genetica molecular
TRANSCRIPT
Genètica molecular
Del DNA a les Proteïnes
Duplicació de l’ADN : concepteProcés que consisteix en obtenir dues
cadenes d’ADN a partir d’una original.
Aquestes 2 cadenes són idèntiques a la cadena original.
És un procés semiconservatiu. Les 2 cadenes d’ADN obtingudes tenen un filament nou i un filament provinen de la cadena original.
Cada filament serveix de moltlle per a sintetitzar el filament complementari.
Duplicació in vitroKornbeg a l’any 1957 va descobrir un enzim
anomenat ADN polimerasa que és càpaç d’afegir desoxiribonucleòtids d’A, T, C i G a un extrem 3’ d’un fragment de ADN seguint la complementarietat de bases del filament que serveix de motlle.
Per tant per a duplicar-se l’ADN cal :
• ADN que serveix de moltlle ( ADN patró)• ADN encebador ( al qual se li afegeixen els
desoxiribonicleòtids)• ADN polimerasa ( enzim)• Desoxiribonucleòtids trifosfatats d’ A, T, C i
G ( incorporen energia)
Duplicació in vitro (esquema)
Filament de ADN que serveix de motlle
Fragment de ADn que serveix d’encebador.
Extrem 3’ en el qual s’hi afegeixen desoxiribonucleòtids d’A, T, C, G. Creixement del
filament d’ADN en sentit 5’ 3’
ProblemesL’ADN polimerasa que s’havia descobert presentava 2 problemes:
1r problema :L’ADN polimerasa solament és capaç d’afegir desoxiribonucleòtids a
un fragment d’ADN ja començat. No és capaç de sintetitzar “de novo” ( sense encebador).
Per tant ?Com comença la síntesi d’ ADN si no hi ha un ADN encebador ?
2n problema :Experimentalment s’havia comprovat que la duplicació de l’ADN es
produïa en els dos sentits, és a dir un filament se sintetitzava de 5 a 3 , però l’altre ho havia de fer de 3 a 5
Com és possible si l’ADN polimerasa només pot afegir desoxiribonucleòtids en sentit 5 a 3 ?
Com pot crèixer un filament de 3 a 5 ?
La solució
La solució va venir pel fet de trobar en els punts de síntesi uns fragments d’àcids nucleics formats per ADN i ARN. Concretament aquests fragments tenen uns 50 ribonucleòtids ( ARN) i uns 1000 desoxiribonucleòtids (ADN).
Van ser descoberts per la cièntífica Tuneko Okazaki i se’ls coneix amb el nom de fragments d’Okazaki.
A més no hi ha un sol enzim sino tot un conjunt d’enzims que poden realitzar el procés.
Duplicació “in vitro”Cal tenir en compte :• No intervé un sol enzim, sino
diversos.• La duplicació no es produeix
d’igual manera en els dos filaments d’ADN.
• El procés té 3 fases : inici, elongació i terminació.
La base del procés és :
•Separació de les dues cadenes •Desenrotllament de les cadenes•Cada cadena ha de servir de motlle a la nova que s’ha de sintetitzar
En la cadena de dalt el procés és molt simple:
•Intervé una ARN polimerasa ( enzim anomenat també primasa) que sintetitza un fragment d’ARN
•Aquest enzim pot començar “de novo” ( no necessita encebador)
•Aquest frament d’ARN que sintetitza es diu primer i servirà l’encebador.
( solucionat el 1r problema )
Mecanisme de duplicació de l’ ADN
La cadena de baix és més complicada de sintetitzar. Es fa així:
•L’enzim ARN polimerasa sintetitza petits fragments d’ARN ( ARN primer)
•L’enzim ADN polimerasa afegeix desoxiribinucleòtids als fragments d’ARN primer en sentit 5 3
•Aquests fragments format per ARN i ADN reben el nom de fragmentsd’Okazaki
•Un altre enzim ( ADN exonucleasa) elimina els fragments d’ARN
•Un altre enzim ( ADN ligasa) uniex els fragments d’ADN.
•Així el creixement de la cadena es produeix en sentit 3 5 , tot i què la síntesi s’ha produit en petits fragments en sentit 5 3.
( solucionat el 2n problema !!!)
Mecanisme de duplicació de l’ ADN
Cadena conductora o líder : se sinteitza de manera contínua
Cadena retardada : se sintetitza en petits fragments d’ADN que posteriorment són units per l’ADN ligasa.
Se sintetitza en sentit 5 a 3, però el creixement és en sentit 3 a 5.
Sentit de síntesi 5 a 3
Sentit en què creix la cadena 3 a 5
Resum:
Mecanisme de duplicació de l’ ADN
Dues coses importants
La duplicació de l’ADN té 2 característiques que cal tenir molt clares :– És semiconservadora– Es bidireccional
Què vol dir això ?
