intoducción. cromosomas. genes. · la hebra de adn que se transcribe. la incorporación de...

• Intoducción. Cromosomas. Genes.

• Principio Fundamental de la Biología Molecular.

• Metabolismo del ADN. Replicación.Antiparalelismo y complementaridad de lasbases en el ADN. Reglas fundamentales.Componentes. Ecuación general.

• Metabolismo del ARN. Transcripción.Componentes. Ecuación general.Modificaciones post transcripción.

5’

3’

3’ 5’

3’

5’ 3’ 5’

La información genética esta contenida en los genesque son un segmento corto de ADN (Ácidodesoxirribonucleico), que contiene la informaciónnecesaria para sintetizar un producto biológicofuncional.

La síntesis de proteínas, representa un procesoanabólico mediante el cual se forman las proteínas apartir de aminoácidos.

CromosomaMolécula de ADN asociada a proteínas.Contiene los genes.Conserva y transmite la información genética.Se localiza en el núcleo.

•

•

•

•

GenUnidad de información fundamental de losorganismos vivos.Segmento de ADN que codifica para unacadena polipeptídica o una molécula deARN.

•

•

Proteína

ARN

ADN ARN

Bicatenaria Monocatenaria

•Las dos cadenas de desorribonucleótidos

b) Se unen entre sí mediante puentes dehidrógeno entre las bases nitrogenadas

•Hacia la parte externa de cada cadena seubican los grupos fosfato y el ázucar decinco carbonos, mientras que hacia la parteinterna las bases nitrogenadas..

a) Se disponen entre sí en forma antiparalela,en sentido 5’→ 3’.

•Cada cadena del ADN:a) Tiene como sillar estructural losdesoxirribonucleótidos que se unen medianteenlaces fosfodiéster.b) Los componentes de losdesoxirribonucléotidos son: desoxirribosa(pentosa), adenina, guanina, citosina y timina(bases nitrogenadas), además de un grupofosfato.

Profa. Audrey Suárez. Bioquímica. Metabolismo de la Información. Ácidos Nucleicos.

5’

3’

3’

5’

=

≡

=

Adenina

Guanina

Timina

5’

3’1’

2’4’

5’

3’

5’

3’

H

H

3’

5’

1’2’

4’

3’

5’

3’

5’Timina

Citosina

Adenina

H

H

H

ADN

Profa. Audrey Suárez. Bioquímica. Metabolismo de la Información. Ácidos Nucleicos.

Timina

Adenina

CitosinaGuanina

Antiparalelismo y complementaridad

de las bases nitrogenadas en el ADN

5’

3’

3’

5’

ARN

ARN Mensajero (ARNm) ARN de transferencia (ARNt) ARN Ribosómico (ARNr)

Existen tres tipos de ARN:

ARNm ProteínaADN

PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

TRANSCRIPCIÓN(Síntesis de ARNm)

TRADUCCIÓN(Síntesis proteica)

REPLICACIÓN(Síntesis de ADN)

núcleo ribosomas

Procesos celulares en los que se utiliza la información genética

Profa. Audrey Suárez. Bioquímica. Metabolismo de la Información. Replicación.


REPLICACIÓN Proceso mediante el cual se hacen copiasfieles de las moléculas de ADN. Se replica elcromosoma entero, durante la división celular

REPARACIÓN Y RECOMBINACIÓN

Procesos mediante los cuales se mantiene laintegridad de la información genética.

5’

3’

3’ 5’

3’

5’ 3’ 5’

METABOLISMO DEL ADNCromosoma

ADN original

ADN hija ADN hija

Es el proceso de duplicación o síntesis de ADN. Ocurre en el núcleo de la célula.

La síntesis de cada hebra se realiza en sentido 5’ 3’ y en forma antiparalelacon respecto al molde o patrón.

La incorporación de nucleótidos obedece a la “complementaridad de basesnitrogenadas en el ADN”.

Requiere de una hebra molde o patrón (ADN), un cebador (ARN),desoxirribonucleósidos trifosfato, enzimas y magnesio.

La enzima que cataliza la incorporación de los nucleótidos es la ADN polimerasa.Por cada desoxirribonucleósido trifosfato (dNTP) incorporado a la cadena ensíntesis se libera pirofosfato inorgánico (PPi),

REPLICACIÓN


La replicación es semiconservativa. Las dos moléculas nuevas o hijas de ADNtiene una hebra nueva y una hebra del ADN madre.

REGLAS QUE GOBIERNAN LA REPLICACIÓN


1. La replicación es semiconservadora: Cada cadena de ADN actúa como molde para lasíntesis de una nueva hebra. El resultado son dos moléculas de ADN nuevas, cada una conuna cadena nueva y otra vieja.

