Presentació per explicar la duplicació del DNA

1. TRASNCRIPCIÓ I TRADUCCIÓ

2.  DNA, estructura en doble hèlix, idònia per fer
còpies.
 Duplicació té lloc durant la fase S de la
interfase.
 1953, Watson i Crick descobreixen estructura
en forma de doble hèlix. A partir d’aquí
apareixen 3 hipòtesis per intentar explicar el
procés de duplicació del DNA.

4.  Hipòtesi conservadora
Un cop acabat el procés de duplicació tenim
una molècula de DNA formada per les dos
cadenes antigues i l’altra molècula de DNA
formada per les cadenes noves.
 Hipòtesi semiconservadora
Després de la duplicació del DNA es formen
dos molècules de DNA formades cadascuna
per una cadena antiga i una nova.

5.  Hipòtesi dispersora
Després de la duplicació es formen dos noves
molècules de DNA, formades cadascuna per
fragments de DNA antic i fragments de DNA
nou.

7.  Van cultivar bacteris E.coli (Escherichia coli)
en un medi amb N15 (isòtop del N14), té un
neutró més que el N14 i per tant pesa més, de
manera que permet separar-les de molècules
sintetitzades amb N14 per centrifugació i en un
gradient de densitats.

9.  Van incubar E.coli cultivat amb N15 en un
medi amb N14 durant 30minuts que és el
temps necessari perquè es dupliqui el DNA
bacterià.
 Després el van extreure, el van centrifugar i el
van observar gràcies a la radiació UV.
 S’obté una banda hibrida en la posició N14-15,
quedava per tant descartada la hipòtesi
conservadora

10.  Després van incubar 30 minuts més amb N14 i
30 minuts N14 i van observar com la proporció
de DNA híbrid anava disminuint i augmentava
la banda de N14, quedava per tant confirmada
la hipòtesi semiconservadora.

11.  Van aillar DNA híbrid de la primera duplicació.
En van separar els dos
filaments(desnaturalització) i refredament
sobtat per evitar la renaturalització.
 En centrifugar el preparat quedava una banda
a la posició del N15 i una altra a la del N14.
 Amb aquest experiment queda totalment
confirmada la hipòtesi semiconservadora.

13.  Consisteix en fer còpies del DNA, té lloc
durant la fase S de la interfase, previ al procés
de divisió cel.lular.
Es necessita:
 DNA que es duplicarà.
 Enzims Helicases, trenquen els ponts d’H2
separant els dos bris(filaments) de DNA.
 Enzims, topoisomerases, eviten
superenrotllaments que podrien aturar la
replicació

14.  SSB, eviten es tornin a unir els dos filaments
 RNA polimerasa(primasa), sintetitza un
fragment curt de RNA(10nucleòtids) i permet
que la DNA polimerasa III pugui començar a
enganxar nucleòtids.
 DNA polimerasa III afegeix nucleòtids a
l’extrem 3’,per tant creix en sentit 5’__3’.
Aquest enzim està al nucli i mitocondris.

15.  DNA polimerasa I, canvia els nucleòtids de
RNA per nucleòtids de DNA.
 DNA lligasa, uneix tots els nucleòtids.
 Desoxiribonucleòtids d’A, G, C i T
 Ions Mg++

16. La síntesi de l’ADN comença en unes regions
anomenades orígens de
replicació(seqüències de nucleòtids que són
la senyal d’iniciació).
 En el cas del cromosoma bacterià hi ha un
únic orígen de replicació i en cromosomes
eucariotes multiples orígens.

17.  Les helicases trenquen els ponts d’hidrogen
separant els dos filaments de la doble hèlix
perquè així cadascun pugui servir de motlle.
 Les proteïnes SSB eviten que els dos
filaments es tornin a unir i les
topoisomerases tallen fibres allí on hi ha
superenrotllaments i les tornen a unir.
 Es formen les forquetes de replicació.

