biologia

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA
TINGO MARÍA
FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES
CURSOS BASICOS GENERALES DE INGENIERIA
DOGMA CENTRAL DE LA
BIOLOGÍA

2. Dogma central de la Biología Molecular
El proceso marcado en rojo es una modificación hecha por Temin (Nobel 1975)
conocida como “transcripción inversa”. Es muy raro que suceda, pero los virus
pueden hacerlo.
 Replicación: copia del DNA molde para formar
moléculas de DNA hijas con idéntica secuencia de
nucleótidos.
 Transcripción: parte del mensaje genético codificado
por el DNA es copiado en forma precisa en RNA.
 Traducción: interpreta el mensaje copiado por el ARN
en los ribosomas para dar origen a una cadena de
aminoácidos con una secuencia específica.

3. Replicación: Fundamento
 La replicación del DNA tiene lugar en la fase S del
ciclo celular.
 Es semiconservativa, es decir cada doble helice
conserva una hebra original y otra nueva.
 Sucede en tres etapas: Inicio, elongación y
terminación.
 La reacción comienza en el origen y es bidireccional.
 El DNA es sintetizado siempre en sentido 5`3´ por
DNA polimerasas.
 En la horquilla de replicación la hebra conductora se
sintetiza continuamente en la misma dirección que el
movimiento de la horquilla de repliación; la hebra
rezagada se sintetiza de forma discontinua en
fragmentos de Okazaki, que son unidos posteriormente.
 Aquí estudiaremos el proceso de Replicación de una
bacteria (E. coli). Para los eucariontes es más
complejo este proceso pero fundamentalmente es el
mismo.

4. Replicación: puntos de origen
Dos moléculas de DNA hijas
Burbuja Horquilla
de replicación
 La replicación comienza en sitios específicos llamados
“puntos de origen” donde las dos cadenas molde se
separan, formando las “burbujas de replicación”.
 Estas se extienden lateralmente en ambas direcciones,
formando las Horquilla de replicación “Y”.
 Eventualmente estas burbujas se fusionan y se completa
la síntesis de las cadenas hijas.
Origen de replicación Doble cadena de DNA
Cadenaparental (molde)
Cadenahija (nueva)

6. Replicación: pequeño problema
 La elongación antiparalela del ADN complica un poco
las cosas.
 Las DNA polimerasas agregan nucleótidos, sólo al
extremo 3´ libre nunca al extremo 5´.
 Una cadena de DNA nueva se puede alargar sólo en
dirección 5` 3´.

7. Resumen de la replicación
1 3
Topoisomerasa

8. Replicación: Inicio
1. Proteínas iniciadora: estas se unen a secuencias específicas
de pares de bases que formarán los distintos orígenes de
replicación.

9. Replicación: Inicio
2. Helicasa: rompe los puentes de hidrógeno entre cadenas
complementarias abriendo la horquilla de replicación; en
los diferentes puntos de origen previamente marcados.
3. Proteínas SSB: (single strand binding proteins),
estabilizan el DNA. Se unen a las bandas sencillas
impidiendo el reanillamiento.
4. Topoisomerasa: (DNA Girasa), relaja la tensión torsional
que se va acumulando por la apertura de la horquilla.
Primasa
Topoisomerasa
Helicasa
Proteínas de unión a cadena sencilla
(SSB)

10. Replicación: Elongación
HebraADELANTADA:
5. Primasa: sintetiza “primers” ó “cebadores” cortos (de 5 a
10 nucleótidos) que proporcionan un grupo 3´-OH libre
para la unión de los nucleótidos de DNA.

11. Replicación: Elongación
HebraADELANTADA:
6. DNA Polimerasa III: sintetiza la hebra adelantada en
forma continua, añadiéndola al cebador.
7. DNA Polimerasa I: elimina el cebador remplazando el
RNA con DNA, lo une al extremo 3´adyasente.
8. Ligasa: une el extremo 3´del DNA que reemplaza al
cebador al resto de la hebra adelantada.

