomas Cap poli A5’ 3’AUG P A Met Tyr Arg ACC UGA Thr UGGUAC Complejo de Iniciación P A Met
  26. 26. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN EUCARIONTES  1 A nivel transcripcional:  Estabilidad del ARNm (poli A)  Factores específicos de transcripción activadores o represores: dedos de Zn, hélice-vuelta-hélice, cremallera de leucina.  Secuencias reguladoras intensificadoras (enhancers) o silenciadoras (silencers).  Metilación de bases CG.  Condensación de la cromatina. Núcleo Citosol ADN Transcripto Primario ARNm ARNm Proteína Poro nuclear 1 32  2 A nivel del procesamiento de ARN:  Splicing alternativo.  3 A nivel de la traducción
  27. 27. MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES  El plegamiento de la cadena polipeptídica contribuye a su estabilidad y funcionalidad: estructura secundaria, terciaria y cuaternaria. Chaperonas.  Modificaciones covalentes:  La adición de un grupo fosfato se denomina fosforilación, y es catalizado por una quinasa.  La adición de hidratos de carbono forma glicoproteínas.  La adición de lípidos es frecuente en aquellas proteínas que formarán parte de la membrana celular.
  28. 28.  Luego de ser sintetizadas en el citoplasma, las proteínas deben llegar al sitio donde realizarán su función, que puede ser alguna organela dentro de la propia célula o el exterior.  Los péptidos señales son segmentos dentro de la cadena polipeptídica que son reconocidos por las organelas y direccionan la translocación de la proteína.
  29. 29. MUTACIONES GÉNICAS O PUNTUALES  Son cambios en la secuencia de nucleótidos del ADN en un solo gen. Pueden o no ser significativos. Sustitución GATTACA GATGACA Inversión GATTACA GATATCA Translocación GATTACA GAAATCA CTAATGT CTTTAGT Inserción GATTACA GATGTACA Deleción GATTACA GATACA

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