1. Mecanismos Genéticos Moleculares
Básicos
 Bioq. Laura B. Formichelli
 Maestrando en Microbiología Molecular.
 Instituto de Medicina Regional
 Universidad Nacional del Nordeste
 2012

2. Bibliografía recomendada de consulta:
 Molecular Cell Biology. WH Freeman. Harvey Lodish; Arnold
Berk; Chris A. Kaiser; Monty Krieger; Matthew P. Scott; Anthony
Bretscher; Hidde Ploegh; Paul Matsudaira. 2005 5ta Ed.
Castellano (Panamericana). 2008 6ta Ed.
 Cell and Molecular Biology: Concepts and Experiments, Wiley.
Gerald Karp, 2010 6ta Ed., Castellano (Mc Graw Hill).
 “Genes VII”- Benjamin Lewin.
 “La Célula”- Alberts.

3. ACIDOS NUCLEICOS
ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO ACIDO RIBONUCLEICO
ADN ARN
ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO:
• PROPORCIONA LA INFORMACION NECESARIA PARA
CONSTRUIR TODAS LAS CELULAS DEL ORGANISMO.
• CONSTITUYE EL GENOMA.

4. Estructura del ADN
Carácter ácido.
Contiene en su estructura C, P, N,O, H.
Es un polímero lineal.
El componente básico de los ácidos nucleicos
es el nucleótido, compuesto por:
•Un Azúcar
•Una Base Nitrogenada
•Un Fosfato

5. Estructura del ADN
• Estructura Primaria
• Estructura Secundaria
• Estructura Terciaria

6. • Estructura Primaria
Polímeros Lineales
NUCLEÓSIDOS NUCLEÓTIDOS
Pirimidinas
BASE
NITROGENADA Purinas
+
PENTOSA
+
FOFATO

7. BASES NITROGENADAS
Estructura Primaria

8. Pentosa
Ribosa
Desoxirribosa
Estructura Primaria

9. Nucleótidos
Estructura Primaria

10. Estructura Primaria

11. Direccionalidad 5  3
extremo 5´
5´ AGA 3´
A G A
A
La Secuencia Lineal
G de Nucleótidos
unidos por enlaces
fosfodiéster
constituye la
A
ESTRUCTURA PRIMARIA
de los
ÁCIDOS NUCLEICOS
extremo 3´
Estructura Primaria

12. Estructura Secundaria
MODELO DE DOBLE HELICE DEL ADN
•PROPORCIONES RELATIVAS DE BASES DE ADN
•DATOS DE DISFRACCION DE RAYOS X
•DATOS DE DENSIDAD DEL ADN

13. 1 - Reglas de Chargaff
(Erwin Chargaff 1950)
A=T
C=G
(C + G): 26-74%
Estructura Secundaria

14. 2- Rosalind Franklin y Maurice Wilkins: Rayos X
Los datos de la difracción de los rayos X demostraron que el
DNA tiene la forma de una hélice regular que da un giro
completo cada 3,4 nm con un diámetro de 2 nm.
Estructura Secundaria

15. 3- La densidad
del DNA sugiere
que la hélice debe
contener dos
cadenas de
polinucleotidos.
Estructura Secundaria

16. 1953. J. Watson y F. Crick. Nature.
Molecular Structure of Nucleic Acids.
A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid
DNA
2 cadenas o HEBRAS de
Poli-desoxiribonucleótido
se disponen en sentidos
5´ opuestos 3´
3´ ANTIPARALELAS 5´
BICATENARIO
Estructura Secundaria

17. Las 2 HEBRAS de poli-deoxirribonucleótido
se mantienen unidas entre sí por
INTERACCIONES DÉBILES Puente Hidrógeno
entre Hidrofóbica
BASES COMPLEMENTARIAS Van der Waals
pares de bases (pb) de Watson y Crick
Purina-Pirimidina
A T
C G
Estructura Secundaria

18. Estructura Secundaria

19. Forma B
Hélice Dextrógira
distancia entre pb
adyacentes 0.34 nm
Surco longitud de un giro helicoidal
mayor
completo: 10 pb, 3.4 nm
Surco
menor
Estructura Secundaria

20. Watson, Crick y Wilkins compartieron en 1962 el Premio Nobel
de Medicina por el descubrimiento de la estructura de la
molécula de ADN.
F. Crick
J. Watson
Estructura Secundaria