12. Replicación: Elongación
Hebra RETRASADA:
5. Primasa: esta hebra no se sintetiza de manera continua,
por lo que la RNA Primasa va a ir sintetizando cebadores
de manera discontinua.
6. DNA polimerasa III: añade nucleótidos de DNA a los
cebadores formando los “fragmentos de Okasaki”.

13. Replicación: Elongación
Hebra RETRASADA:
Así se irá sintetizando esta cadena fragmento por
fragmento.

14. Replicación: Elongación
Hebra RETRASADA:
7. DNA Polimerasa I: remplaza el cebador de cada
fragmento con DNA y lo añade al siguiente fragmento.
8. Ligasa: forma un enlace entre el DNA más nuevo y el
DNA adyacente del siguiente fragmento.

15. Burbuja
Las proteínas SSB
estabilizan las cadenas
molde desenrolladas.
La Helicasa
desenrolla la
doble hélice
molde.
La hebra adelantada se sintetiza
en forma continua en la dire-
cción 5´ 3´ por medio de la
DNA pol III.
La Primasa comienza la
síntesis del cebador de
RNA para el quinto
La DNA pol III está completando la síntesis de l cuarto
fragmento. Cuando alcance el Cebador del RNA del
tercer fragmento se disociará, se moverá hacia la
horquilla de replicación y añadirá nucleótidos de DNA al
extremo 3´del cebador del quinto fragmento.
La DNA pol I elimina el cebador del extremo 5´ del segundo
fragmento, para reemplazarlo con nucleótidos de DNA que
agrega de a uno al extremo 3´ del tercer fragmento. El
reemplazo del último nucleótido de RNA con DNA deja el
esqueleto de azúcar-fosfato con un extremo 3´ libre.
La DNA Ligasa enlaza el
extremo 3´ del según-
do fragmento al 5´ del
primer fargmento.
DNA molde
DNA pol III
Hebra adelantada
Cebador Primasa fragmento de Okazaki.
DNA pol III
Hebra rezagada
DNA pol I DNA Ligasa
Hebra
adelantada
Origen de
replicación
Hebra
retrasada
Hebra retrasada Hebra adelantada
Panorama general

16. Síntesis de proteínas
genético codificado por
 Transcripción: parte del mensaje
el DNA es
copiado en forma precisa en RNA.
 Procesamiento del mRNA: es un etapa
intermedia entre la transcripción y la
traducción en eucariontes; en la cual el
mRNA es modificado para hacerlo
funcional y definitivo.
 Traducción: interpreta el mensaje
copiado por el ARN en los ribosomas
para dar origen a una cadena de
una secuencia
aminoácidos con
específica.

17. Síntesis de proteínas Procariontes
 En una célula que carece de núcleo el mRNA producido
por transcripción se traduce de inmediato sin ningún
procesamiento adicional.

18. Código de tripletes
 Para cada gen, una sección de cadena de DNA molde en la
Transcripción. Siguiendo la reglas de apareamiento de bases U
por T.
 Durante la traducción se lee el mRNA por medio de secuencias de
tripletes de bases llamadas “codones”.
 Cada codón es específico de un aminoácido que será añadido a la
cadena polipeptídica.

19. El mRNA se transcribe de una sola banda
 a) Se denomina gen a la secuencia que coincide con el
RNA Transcrito.
 b) Cualquiera de las dos hebras del DNA puede servir
de molde. La dirección de síntesis siempre será 5´ 3´.

20. Transcripción por la RNA polimerasa
Enrollamiento Desenrollamiento
Hebra molde
Sitio
activo
Canal de NTP
Híbrido
RNA – DNA,
~ 𝟖
Dirección de transcripción
 Para sintetizar una hebra de RNA complementaria al
de una hebra de DNA, el DNA se desenrrolla
temporalmente. Posteriormente se vuelve a enrollar a
medida que se transcribe el RNA.
Burbuja de transcripción
Hebra no
molde

21. Transcripción: inicio
1. Diversas proteínas llamadas Factores
de Transcripción (TFIIA, TFIIB,
TFIIC, etc.) son las primeras en
abordar al ADN.
2. La enzima ARN polimerasa II (en
eucariontes hay diversos RNA
polimerasas), se une entonces al DNA
en un punto llamado promotor, que
comúnmente se conoce como caja
TATA ( por su secuencia rica en T y A)
ó de Hogness box.

