Unidad 12Unidad 12

- GEN- GEN- TRANSCRIPCION- TRANSCRIPCION- TRADUCCION- TRADUCCION

EL PRESENTE MATERIAL ES UNA SÍNTESIS QUE NO REEMPLAZA, SINO QUE COMPLEMENTA, AL RESTO DE LOS MATERIALES

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Flujo de Información Flujo de Información GenéticaGenética

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GenomaGenomaToda secuencia de ADN que puede

ser transcripta y genera un producto con cierta función celular

específica se denomina gen.

Existen genes mudos, es decir que no generan productos celulares, porque son reguladores o son sitios de reconocimiento para algunas proteínas y

enzimas y suelen ser transcriptos pero no traducidos.

La totalidad de información genética (genes) que posee un individuo o una especie se denomina genoma.

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TranscripciónTranscripción

Formación de una cadena de ARNm complementaria a la cadena “molde” del

ADN

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ARNpolimerasaARNpolimerasa

La ARNpolimerasa

se une a la secuencia de ADN llamada Promotor y cataliza la

formación del ARNm

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Transcripción en ProcariontesTranscripción en ProcariontesLa enzima ARN polimerasa de procariontes consta de varias subunidades, que componen la

enzima completa u holoenzima. Además, la subunidad sigma es la que inicia la

transcripción. La enzima se une al ADN en regiones específicas llamadas secuencias

consenso: TATAAT y TTGACA.

La finalización de la transcripción depende de una proteína denominada Rho, que se une el ARN y llega al extremo 3´ donde lo libera de la ARN polimerasa. La

proteína Rho interactúa con el ARN procarionte, causando su separación del ADN, y finaliza la transcripción.

Existe también una terminación independiente de Rho, por formación de un plegamiento o bucle que impide el avance de la ARNpolimerasa.

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Transcripción en Transcripción en EucariontesEucariontes

Existen tres tipos de ARN polimerasa en eucariontes, todas compuestas por varias subunidades, que se unen a regiones específicas promotoras: TATAbox, CAAT y CG:

- ARN polimerasa I: transcribe ARNr- ARN polimerasa II: transcribe ARNm y ARN pequeños- ARN polimerasa III: transcribe ARNt y algunos ARN pequeños

Las ARN polimerasas se unen a la secuencia promotora del gen a

través de péptidos llamados Factores de Transcripción.

La señal de terminación suele ser una secuencia de adeninas (poliadenilación).

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Transcripción en Transcripción en Procariontes y EucariontesProcariontes y Eucariontes

TRANSCRIPCIÓNTRANSCRIPCIÓNCaracterísticaCaracterística

ss PROCARIONTESPROCARIONTES EUCARIONTESEUCARIONTES

ARN polimerasaARN polimerasaÚnica. Formada por

cinco subunidades

Tres tipos: I, II y III. Formadas por varias

subunidades.Secuencias Secuencias

promotor promotor TATAAT y TTGACA TATA box, CAAT y CG

Unión de la Unión de la ARNpol al ADNARNpol al ADN

Directa: no requiere factores de

transcripción

Requiere Factores de Transcripción (TFI, II y

III)

Apertura ADNApertura ADN Realizada por la ARNpolimerasa Realizada por la Helicasa

FinalizaciónFinalización Proteína Rho Señal de poliadenilación

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Maduración del ARNmMaduración del ARNm

En eucariontes, el ARNm transcripto primario es modificado. Se adiciona un nucleótido 7-metilguanosina trifosfato o Cap en el extremo 5´, que posibilita el inicio de la traducción, y una secuencia poli-A en el extremo 3´ que protege al ARNm frente a la degradación. Las secuencias intrón son removidas en el proceso de “splicing”. En esta eliminación intervienen ribonucleoproteínas que forman el spliceosoma. El resultado es un ARNm maduro.

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ARN de TransferenciaARN de Transferencia

Existen 31 ARNt distintos en la célula, que difieren en la región 3´(sitio de unión al

aminoácido correspondiente) y la porción de tres bases

llamada anticodón, que se unirá al ARNm Una vez transcripto, el ARNt se pliega sobre sí mismo formando primero una

estructura en forma de hoja de trébol y luego tomando la forma de letra L. esto se conoce como “procesamiento del ARNt”.

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ARN ribosomalARN ribosomalEl ARN ribosomal se une a proteínas formando los ribosomas. Cada ribosoma está formado por dos subunidades: una mayor y otra menor, que se unirán al ARNm para sintetizar una proteína. Los sitios A, P y E intervienen en la unión de aminoácidos y formación de la proteínas.

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Código GenéticoCódigo GenéticoSecuencia

deNucleótidos

Secuencia de

Aminoácidos

CODÓN (triplete de nucleótidos del ARNm)

ANTICODÓN (triplete de nucleótidos del ARNt)

CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO- UNIVERSAL: el mismo en todos los seres vivos (salvo pocas excepciones, en bacterias)- DEGENERADO: varios tripletes distintos codifican un mismo aminoácido (sinónimos)- NO AMBIGUO: cada triplete especifica a un solo aminoácido, no se producen . . . . solapamientos en el marco de lectura.