ADN

ADN 1ra generación

ADN 2da generación

5’ 3’

3’ 5’

5’ 3’

3’ 5’

3’

3’ 5’

5’

ADN original


2. La replicación empieza en un punto y es bidireccional: Las dos cadenas de ADN sereplican simultáneamente. Una de las hebras se sintetiza de modo continuo.

Fragmentos de Okasaki

Hebra conductora

Hebra retrasada

Dirección del movimiento de la horquilla de replicación

Hebra atrasada

REGLAS QUE GOBIERNAN LA REPLICACIÓN

3. La síntesis de ADN progresa en dirección 5’ → 3’: (cadena conductora) su síntesistranscurre en el mismo sentido que la horquilla de replicación y la otra de modo discontinuo(cadena retrasada, fragmentos de Okasaki), cuya síntesis transcurre en dirección opuesta ala dirección del movimiento de la horquilla.

Notación taquigráficaForma 1

Forma 2

Pentosas: Líneas Enlaces fosfodiéster: Líneas diagonales


Hebra molde o patrón de ADN

Cadena de ADN en crecimiento

ARN cebador

COMPONENTES DE LA

SÍNTESIS DE ADN

EnzimasMg2+


Harper. pp.339 PDF

Desoxirribonucleósidos trifosfatos (dNTP)que ingresan a la cadena de ADN encrecimiento:dATPdGTPdCTPdTTP

ARN cebador

Síntesis de ADN


Primer dNTP que ingresa a la cadenaen síntesis

Cadena que comienza a crecer

Segundo dNTP que ingresa a la cadenaen síntesis

Nn+1

PPi

PPi

ADN polimerasa


ECUACIÓN GENERAL

(dNMP)n + dNTP (dNMP)n+1 + PPi

(dNMP)n = Cadena de ADN en crecimiento

dNTP = Desoxirribonucleósido trifosfato que se incorpora a la cadena en síntesis

(dNMP)n+1 = Cadena de ADN elongdada en una unidad

PPi = Pirofosfato

Mg+

Molde: Hebras de ADN madre, original o patrón. Precursores: Desoxirribonucléosidos trifosfatos (dATP, dGTP, dCTP y dTTP). Cebador y/o primer: Fragmento ARN, suministra el 3’ - OH libre al cual se

añaden los nucleótidos. Enzimas : Sistema de la ADN replicasa o replisoma constituido por:

- Helicasas: Desenrollan el ADN.- Topoisomerasas (girasas): Liberan la tensión torsional generada por el

desenrrollamiento del ADN.- Proteínas de unión al ADN: Estabilizan las cadenas separadas.- Primasas: Sintetizan ARN cebador.- ADN polimerasas: Incorporación de desorribonucleótidos, eliminan

cebadores de los fragmentos de Okasaki, reparación del ADN.- Ligasas: Cataliza la formación de enlaces fosdiéster entre fragmentos de

Okasaki. Mg2+.

REQUISITOS


Enzimas

Helicasas Desenrrollan el ADN.

Topoisomerasas Liberan la tensión torsional por el desenrrollamiento.

Proteínas de asociación al ADNde cadena simple (SSB)

Estabilizan las cadenas separadas.

Primasa Sintetiza el cebador (ARN).

ADN polimerasas Incorporan desoxirribonucleósidosEliminan cebadores de los fragmentos de Okasaki

Ligasas Rellenan los espacios entre los fragmentos de Okasaki

REPLICACIÓN

TRANSCRIPCIÓN

MODIFICACIONES POSTRANSCRIPCIÓNProcesos mediante los cuales se modifican losARN o transcritos primarios después de susíntesis.

METABOLISMO DEL ARN

Proceso de síntesis de ARN dependiente delADN.

SÍNTESIS DE ARN DEPENDIENTE DE ARN Y EL ADN.• Replicación del ARN• Transcripción inversa (ARN → ADN)

Cromosoma

Una hebra ADN

Gen(ADN de doble hebra)

UA

G CU A

C G

C G

U A

ARN

ARNm, ARNt, ARNr y ARN catalítico

Profa. Audrey Suárez. Bioquímica. Metabolismo de la Información. Transcripción. Traducción. Código genético. Mutaciones.

Es el proceso de síntesis de ARN con una secuencia de bases complementaria a unacadena de ADN molde. Se transcriben genes. Ocurre en el núcleo de la célula.

La síntesis de ARN se realiza en sentido 5’ 3’ y en forma antiparalela con respecto ala hebra de ADN que se transcribe.

La incorporación de nucleótidos obedece a la “complementaridad de basesnitrogenadas”, con excepción de la adenina del ADN que se complementamomentáneamente con uracilo el ARN que se sintetiza”.

Requiere una hebra del ADN, ribonucleósidos trifosfato, enzima y magnesio.

La enzima que cataliza la incorporación de los nucleótidos es la ARN polimerasa-ADNdirigida. Por cada ribonucleósido trifosfato (NTP) incorporado a la cadena en síntesis selibera pirofosfato inorgánico (PPi).

