Bolilla 11: Biosíntesis de Proteínas. Traducción de la información genética. Universalidad del código genético. Activación de los aminoácidos, fidelidad de la síntesis proteica. Etapas de iniciación, formación del enlace peptídico, elongación y terminación de la síntesis, factores que intervienen, consumo energético y regulación. Inhibidores de la síntesis. Nociones sobre alimentos transgénicos.

QUIMICA BIOLOGICA Lic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

Transcripción y traducción de un gen eucariota

preRNA:

3'UTR5'UTR

Exon 1 Exon 2 Exon 3Intron 1 Intron 2

AAAAAAAAAmRNA:

Splicing /

Polyadenylation polyAATG TAA

active protein:

Traducción

MPLT ..............GFL

MPLT ..............PJC

Modificación post-transduccional

MPLT ..............LAC

ATG TAA

Código genético

AUGCAGUGGAAACUAUAG ARNm

codón

Met

-Universal: es idéntico para las distintas especies anim. y veget.

-Degenerado: más de un codón codifican para el mismo aa.

Gln Trp Lys Leu stop Péptido

Tipos de ARN: ribosomal, transferencial y mensajero

Activación de aminoácidos en procariotas

Aminoacil-tARN sintetasa +NH3-C-COO- + ATP

R

Enz-+NH2-C-COO-AMP + PPi

R

Complejo Aminoaciladenilato-Enzima

+NH3-C-COO-ARNt + AMP + Enz

R

Enz-+NH2-C-COO-AMP + ARNt

R

Anticodón

UAC

fMet

UAC

fMetEnz- -AMP

Aminoacil-tARN sintetasa

Traducción de Proteínas en procariotas. Iniciación.

mARN

P ASubunidad 30S

IF-3 IF-1

P AIF-3IF-1

Codón de inicio

3’5’mARN AUG

tARN

Anticodón

fMet

UAC

IF-2

GTP

P AIF-3IF-1

3’5’AUG

IF-2

fMet

UAC

GTP

NH2-

NH2-

3’

A

5’

PAUG

fMet

UAC

P AIF-3IF-1

3’5’AUG

IF-2

fMet

UAC

GTP

IF-2 IF-3IF-1

Subunidad 50S

GDP + Pi

Complejo de

Iniciación

Complejo de

Iniciación70 S

NH2-

NH2-

Traducción de Proteínas. Alargamiento de la cadena

peptídica AA2

Aminoacil-tARN entrante

GTP

EF-Tu GTP

EF-Ts

GDP

EF-Tu EF-Ts

EF-Ts

Unión del Aminoacil-tARN

entrante

EF-Tu GDP

EF-Tu GTP

AA2

Pi

3’

A

5’

PAUG

fMet

UAC

AA2

3’

A

5’

PAUG

fMet

UAC

Codón de inicio Codón siguiente

Complejo de inicio 70S

NH2-

NH2-

Peptidil transferasa

3’

A

5’

PAUG

fMet

UAC

AA2

NH2-

3’

A

5’

P

fMet

AA2

NH2-

AUG

UAC

Translocasa

GTP

GDP+ Pi

Traducción de Proteínas.Alargamiento de la cadena peptídica

AlaVal

ValLeu

fMet

Cadena polipeptídica en

formación

tARN

Gli

Aminoácidos libres

tARN

Anticodón

Fen

tARN transportando un Aminoácido

Codones para los correspondientes

aminoácidos

Codón5’

3’

mARN

Ribosoma

Dirección de lectura del mARN

ValAla

Gli

P A

1

2

1 Enzima Peptidililtransferasa

2 EF-G o Translocasa

Codón de terminación

NH2-

• Desformilación (eliminación de grupo formilo de la fMET inicial por deformilasas en procariotas).

• Glicosidación (adición de cadenas de oliosacáridos a las proteínas por acción de las glucosil transferasas).

• Formación de puentes disulfuros -S-S- (entre grupos –SH de cisteínas dentro de la misma cadena o de cadenas diferentes por acción de proteín-disulfuro isomerasa).

• Fosforilación.• Acetilación.• Metilación.

Modificaciones postraduccionales de las proteínas

Modificaciones postraduccionales

Fosforilación-Defosforilación Acetilación

Carboxilación Metilación

Regulación transcripcional en eucariotas

GC CAAT TATA Inr Exon 1 Exon 2 Exon 3

Promotor atg

+1 IntronesSitios reguladores Regióniniciadora

5’ 3’

Regulación transcripcional en procariotas

Regulación del operón lac

En ausencia de Lactosa En presencia de Lactosa

Alimentos transgénicos

Alimento transgénico o “genéticamente modificado” es aquel producto de origen animal o vegetal con propiedades nutritivas en el cual se ha introducido un gen de otro organismo, o se le ha suprimido o modificado un gen propio, mediante técnicas de ingeniería genética.

Tal manipulación permite que el organismo produzca una nueva proteína, o deje de producir una proteína del organismo original.

Ejemplos:• Protección contra insectos. Papa, maíz, algodón Bt.• Protección contra hongos, virus, etc. Batata

transgénica.• Control de malezas. Soja RR.• Preservación de vegetales. Tomate transgénico.

Elementos básicos requeridos para la transformación genética de plantas

1.Vectores que permitan el clonado del gen de interés y/o su transferencia al tejido blanco de transformación.

2. Un protocolo de transformación (sistema de transferencia de genes y de selección del material transformado).

3. Un sistema de cultivo de tejidos que permita generar plantas completas y fértiles.

4. Herramientas de análisis para detectar la presencia del transgén y los productos del mismo en la planta.

pTi

ADN-T

Gen Auxina

Gen Citoquinina

Gen Opina

EIED

Genes traGenes vir

Ori

Genes vir

Genes tra

Ori

ADN-T modificado

Gen de interés Gen Marcador

pTi modificado

EI ED

Enz. Restricción + Ligasa

Construcción del vector

Representación esquemática de la bacteria A. tumefaciens

Plásmido Ti

ADN-T

Cromosoma

ADN de interés (transgen + gen

marcador)

Ti

Construcción del vector

Plásmido bacteriano

Vector(plásmido +

transgen + gen marcador)Incorporación del

Vector en Agrobacterium

AgrobacteriumInoculación de

Agrobacterium en medio

selectivo con explantos

Partículas de Au o Tg recubiertas

con ADN que posee el gen de

interés

Cañón de partículas

Bombardeo de partículas al medio

selectivo con explantos

Método con Agrobacterium Método Biobalístico

Métodos biológico y biobalístico de transformación de células vegetales

Incorporación del transgen y gen marcador en el ADN cromosomal de las células vegetales

Incorporación del transgen y gen marcador en el ADN cromosomal de las células vegetales

Proliferación de las células vegetales y

replicación del transgen.

Selección y crecimiento de las células que

expresan el transgen y gen marcador

Transferencia de las plántulas transformadas

al suelo.