21. Forma A Forma Z
Hélice Dextrógira Hélice Levógira
• RNA-DNA
• RNA-RNA
11 pb
2.53 nm 12 pb
4.56 nm
Estructura Secundaria

22. Estructura Terciaria y de Orden Superior
Complejo de nucleoproteínas , cuyo
Cromatina plegamiento y compactación durante la
mitosis produce los cromosomas
metafásicos.
Histonas
Estructurales
No Histonas
Proteínas de Unión al DNA
Regulación Factores de
Transcripción

23. Histonas
+
Lis
PROTEÍINAS
Arg
BÁSICAS
MM  11- 23 kDa
H1, H2A, H2B, H3, H4
Secuencia conservada
Terciaria y de Orden Superior

24. COLLAR DE PERLAS
Microfotografía electrónica
La cromatina aislada en un
buffer de baja fuerza iónica
tiene apariencia de perlas de
un collar
H1
10 nm
60 p.b
146 p.b
ADN ligador
Terciaria y de Orden Superior

25. SOLENOIDE
Nucleosoma
Terciaria y de Orden Superior

26. Proteínas NO histonas
Terciaria y de Orden Superior

27. RESUMIENDO
5 3
3 5
Terciaria y de Orden Superior

28. DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
LA INFORMACIÓN DEL ÁCIDO
NUCLEICO PUEDE SER
PERPETUADA O TRANSFERIDA,LA
TRANSFERENCIA DE LA
INFORMACIÓN A PROTEÍNAS ES
IRREVERSIBLE
RESTRICCION A LA
NORMA
VIRIONES
PRIONES
RETROVIRUS

29. REPLICACIÓN
Factor de
Transcripción ADN
RNAr
RNAt
RNAm
núcleo
citoplasma

30. REPLICACIÓN

31. REPLICACIÓN DEL ADN
MODELO SEMICONSERVATIVO
MESELSON-STAHL. 1958
La unidad que se conserva de
una generación a la siguiente
es una de las dos cadenas
individuales que forman el
duplex progenitor

32. 1. Reconocimiento del ORIGEN DE
REPLICACIÓN  A . T
Desenrollamiento de la Doble Hélice 
HELICASA
2. Estrés de Torsión  Superenrollamiento
 TOPOISOMERASA Unión
DNA ligasa
3. Síntesis de RNA CEBADOR o PRIMER hijo Fragmento de
PRIMASA. OKASAKI
madre hebra retrasada
4. Horquilla de Replicación. Cebador (Primer) RNA
5. Elongación a partir del RNA cebador 
DNA polimerasa (5´  3´). Dirección del movimiento hebra Guía
de la Horquilla
6. Unión de Fragmentos de ADN  DNA ligasa
7. La E directriz de la reacción proviene de la
hidrólisis de dNTP
REPLICACIÓN DEL ADN

33. ADN polimerasas de células eucariontes:
Hay 13 tipos, siendo las más importantes dos:
ADN polimerasa α (alfa): en humanos presenta 4 subunidades, las más importantes
son:
Subunidad mayor (130 kDa): tiene actividad polimerasa
Subunidad menor (48 kDa): tiene un centro activo de primasa para sintetizar el
cebador necesario para la replicación pero carece de actividad exo 3'→5' por lo que
no corrige errores.
ADN polimerasa ∂ tiene una o dos subunidades dependiendo el organismo. Tiene
una alta capacidad de polimerización y actividad correctora de errores (exo 3'→5').
Carece de actividad primasa.
La primasa (que es parte de la molécula de ADN polimerasa α) sintetiza ARN cebador
y comienza la elongación en las dos cadenas.. Luego la ADN polimerasa ∂, continúa la
síntesis.