TRANSCRIPCIÓN


Es el punto de control más importante de la expresión genética.

Cadena de ARN en crecimiento

COMPONENTES DE LA

SÍNTESIS DE ARN

Ribonucleósidos trifosfatos (NTP) queingresan a la cadena de ARN encrecimiento:ATPGTPCTPTTP

Hebra simple de ADN (gen)

Mg2+

ARN polimerasa-ADN dirigida


TRANSCRIPCIÓN

3’5’

3’5’

Cadena molde de ADN(transcrita)

Cadena de ADN no transcrita

ARN transcrito

3’


5’

desenrrollarebobina

ARN

ADN

3’5’3’

5’

Hebra molde

Hebra no molde

Sitio activoARN-ADN

5’ 3’



(Síntesis dependiente del ADN)

El ADN con su estructura duplohelicoidal complementariaproporciona una base molecular para su funcionamientocomo patrón o molde en la transcripción.

La ARN polimerasa-ADN dirigida adiciona unidadesmononucleotídicas a los extremos 3’-hidroxilo de la cadenade ARN en dirección 5’→ 3’, de forma antiparalela a lahebra de ADN usada como molde.

Se transcriben las instrucciones codificadas en los genesen las secuencias de bases de las moléculas de ARN.

ECUACIÓN GENERAL

(NMP)n + NTP (NMP)n+1 + PPi

(NMP)n = Cadena de ARN en crecimiento

NTP = Ribonucleósido trifosfato que se incorpora a la cadena en síntesis

(NMP)n+1 = Cadena de ARN elongada en una unidad

PPi = Pirofosfato inorgánico

Profa. Audrey Suárez. Bioquímica. Objetivo 4. Metabolismo de la Información. Transcripción. Traducción. Código genético. Mutaciones.

Mg+

Requisitos:1. Hebra de AND patrón o madre o molde.2. Ribonucleótidos trifosfato: ATP, UTP, CTP y GTP.3. Enzimas: ARN polimerasa-ADN dirigida.4. Mg +2. Sentido de la síntesis 5’ → 3’.

Profa. Audrey Suárez. Bioquímica. Objetivo 4. Metabolismo de la Información. Transcripción. Traducción. Código genético. Mutaciones.

PROCESAMIENTO DEL ARN MODIFICACIONES POST TRANSCRIPCIÓN

Después de la transcripción los ARNs denominadps primarios, sufren modificaciones que originan moléculasque cumplen funciones de transmisión de la información genética, estructurales y catalíticas (ribozimas).

5’ 3’

Tripletes de bases nitrogenadas (codones) Cola de

poliadenilato

AAA(A)nA U G C G A U A U

ARNmARNt

Alanina

5’

3’

Anticodón

CodónARNm3’ 5’

ARNr5’

3’

Las modificaciones comprenden corte y empalme, eliminación o adición de secuencias de bases nitrogenadas,modificación de azúcares y bases nitrogenadas de los ARNs primarios.

ADN ARNm Citosol Traducción de proteínas

Transcripción

Proceso de Maduración:

• Splicing (Corte y empalme)• Caperuza (CAP) (Extremo 5’)• Poliadenilación (Extremo 3’)

MADURACIÓN DEL ARN MENSAJERO

Splicing:

Intronesson regiones que NO codifican para una

determinada proteína

ARNm

Exonesson regiones que codifican para una

determinada proteína

Adición al extremo 5’ de la Caperuza o casquete:

Es un nucleótido modificado de guanina, la 7-metilguanosina trifosfato, que se añade al extremo 5' de la cadena del ARNm.

• Esta caperuza es necesaria para el proceso normal de traducción del ARN y para mantener su estabilidad.

Eliminación de fragmentos que no codifican proteínas (Intrones)

Poliadenilación:

Es la adición al extremo 3' de una cola poli-A, una secuencia larga de poliadenilato, esdecir, un tramo de ARN cuyas bases sontodas adenina.

Esta cola protege al ARNm frente a ladegradación, aumentando su vida media enel citosol, de modo que se puede sintetizarmayor cantidad de proteína.

A — A — A — A — A — A — A

Poliadenilato(80 a 250 nucleótidos)

ADN Molde

Complejo enzimático

Casquete ARN

Endonucleasa

Poliadenilato polimerasa

SÍNTESIS DE ARN DEPENDIENTE DE ARN Y EL ADN(Extensión del principio Fundamental de la Biología Molecular).


ADN Replicación

ARN Replicación*

Transcripcióninversa**

ADN

Traducción

Proteína

Transcripción

ARN*Enzimas empleadasen la tecnología delADN recombinante

**Los virus que contiene la

transcriptasa inversa se conocen como “retrovirus”.

El ARN actua como molde para duplicar ARN y sintetizar ADN

Gracias

intoducción. cromosomas. genes. · la hebra de adn que se transcribe. la incorporación de...

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