El documento resume los procesos de expresión génica en procariotas y eucariotas. Describe la transcripción del ADN en ARNm, incluyendo la iniciación, elongación y terminación. Explica que el ARNm se transcribe de forma monocistrónica en eucariotas y policistrónica en procariotas. También resume el código genético y cómo se traduce el ARNm en proteínas a través de la unión de aminoácil-ARNt en los ribosomas.

1. TEMA 4. GENÉTICA MOLECULAR C. Expresión de la información genética PAU PARA MAYORES DE 25 AÑOS CEA VEGA MEDIA JUAN BUENDIA ESCUDERO

2. El ADN se autorreplica para repartirse entre las células hijas p.79 El ADN se transcribe a ARNm y éste se traduce en proteínas para controlar el funcionamiento de la célula 1. Descripción del mecanismo de transcripción o síntesis de ARN Expresión de la información genética

3. p. 84 1. Descripción del mecanismo de transcripción o síntesis de ARN Expresión de la información genética Diferenciamos entre transcripción del ADN en procariotas (no asociado a histonas) y en eucariotas (asociado a histonas). Lugar : núcleo de la célula (eucariotas) o citoplasma (procariotas) Momento : durante la interfase o periodo no divisivo Principales actores: ADN parental, enzimas (obreros encargados de construir el ARN tomando una hebra del ADN parental como molde), nucleótidos de ARN y energía (por rotura de los enlaces fosfato de los nucleótidos) - Fundamento: las dos hebras que forman la molécula de ADN se desenrollan y abren a modo de cremallera de manera que una hace de molde. Frente a cada nucleótido de ADN se va añadiendo otro complementario de ARN (frente a una Adenina un Uracilo en vez de Timina). El resultado es una molécula de ARN portadora de la información genética de un fragmento de ADN. Cada fragmento de ADN que contiene la información necesaria para sintetizar una molécula de ARN es un GEN .

4. p. 84 1. Descripción del mecanismo de transcripción o síntesis de ARN (proc) Expresión de la información genética Iniciación -Hay una ARN polimerasa para sintetizar todos los tipos de ARN. -Ésta se une a una región del ADN llamada promotor. Allí se encuentra una secuencia especifica de bases que contiene el lugar de iniciación . -Abre la doble hélice y comienza a sintetizar la cadena de ARN añadiendo por complementariedad ribonucleótidos siempre en sentido 5’-3’

5. p. 85 1. Descripción del mecanismo de transcripción o síntesis de ARN (proc) Expresión de la información genética Elongación -La ARN polimerasa avanza añadiendo nuevos nucleótidos en sentido 5’-3’ conforme se va abriendo la doble hélice . -Simultáneamente se va cerrando la doble hélice por detrás, lo que hace que se rompan los puentes de hidrógeno que ha permitido la unión temporal ADN-ARN. De esta forma el ARN va separándose . -La ARN polimerasa alcanza una secuencia o señal de terminación en el ADN rica en G y C, que una vez transcrita genera autocomplementariedad en el ARN y con ello la separación definitiva de la hebra de ADN molde. Terminación

6. p. 85 1. Descripción del mecanismo de transcripción o síntesis de ARN (proc) Expresión de la información genética La elección para transcribir una de las dos hebras de ADN depende de la secuencia del promotor. Así se transcribirá un segmento de hebra de ADN 5’-3’ o 3’-5’ pero nunca se repetirá el proceso en la misma zona de la cadena de ADN. La transcripción es selectiva ; se inicia y termina en puntos específicos y cada fragmento se sintetiza de forma independiente y con diferente frecuencia. La transcripción es reiterativa ; un determinado gen se puede transcribir repetidas veces y dar múltiples copias del mismo ARN.

7. p. 86 1. Descripción del mecanismo de transcripción o síntesis de ARN (euc) Expresión de la información genética

8. p. 86 1. Descripción del mecanismo de transcripción o síntesis de ARN (euc) Expresión de la información genética Iniciación -Hay una ARN polimerasa para cada tipo de ARN . -La ARN polimerasa se une a una secuencia de consenso o promotor llamado “ caja TATA ” (rica en T y A) ubicada a una determinada distancia de la señal de iniciación. Se añade al extremo 5’ una caperuza protectora o estructura cap consistente en un nucleótido de 7-metil -guanosin-trifosfato. Elongación Se añade al extremo 3’ una cadena larga de nucleótidos de Adenina o cola de poli A. Terminación

9. p. 86 1. Descripción del mecanismo de transcripción o síntesis de ARN (euc) Expresión de la información genética Maduración -El producto obtenido de la transcripción es un ARN primario , pre-ARN o ARNhn (heterogéneo nuclear) -Éste presenta fragmentos vacíos de información genética ( intrones ) y otros con información genética ( exónes ) -Durante la maduración se extraerán los intrones y empalmarán los exones antes de que la molécula de ARNm o ARNt resultantes salgan al citoplasma.