18.  Una RNA polimerasa (primasa) sintetitza en
sentit 5’---3’ un primer (petita molècula
d’ARN).
 Hi ha 2 cadenes, una de síntesi continua i una
altra de síntesi discontinua.
 A la cadena de síntesi continua només cal un
iniciador, a l’altra en caanvi, es sintetitza un
iniciador cada 1000-2000 nucleòtids.

19.  L’ADN polimerasa III va allargant la cadena
incorporant-hi desoxiribonucleòtids a
l’extrem –OH. Els nucleòtids s’hi incorporen
seguint les regles d’aparellament A-T i G-C. Si
un aparellament no és correcte l’ADN
polimerasa elimina el nucleòtid incorrecte.
 Els nucleòtids s’incorporen a partir de petits
fragments d’ADN i ARN anomenats
fragments d’Okazaky, en la cadena de
síntesi discontinua.

20.  A la cadena de síntesi discontinua, quan
l’ADN polimerasa I arriba al fragment d’ARN
iniciador, l’elimina i l’omple amb
desoxiribonucleòtids.
 Finalment l’ADN lligasa uneix els extrems
dels fragments d’Okazaky de la cadena
discontinua.

21.  http://www.youtube.com/watch?
v=g8pc7MCb3Sc

22.  1948, Beadle i Tatum van fer experiments
amb el fong Neurospora crassa. Els van
sotmetre a radiació Uv, provocant mutacions
que els hi provocaven la manca de diferents
enzims . La manca d’aquests enzims
bloquejava el metabolisme en la substància
sobre la que actuava l’enzim.
 Aquesta teoria afirma que quan s’altera la
seqüència de nucleòtids d’un gen falta un
enzim .

23. És el pas d’una seqüència de DNA a una
seqüència de RNA, tant si és RNAm, RNAr o
RNAt.
Necessitem:
 DNA
 Ribonucleòtids trifosfat d’A, G, C i U
 RNApolimerases

24.  Distingim 3 etapes:
 Iniciació:
L’enzim RNApolimerasa s’uneix a les
seqüències promotores, desenrotlla una volta
d’hèlix i inicia la polimerització de RNA
seguint un dels dos filaments de DNA.

25.  Allargament:
Consisteix en la polimerització de nucleòtids
de RNA(40/segon), en direcció 5’-----------3’.
Exemple: DNA …3’TACGCT…5’
RNA…5’ATGCGA…3’

26.  Finalització:
Es produeix quan l’ARNpolimerasa arriba a
una seqüència terminador que fa que es
separi del DNA, i aquest torna a formar la
doble hèlix.
 Maduració:
En procariotes l’ARNm no té maduració
L’ARNt i l’ARNr si, es tallen i després
s’empalmen.

27.  Iniciació:
L’ARNpolimerasa II es fixa al promotor (les
seqüències són: CAAT i TATA).
 Allargament:
L’ARNpolimerasa va afegint nucleòtids en
sentit 5’…3’ , quan porta 30 nucleòtids
sintetitzats afegeix una caputxa (m7Gppp…)
a l’extrem 5’, que protegeix de la degradació
del transcrit.

28.  Finalització:
es produeix quan s’arriba a una seqüència
TTATTT del DNA.
A continuació l’enzim poli-A-polimerasa, que
afegeix a l’extrem 3’ uns 200 nucleòtids
d’adenina, anomenada cua de poliA al
preRNAm.

29.  Maduració:
Té lloc al nucli.
Consisteix en eliminar els introns de la
seqüència de preARNm. A continuació les
lligases uneixen els exons

31.  http://www.youtube.com/watch?
v=CWLgALHiIvI

32.  Consisteix en la síntesi de proteïnes a partir
de la informació continguda en l’ARNm.
 Les proteïnes estan formades per la unió
d’aminoàcids(aa), que estan ordenats segons
la seqüència de nucleòtids del RNAm.
 La síntesi té lloc en els ribosomes .
 Consta d’un seguit de pasos:

33.  1. Activació dels aa: consisteix en la unió dels
aa a l’ARNt que són les molècules
encarregades de transportar-los fins als
ribosomes.
Els ARNt tenen 3 nucleòtids que formen
l’anticodó que és complementari a un codó
del ARNm, de manera que l’aa que s’uneix és
el que codifica el codó del RNAm.