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Código GenéticoCódigo Genético

UAA; UAG,

UGA: stop

AUG: inicio

1414

TraducciónTraducciónActivación de los Activación de los

aminoácidosaminoácidos

1515

Etapa de IniciaciónEtapa de IniciaciónEl ARNm se une a la

subunidad menor del ribosoma por el

extremo 5´.

Se une el primer ARNt que porta metionina en eucariontes y

formil-metrionina en procariontes.

Se incorpora la subunidad mayor

del ribosoma .

1616

Etapa de ElongaciónEtapa de Elongación

1717

Etapa de ElongaciónEtapa de Elongación

1818

Etapa de ElongaciónEtapa de Elongación

1919

Etapa de Etapa de TerminacióTerminació

n n

Una vez terminada la síntesis de la proteína, los ARNt, las subunidades ribosomales y el ARNm pueden ser reutilizados.

2020

PolirribosomasPolirribosomas

Los polirribosomas o polisomas, permiten que un mismo ARNm sea traducido por varios ribosomas en forma simultánea, obteniéndose varias “copias” de una misma proteína al mismo tiempo.

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Traducción en Procariontes y Traducción en Procariontes y EucariontesEucariontes

PROCARIONTESPROCARIONTES EUCARIONTESEUCARIONTESARNm policistrónicos: codifican para varias proteínas (hay varios sitios de inicio de la traducción)

ARNm monocistrónicos: codifican para una sola proteína (hay un solo sitio de inicio para la traducción)

La traducción comienza en el codón AUG (formilmetionina)

La traducción comienza en el codón AUG (metionina)

El ARNm tiene, previa al codón inicio, una secuencia que le permite reconocer y unirse al ribosoma.

El ribosoma se une al ARNm al reconocer el cap

Las moléculas proteicas “Factores de Iniciación” y “Factores de Elongación” son diferentes para células procariontes y

eucariontes.

2222

Regulación Regulación de lade la

Expresión Expresión GénicaGénica

2323

Regulación en ProcariontesRegulación en ProcariontesOperón Lac Operón Lac

2424

Regulación en ProcariontesRegulación en ProcariontesOperón LacOperón Lac

2525

Regulación en ProcariontesRegulación en ProcariontesOperón TrpOperón Trp

2626

Regulación en ProcariontesRegulación en ProcariontesOperón TrpOperón Trp

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Regulación en Eucariontes Regulación en Eucariontes

REGULACIÓNREGULACIÓN- Factores de Transcripción: proteínas distintas de la ARNpolimerasa necesarias para iniciar la transcripción.

- Condensación del ADN (Heterocromatina): las regiones De cromatina que están súper enrolladas no se transcriben.

- Secuencias y proteínas de control de Transcripción: secuencias de ADN que aumentan o disminuyen la tasa de Transcripción.

- Metilación: agregado de grupos químicos –CH3 a la citosina. Cuantos más grupos hay, menor es la posibilidad de expresión.

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Mecanismos de Control a Nivel del Mecanismos de Control a Nivel del ARNmARNm

Los pre-ARNm tienen múltiples intrones por lo que pueden producirse distintos ARNm a partir de un mismo gen, combinando los sitios de corte 5´y 3´. Esta

combinación de exones o splicing alternativo permite obtener distintos ARNm a partir de un mismo pre-ARNm.

2929

Mecanismos de Control a Nivel Mecanismos de Control a Nivel TraducciónTraducción

Hierroen

citoplasma

Síntesis de

Ferritina

Disminución de los niveles

de hierro

Activación de la

AconitasaXBloqueo de la

Traducción

En el citoplasma, la ferritina captura el hierro libre que resulta tóxico para la célula. En presencia de hierro libre, la ferritina se traduce en los ribosomas y

puede cumplir la función de capturar dicho hierro. Cuando los niveles de hierro son bajos, se activa la proteína aconitasa, que se une al ARNm de la

ferritina impidiendo su traducción

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Mecanismos de Control a Post-Mecanismos de Control a Post-traduccióntraducción

Las chaperonas son proteínas que acompañan el

plegamiento de las proteínas. También

transportan polipéptidos

desnaturalizados hasta las chaperoninas,

donde se pliegan. Las proteínas que no

vuelven a su estructura normal, serán destruidas por hidrólisis en los

proteasomas.

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ProteasomasProteasomas

La ubiquitina es una proteína natural de las células eucariontes. Se une a otras proteínas “marcándolas” para su destrucción o proteólisis en el proteasoma. De esta forma, se realiza una regulación de la expresión génica a través de la

eliminación o no de proteínas después de su traducción.