1. Benemérita Universidad
Autónoma de Puebla
Biología Celular

2. Relación entre genes y proteínas
• El avance de la biología en el siglo pasado se reflejo de
muchas maneras en nuestro concepto cambiante de la
naturaleza del gen.
• Los resultados de múltiples experimentos establecieron que
un gen especifico portaba la información para elaborar una
enzima en particular «un gen una enzima»
• Posteriormente cuando se supo que las enzimas a menudo se
componen de mas de una cadena de polipéptidos, cada una
codificada por un gen diferente, el concepto se modifico a
«un gen de cadena de polipéptidos» .

3. • Un gen con frecuencia genera varios polipéptidos
relacionados.
• Los datos de Beadle y Tatum plantearon una pregunta acerca
de la naturaleza molecular del defecto ocurrido en una
proteína a causa de una mutación genética.
• La respuesta se obtuvo en 1956 por Vernon Ingran.
• La diferencia observada fue la sustitución de una valina en la
hemoglobina drepanocítica por un acido glutámico de la
molécula normal.

4. El experimento de Beadle- Tatum para la separación de mutantes genéticos en Neurospora.

5. Flujo de información a través de la
célula
Intermediario entre un RNAm (RNA
gen y su polipéptido mensajero
intermediario)
Un RNA mensajero se ensambla
como copia complementaria de
una de las dos cadenas de DNA
que constituye un gen.

6. Revisión de flujo de información en una célula eucariota.

7. • La síntesis de un RNA a
Transcripción partir de una plantilla de
DNA
El gen permanece almacenado, aislado dentro del núcleo como parte
de una enorme molécula inmóvil de DNA, pero puede transmitir su
información a un RNA movible mucho mas pequeño capaz de llegar al
citoplasma.
Una vez en el citoplasma, el RNAm puede servir como plantilla.

8. • Las proteínas se
Traducción sintetizan en el
citoplasma.
Los ribosomas son componentes inespecíficos del mecanismo de traducción.
Un ribosoma funcional consta de una subunidad grande y una pequeña.

9. Los ribosomas tienen un RNA y proteína.
El RNA de un ribosoma = RNAr (RNA ribosomatico)
El RNAt (RNA de transferencia) Este se requiere para traducir la
información codificada en el «alfabeto» de un nucleótido de
RNAm al «alfabeto» del aminoácido de un polipéptido.
El RNAr y Los RNAt son moléculas de vida media prolongada
dentro de la célula (horas a días). Deben su capacidad para
adoptar estructuras complejas secundarias y terciarias.
El RNAm es inestable (horas o minutos)

10. Transcripción: el proceso básico
• Es un proceso mediante el cual un tipo de ácido nucleico
produce otro tipo de acido nucleico .
• Se efectúa en una sola enzima.
• RNA polimerasas son las que se encargan de la transcripción
de células procariotas y eucariotas.

12. RNA bacteriano

13. Transcripción en procariotas
• La RNA polimerasa se une a un polipéptido accesorio llamado
factor sigma (σ) para que la transcripción se inicie en los sitios
apropiados.
• La fijación del factor sigma al núcleo enzimático aumenta la
afinidad de la enzima por los sitios promotores.
• Para concluir la transcripción se requiere una enzima llamada
factor rho, pero en la mayor de los casos la polimerasa puede
detener la transcripción y liberar la cadena de RNA sin
factores adicionales.

14. Transcripción y procesamientos del
RNA en células eucariotas
• Poseen 3 enzimas transcriptoras distintas:
 La RNA polimerasa I sintetiza RNA ribosómico grande.
 La RNA polimerasa II sintetiza RNAm y RNA nucleares.
 La RNA polimerasa III sintetiza RNA de bajo peso molecular, varios
RNAt y RNAr pequeño.
Enzimas sumamente complejas que contienen de 8 a 14
polipéptidos distintos (subunidades)

15. • Cada una de las polimerasas se auxilia durante su operación
con varias proteínas auxiliares denominadas factores de
transcripción:
Factores generales de transcripción, requeridos para la
polimerasa inicie la transcripción.
Factores específicos de transcripción que determinan la
tasa de transcripción de un gen o un grupo particular de
genes.