34.  L’aa s’uneix a l’extrem 3’, la unió està
codificada per l’enzim aminoacil-ARNt
sintetasa.La unió requereix ATP.
 2. Inici de la síntesi: L’ARNm s’uneix a la
subunitat petita dels ribosomes.
Seguidament s’uneix el RNAt quen porta el
anticodó complementari al primer codó (el
prime codó acostuma a ser sempre AUG –
met)

35.  A tot aquest grup s’hi uneix la subunitat gran
dels ribosomes, formant-se el complex actiu,
que té 2 llocs d’unió el centre P i el centre A.
 3. Allargament de la cadena, els ribosomes
tenen dos zones a les que s’uneixen els
RNAt.
 El centre P és la zona on s’uneix el primer
ARNt, el centre A primer està desocupat i
després s’hi col.loca el RNAt que porta
l’anticodó que porta el segon aa.

36.  L’aa situat al centre P s’uneix, a través d’un
enllaç peptídic, a l’aa situat a la posició A, de
manera que l’aa situat al centre P es deslliura
del seu ARNt.
 El ribosoma es desplaça una posició i com a
conseqüència l’ARNt situat al centre A passa
al P. Es torna a repetir el procés i així
successivament. Aquest procés consumeix
energia en forma de GTP.

37.  4.Finalització de la síntesi, l’allargament
continua fins que el ribosoma troba un codó
mut o sense sentit(UAA, UGA, UAG). Com
que no hi ha cap ARNt complementari
s’allibera la cadena polipeptídica. A
continuació l’ARNm i les dos subunitats del
ribosoma se separen.

38.  Una mateixa cadena de RNAm pot ser llegida
per més d’un ribosoma.
 A mesura que es va sintetitzant, la proteïna
adquereix les seves configuracions natives
(2aria,3aria).

42.  http://www.youtube.com/watch?
v=FNqmh4PoMPQ&NR=1

43.  Les cèl.lules no estan sintetitzant proteïnes
de manera continua, ja que això provocaria
un caos metabòlic. Per tant només les
sintetitzen quan les necessiten, per la qual
cosa ha d’haver-hi una regulació.
Hi ha diferents mecanismes de regulació:

44.  Model proposat l’any 1961, per Jacob i
Monod.
 Aquest model diferencia 2 tipus de gens:
 Gens estructurals, codifiquen per a proteïnes
estructurals i enzimàtiques.
 Gens reguladors, codifiquen per unes proteïnes
que regulen els gens estructurals.
 Al conjunt de gens reguladors i estructurals se’ls
anomena OPERÓ

45.  Ex. OPERÓ Lac (d’Escherichia coli)
Aquest operó està format per un gen
regulador i 3 gens estructurals, aquests últims
codifiquen per 3 enzims que degraden la
lactosa.

47.  Hi ha una zona dita operadora, localitzada
abans dels 3 gens estructurals.
Es poden donar 2 situacions diferents:
No hi ha lactosa al medi, l’ARNpol sintetitza
ARNm i proteïna repressora. Aquesta
proteïna s’uneix a la zona de l’operador de
manera que l’ARNpol no pot llegir els gens
estructurals i per tant no es sintetitzen les
proteïnes que degraden la lactosa.

48. 1. Hi ha lactosa al medi.
La lactosa actua sobre el repressor i li
provoca un canvi conformacional de manera
que no es pot unir a l’operador,d’aquesta
manera es poden llegir els gens i es
fabriquen els enzims que degraden la
lactosa.

49.  El sistema de regulació en eucariotes es basa
en les variacions hormonals del medi intern.
Encara que en totes les cèl.lules hi ha el
mateix ADN aquest es manifesta de maneres
diferents.
Hi ha 2 formes de regulació:
e Formació del complexe H-R que va cap al
nucli on es fixen sobre determinades
seqüències d’ADN i indueixen la transcripció
de gens

50. 2. El complex H-R actua com a segon
missatger (ATP---AMPc) que va al nucli i
activa determinats gens.