34. Factor de
Transcripción ADN
Transcripción
RNAr
RNAt
RNAm
núcleo
citoplasma

35. Transcripción
3´ Las moléculas de RNA se sintetizan por copiado del
H DNA molde con dirección 5´3´
5´
E
B
R La secuencia copiada es COMPLEMENTARIA, NO
A idéntica
M El proceso es catalizado por la enzima RNA
O polimerasa
L
D 3´
E
rNTD entrante
D
E

D
2Pi
N
A
5´

36. Transcripción
1. INICIACIÓN
2. ELONGACIÓN
3. TERMINACIÓN

37. INICIACION Transcripción
RNA polimerasa Inicio Terminación
La RNA polimerasa II se une a
una secuencia promotora cerca
FT +1 complejo
de la secuencia de Inicio
Promotor cerrado La RNA polimerasa II separa
la doble hélice de DNA cerca
del sitio de inicio.
Burbuja (Bubble) de
Burbuja transcripción.
14 pb complejo
abierto
La RNA polimerasa II cataliza la
rNTP iniciales
formación del enlace fosfodiéster
entre los 2 primeros rNTP

38. Transcripción
ELONGACIÓN
Híbrido
DNA-RNA
RNA polimerasa
avanza sobre el templado en dirección 3´  5´ Vsint 37ºC = 1000 NTP/min
separa el DNA “downstream”,
hibrida el DNA “upstream”,
adiciona rNTPs

39. Transcripción
TERMINACIÓN
Al llegar a la secuencia de Terminación,
la RNA polimerasa
libera el RNA sintetizado, se disocia del
DNA y se reestablece el dúplex de DNA
ARNm precursor, debe ser procesado para formar ARNm funcional
Transcripto primario

40. Procesamiento del ARN
casquete 5´
m7Gppp
DNA UTR E I E I E UTR
Genómico
 globina Sitio de inicio para Sitio de poli(A)
la síntesis de RNA
Pre-RNAm 5 3
Escisión 3´ y
adición de la
cola de poli(A) PoliA polimerasa
(A)n
Corte y empalme
splicing
RNA m maduro Transcripción

41. Factor de
Transcripción ADN
RNAr
RNAt
RNAm
núcleo
TRADUCCION
citoplasma

42. Traducción
Ribosoma
Péptido en ribonucleoproteína
crecimiento
tRNA
vacio tRNA
rRNA Cargado
aa4
tRNA
mRNA
Movimiento
codón codón codón codón del ribosoma
aa1 aa2 aa3 aa4

43. Traducción DNA
mRNA
tRNA
transporta la “orden” rRNA
contenida
en el DNA
asociado a proteínas
en un Código de 3 BASES
forma RIBOSOMAS
Máquinas sintetizadoras
de proteínas
contiene la “clave” que permite
descifrar el mensaje transportado
por el RNAm

44. Nirenberg y Matthei (1961)
Código Genético Universal
Código Degenerado

45. Traducción
tRNA
Aminoacil-tRNA sintetasa
Tallo
aceptor
Bucle bucle
Bucle variable
Bucle anticodón

46. Traducción
Enlace éster
de alta E
1 2
El ARN t se une
unión al codón UUU
Aminoacil tRNA
sintetasa tRNAPhe
específica para Puede haber
Phe más de uno
(solo una)
20 aminoacil-tRNA sintetasa específicas
unen covalentemente el aa al tRNA
Más de 20 (30-100) tRNA  más de 1 tRNA por aa
 más de 1 codón por aa

47. Traducción
1. INICIACIÓN IF GTP/ATP
2. ELONGACIÓN EF GTP/ATP
3. TERMINACIÓN
RF GTP/ATP
Reconocimiento de AUG por metionil-ARNti
Formación del Complejo de Iniciación
Elongación de la Cadena
Terminación

48. Traducción 1. INICIACIÓN

49. Traducción
Secuencia de KOZAK:
ACCAUGG

50. 2- ELONGACIÓN
P Unión del tRNA-péptido
A Unión del tRNA aa2-n
E Unión del tRNA vacío
1. Entrada del tRNA-aa2 (A) y posicionamiento
sobre el codón  EF1-GTP
2. Apareamiento correcto  Hidrólisis de GTP
 cambio conformacional
3. Formación del enlace peptídico:
peptidiltransferasa rRNA 23-28S
Transferencia de la Met1 (acilo-activado) (P)
al aa2 entrante (amino libre) unido al tRNA
4.4. Desplazamiento del Ri sobre el mRNA:
Hidrólisis de GTP: EF2-GTP
tRNA vacío se ubica en (E)
Met-aa2 (peptidil)-ARNt se ubica en (P)
entrada del ARNt-aa3 (A)

51. 3- TERMINACIÓN
1. Reconocimiento de los codones STOP:
eRF1 y eRF3-GTP
2. Unión de eRF al codón Stop
3. Liberación del Péptido
chaperonas
PLEGAMIENTO

52. Fin.
Muchas gracias.