22. Las proteínas activadoras se
unen a los elementos de
control distal que se agrupan
formando un potenciador que
tiene tres sitios de unión
Una proteína que pliega el DNA
acerca los activadores al promotor.
Otros factores de transcripción,
proteínas mediadoras y la RNA
polimerasa II están en las
cercanías.
Los activadores se unen a ciertos
factores de transcripción generales y
proteínas mediadoras ayudándolos a
formar un complejo de iniciación de la
transcripción activo sobre el
promotor.
Complejo de iniciación de la transcripción
El plegamiento del DNA producida por una proteína permite a los amplificadores actuar sobre un promotor
ubicado a cientos o aun miles de nucleótidos de distancia. Los factores de transcripción específicos,
llamados activadores, se unen a las secuencias del DNA del amplificador y luego a un grupo de proteínas
mediadoras que a su ves se unen a factores de trascripción generales y componen el complejo de iniciación
de transcripción.
Factores de
transcripción
generales
Grupo de
Proteínas mediadoras

24. Transcripción: elongación y
terminación
3. La RNA polimerasa II complementa
las bases con sus respectivas
contrapartes. Con la excepción de que
el ARN formado no tiene Timina, por
tanto utiliza Uracilo.
4. Una vez formado el ARNm, este se
despega del ADN. Sin embargo este
ARN aún no está listo para sintetizar
alguna proteína por eso se le llama
pre-mARN.

25. 5. El pre-mRNA sufre diversas modificaciones antes de
salir del núcleo, entre las que destacan:
Alteraciones de los extremos:
• Adición del cap en el extremo 5´.
• Cola de poliadenilato (cola poliA) extremo 3´.
Estas dos modificaciones comparten varias funciones importantes, como
facilitar la exportación del mRNA maduro desde el núcleo; ayudan a
proteger el mRNA de la degradación enzimas hidrolíticas; y una vez que
este RNA alcanza el citoplasma permiten que los ribosomas se fijen a su
extremo 5´.
Procesamiento

26. La tercera modificación importante se
llama SPLICING, donde se retirarán las
secuencias No codificantes (INTRONES) y
se dejarán las secuencias codificantes
(exones) unidas.
Este proceso es regulado por las proteínas
snRNP (Ribonucleoproteínas nucleares
complejo
pequeñas) que forman un
molecular mayor denominado
ESPLICEOSOMA.
Procesamiento

27. Procesamiento del RNA: se
agregan el casquete Cap y la cola
Poly A; se cortan intrones y se
empalman exones por el splicing.
Transcripción
Procesamiento

28.  Diferencias
expresión génica
en los procesos de
en procariontes y
eucariontes.
 a) En las células eucariontes la
transcripción y maduración del RNA
ocurre en el núcleo y la traducción se da
maduración y exportación fuera
núcleo, cada mRNA sólo dará
en el citoplasma. Después de la
el
una
proteína (monocistrónico).
 b) En procariontes los procesos de
Transcripción y Traducción ocurren
simultáneamente. El mRNA puede ser
policistrónico y codificar varias
proteínas.

29. Traducción: el tRNA
 El tRNA es un “adaptador” en forma
de trebol entre el mRNA y el
aminoácido que se está sintetizando.
 Donde un codón de mRNA es
complementado por el anticodón de
tRNAsituado en un extremo.
 Al mismo tiempo en el extremo
opuesto se une covalentemente un
aminoácido.

30. Traducción: el tRNA

31. Traducción: Ribosoma
 Los ribosomas son complejos de RNAy proteínas.
 Están formados por dos subunidades una pequeña y una
grande.
 Posee además 3 sitios para que puedan ser ocupados
por el tRNA:
 SitioA: (de aminoácido).
 Sitio P: (de Péptido).
 Sitio E: (de Exit).