16. RNA Ribosómico
• En realidad mas del 80% del RNA de una célula consta de
RNAr.
• Para suministrar a la célula un numero tan grande de
transcritos, las secuencias de DNA que codifican RNAr
normalmente se repiten cientos de veces, se agrupa en una o
una s pocas regiones de genoma de los nucléolos, los cuales
desaparecen durante la mitosis.
• Los ribosomas eucariotas tienen cuatro RNAr distintos tres en
la subunidad grande (28S, 5.8S, 5S) y uno en la subunidad
pequeña (18S).

17. RNA de transferencia
• Se estima que las células eucariotas tienen aproximadamente
60 especies diferentes de RNA de transferencia, cada una
codificada por una secuencia de DNA repetida varias veces
dentro del genoma.
• El grado de repetición varia con el organismo
Levadura • 300 genes de RNAt
Mosca de fruta • 850 genes de RNAt
• Cerca de 1300 de
Hombre
genes de RNAt

18. RNA Mensajero
• Se origina de un precursor « RNA nuclear heterogéneo
(RNAnh).»
Peso molecular elevado con 50 000 nucleótidos, 80S
El conjunto, corresponde a RNA con diversas secuencias de
nucleótidos (heterogéneos)
Solo se encuentra en el núcleo
La RNA polimerasa II sintetiza a todos los RNAm precursores
con ayuda de algunas proteínas auxiliares denominadas
«Factores generales de transcripción».

19. • Todos los RNAm comparten ciertas propiedades:
 Contienen una secuencia continua de nucleótidos que codifica un polipéptido especifico
 Se encuentra en el citoplasma
 Están fijos a un ribosoma o tiene capacidad para hacerlo
La mayor parte de los RNAm contienen un segmento significativo no codificante, que no
controla el ensamblado de aminoácidos, pero con un papel regulador importante.

20. El RNAm eucariotas presentan
modificaciones en sus extremos
terminales 5´ y 3´ no observadas
en los RNAm procariotas.
El extremo 5´de un RNAm
eucariota tiene un «casquete»
de guanosina metilada y el
extremo 3´ tiene una cadena del
50 a 250 residuos de adenosina
que forman una especie poli (A).

21. Codificación de la información
genética
– Con el descubrimiento del RNA mensajero como
intermediario del flujo de información del DNA a la
proteína, la atención se oriento a investigar:
Una secuencia «escrita» en un «alfabeto» ribonucleótido puede
codificar una secuencia «escrita» en un «alfabeto» muy diferente
de aminoácidos (aa).

22. Propiedades del código genético
• El físico George Gamow propuso:
Cada aminoácido (aa) de un
polipéptido estaba
codificado por una
secuencia de tres
nucleótidos, las palabras del
código, o codones, para
aminoácidos (aa) eran
tripletes de nucleótidos.

23. • Con una letra hay cuatro palabras posibles, 16 palabras
posibles con dos letras y 64 posibles palabras con letras.
• Puesto que se debe especificar 20 aa diferentes, los codones
deben contener por lo menos tres nucleótidos sucesivos.
• El ribosoma se fija al RNAm en un sitio preciso llamado
«codón de inicio, AUG», que coloca al ribosoma en el cuadro
de lectura apropiado, y es el único que especifica para el aa
metionina.
• El código esta muy deteriorado, casi los 64 codones posibles
especifican aa., 3 de los 64 no lo hacen, el ribosoma los
reconoce como codones de terminación y detiene la lectura.

24. Traducción de la información
genética
• La síntesis o traducción de proteínas es la actividad sintética
mas compleja que ocurre en la célula.
• El ensamblado de una proteína requiere todos los diferentes
RNAt con sus aminoácidos unidos, ribosomas, RNAm y
algunas proteínas con varias funciones, cationes y GTP.
• la complejidad no es sorprendente si consideramos que la
síntesis de proteínas requiere la incorporación de cada uno de
los 20 aa en la secuencia precisa dictada por un mensaje
codificado escrito en un lenguaje que emplea distintos
símbolos.

25. • Los mecanismos de traducción en células bacterianas son
notablemente similares en células eucariotas.
• La síntesis de una cadena de polipéptidos se puede dividir en
tres actividades distintivas:
• Inicio
• Alargamiento
• Terminación