10. p.90 1. Descripción del mecanismo de transcripción o síntesis de ARN Expresión de la información genética -En procariotas un ARNm transcrito puede contener la información de más de un gen (policistrónico) -en eucariotas solo puede tener la información de un gen (monocistrónico) Transferencia de información en procariotas y en eucariotas

11. p. 88 2. El código genético: fundamento y características Expresión de la información genética La correspondencia entre las cuatro bases del ADN (A, G, T y C), las complementarias de ARNm (A, G, U y C) y los 20 aminoácidos que pueden formar proteínas es lo que se conoce como código genético . Sabemos, gracias a científicos como Severo Ochoa o Komberg (premio Nobel 1959), que las palabras de ese código son de tres letras; triplete de nucleótidos de ADN, y a cada palabra le corresponde un aminoácido. Cada triplete codifica un aminoácido. A efectos prácticos utilizamos como clave genética los tripletes complementarios de ARNm, a los que llamamos codones . (Uracilo en lugar de Timina) Fundamento

12. Pero en realidad en el código genético se utilizan los 64 codones: -Hay varios codones a los que les corresponde un mismo aminoácido -Hay tres codones a los que no le corresponde ningún aminoácido; tripletes mudos o de terminación (indican el punto final del mensaje genético; el final de una proteína) p. 88 2. El código genético: fundamento y características Expresión de la información genética La combinación de tres de las cuatro bases de ADN (4 3 ) origina 64 combinaciones posibles por lo que nos sobrarían 44 (solo hay 20 tipos de aminoácidos formadores de proteínas) Fundamento

13. p. 88 2. El código genético: fundamento y características Expresión de la información genética Fundamento

14. p. 88 2. El código genético: fundamento y características Expresión de la información genética Los mismo tripletes tienen el mismo significado en todas las células. Cada codón codifica solo un aminoácido Características Específico Degenerado Sin solapamientos ni discontinuidades Universal Varios codones codifican un aminoácido. Ventaja frente a mutaciones. Una base no puede pertenecer a dos codones consecutivos ni puede quedar suelta. Consecuencias de eliminar un nucleótido.

15. p. 90 3. La traducción o biosíntesis de proteínas Expresión de la información genética Ocurre en el citoplasma Consiste en la unión de un ARNt con su aminoácido específico originando un aminoacil-ARNt; a cada anticodon un aminoácido específico. Esta unión está catalizada por la enzima aminoacil- ARNt sintetasa Activación de los aminoácidos Especificiad Aa Aminoacil-ARNt

16. p. 90 3. La traducción o biosíntesis de proteínas Expresión de la información genética Los aminoacil-ARNt van enfrentando sus anticodones a los codones complementarios del ARNm que se encuentra unido a los ribosomas. Los aminoácidos se van enlazando unos a otros en el orden que indica la secuencia de tripletes del ARNm. Esa secuencia específica determina la síntesis de una determinada proteína. Cualquier alteración en dicha secuencia podría originar una proteína totalmente distinta. Traducción

17. 3. La traducción o biosíntesis de proteínas Expresión de la información genética

18. Unión del ARNm a la subunidad menor del ribosoma El anticodón del aminoacil-ARNt se une al codón inicial AUG en el sitio P (peptidil) El aminoácido que codifica AUG es formilmetionina (proc) o metionina (euc) Se une la subunidad mayor del ribosoma y queda constituido el complejo activo o ribosomal . Iniciación p. 90 3. La traducción o biosíntesis de proteínas Expresión de la información genética

19. Al sitio A (aminoacil) llega un segundo aminoacil-ARNt El aminoácido iniciador se une al nuevo aminoácido. Esta unión es catalizada por la enzima peptidil-trasferasa . El ARNt (ya sin aminoácido) del sitio P sale del complejo ribosomal. El dipeptidil-ARNt pasa del sitio A al sitio P, dejando así hueco libre en el sitio A para el próximo aminoacil-ARNt. Este proceso se llama translocación ribosomal . p. 91 3. La traducción o biosíntesis de proteínas Expresión de la información genética Elongación

20. El proceso se interrumpe cuando un codón mudo o de terminación llega al sitio A; no hay ningún ARNt cuyo anticodón sea complemetario a ellos. Los factores de terminación bloquean la entrada al sitio A y la cadena de ARNm queda liberada. La cadena polipeptídica ha ido adoptando su conformación secundaria o terciaria conforme se iba sintetizando. p. 91 3. La traducción o biosíntesis de proteínas Expresión de la información genética Terminación

21. Una misma cadena puede ser leída simultáneamente por vario ribosomas. Se conforma así el denominado polirribosoma. Se fabricarán tantas unidades de la misma proteína como ribosomas haya. Esto supone un gran ahorro del mensajero. p. 91 3. La traducción o biosíntesis de proteínas Expresión de la información genética p.301 sant