32. Traducción: Ribosoma

33. Traducción: inicio
1. El mRNA se une a una subunidad ribosomica
pequeña, y a esta se une un tRNA iniciador con el
anticodón UAC, apareando las bases del codón de
inicio AUG. Este tRNA lleva el aminoácido metionina
(MET).

34. Traducción: inicio
2. La llegada de una subunidad ribosómica grande
completa el complejo de iniciación. Las proteínas
llamadas “factores de iniciación” se requieren para
reunir todos los componentes de la traducción. El GTP
aporta la energía para el ensamblaje. El tRNA iniciador
está en el sitio P del ribosoma; el sitio A está disponible
para el tRNA que carga el aminoácido siguiente.

35. Traducción: elongación
1. Reconocimiento del codón: el anticodón de un
aminoacil tRNA entrante aparea sus bases con el codón
complementario de mRNA en el sitio A. La hidrólisis del
GTP aumenta la precisión y la eficiencia de este paso.
2. Formación del enlace peptídico: una molécula de
rRNA de la subunidad grande cataliza la formación de
un enlace peptídico entre el aminoácido nuevo en el
sitio A y el extremo carboxilo del polipéptido en
crecimiento en el sitio P. Este paso fija el polipeptido al
tRNA en el sitio A.
3. Translocación: el ribosoma transloca el tRNA del sitio
A al sitio P. El tRNA vacío en el sitio P se mueve al sitio
E, donde se libera. El mRNA avanza con sus tRNA
unidos, ubicando el siguiente codón para ser traducido
en el sitio A.

36. 1. Reconocimiento del codón.
2. Formación del enlace
peptídico.
3. Translocación.

37. Traducción: terminación
1. Cuando un ribosoma alcanza un codón de terminación
en el mRNA, el sitio A del ribosoma acepta una
proteína llamada factor de liberación en lugar del
tRNA.
2. El factor de liberación hidroliza el enlace entre el tRNA
en el sitio P y el último aminoácido de la cadena
polipeptídica. De este modo se libera el polipéptido del
ribosoma.
3. Se disocian las dos subunidades ribosómicas y los otros
componentes del complejo.

38. Traducción: terminación
Polipéptido
completo
Polipéptido
en crecimiento
Subunidades
ribosómicas
entrantes
Una molécula de mRNA, por lo general, se traduce de
forma simultánea por varios ribosomas en grupos llamados
polirribosomas.

39. Transcripción
1. El RNA se transcribe a
partir de un molde del DNA.
3. Después de dejar el núcleo
el mRNAse une al ribosoma.
Activación del aa.
4. Cada aminoácido (aa) se une
a su tRNA propio con la ayuda
de la aminoacil tRNA sintetasa
y ATP.
Traducción
5. Una sucesión de tRNA fijan
sus aminoácidos a la cadena
polipeptídica a medida que se
mueve el mRNA a través del
ribosoma, un codón a la vez
(cuando se completa se libera el
polipéptido del ribosoma).
Procesamiento
2. En los eucariontes, el
transcrito pre-mRNA se
corta, empalma y modifica
para producir mRNA que se
mueve del núcleo al
citoplasma

40. Código genético

41.  Lehninger Principios de Bioquímica por David L. Nelson and M. Cox. Quita Edición
 Essential cell biology de Alberts – Roehm.
 Bioquímica Ilustrada de Harper. Editorial Lange. 28ª Ed¡dición.
 Bioquímica Conceptos esenciales de Feduchi. Editorial Panamericana.
 Biology of Campbell Reece
 DNA Learning Center http://www.dnalc.org/resources/3d/
 Learn. Genetics http://learn.genetics.utah.edu/
 Animaciones varias: https://app.box.com/s/fya1sfs44pnzklgm9izr
 Elementary Biochemestry by Kevin Ahern : http://oregonstate.edu/instruct/bb350/
 Bioquímica fácil: http://biochemistry.over-blog.com/

42. GRACIAS POR SU
ATENCION!!!