La duplicació és semiconservadora
Què vol dir això ?• Cada filament de la
cadena d’ADN serveix de motlle per a sintetitzar un filament nou.
• Les bases es col·loquen segons complementarietat de bases ( A-T) (G-C)
• En les dues cadenes que s’obtenen hi ha un filament nou i un de l’ADN original.
La duplicació és bidireccional
Què vol dir això ?• Això vol dir que les
cadenes creixen cada una en un sentit diferent, una en sentit 5 3, i l’altre en sentit 3 5.
• El punt on s’obre la cadena es diu forqueta de replicació i el punt on comença es diu origen de replicació.
Flux de la informació genètica : de l’ADN a les proteïnes
ADN ARN PROTEÏNES
SUPER
IMPORTANT !!!!
TRANSCRIPCIÓ TRADUCCIÓ
Transcripció
• Procés d’obtenció d’ARN a partir d’ ADN.
• Es realitza al nucli cel·lular.
• L’ARN polimerasa (enzim) es mou al llarg de la cadena d’ADN i va posant desoxiribonucleòtids d’A, U, C i G en sentit 5 3 segons complementarietat de bases.
• Solament es transcriu una de les dues cadenes d’ADN.
En eucariotes l’ARN transcrit ha de passar per un procés de maduració.
En aquest procés s’eliminen els introns ( fragments sense informació per a sintetitzar proteines ).
L’ARN que s’obté es diu ARN madur.
El codi genèticÉs la correspondència entre
la seqüència de l’ARN missatger i
la seqüència d’aminoàcids.
Cada 3 bases ( triplet, codó) de l’ARN m determinen un aminoàcid.
És el “diccionari” que ens permet traduir el llenguatge del ARN al llenguatge de les proteïnes.
Té 2 característiques :
•És universal ( la correspondència entre els codons del ARN m i els aminoàcids és igual per a tots els organismes).
•És degenerat ( la major part d’aminoàcids estan codificats per més d’1 codó)
El codi genètic
Important :
No confondre “codi genètic” amb informació genètica.
Codi genètic és la relació de correspondència de 3 bases amb 1 aa.
És universal. Tots els éssers vius compartim el mateix codi genètic.
Informació genètica ( o emprenta genètica o genoma ) és el conjunt de gens de cada espècie o organisme.
Cada ésser viu té una informació genètica pròpia.
La vinyeta conté una errada.
Sabeu quina és ?
Llegiu la informació de sota.
La traducció : síntesi de proteïnesEs necessita :
•ARN de transferència : responsable de transportar els aminoàcids del citosol als punt de síntesi de proteïnes.
•ARN missatger : és el portardor del missatge, Determina en quin ordre es posen els aminoàcids. Conté els codons.
•ARN ribosòmic : forma les 2 subunitats dels ribosomes. Per met que es col·loquin els ARN t.
La cadena de l’ARNm és llegeix de 5 cap a 3.
Cada anticodó del ARN t busca el codó del ARN m.
• El 1r ARN t i s’uneix a l’ARN m per complementarietat de bases.
•Es posa la subunitat gran del ribosoma.
•Ve el 2n ARN t.
•S’uneixen mitjançat enllaç peptídic el 2 amoniàcids
•Marxa el ARN t 1r.
•Es produiex la translocació del ribosoma ( desplaçament).
•Ve el següent ARN t i posa el seguent aminoàcid.
•Així segueix la cadena fins que es troba un triplet STOP i para el procés.
La traducció : síntesi de proteïnes
La traducció : síntesi de proteïnes
La traducció : síntesi de proteïnes
La traducció : síntesi de proteïnes
1. Què representa l’esquema ?
2. Posa nom als requadres.
3. Descriu que passa en cada un dels passos 1,2,3 i4.
ACTIVITAT
Resum : Com fer els exercicis
• Per fer duplicació de l’ADN :
A-T C-G G-C T-A (bases complementàries)
• Per fer transcripció ( Passar d’ADN a ARN missatger)
ADN ARN
A U
T A
C G
G C
•Relació ARN m( codó) –ARN t ( anticodó)
A-U C-G G-C U-A (bases complementàries)
•Per fer traducció ( necessitem llegir el codi genètic)
Cla buscar els triplets del ARN missatger ( els codons )
Activitat exemple
ADN 5 ATC CTA CCG GGC ATC AAT CCG 3
3 TAG GAT GGC CCG TAG TTA GGC 5
ARN m 5 AUC CUA CCG GGC AUC AAU CCG 3
( s’ha trascrit la 2a cadena)
ARN t 3 UAG GAU GGC CCG UAG UUA GGC 5
( complementaris a l’ARN m) ( anticodons)
Polipèptid Ile – Leu - Pro- Gly – Ile – Asn - Pro
Proteïna
Cadena d’aminoàcids ( consultem codi genètic seguint els triplets del missatger !!!!!)