LA  DUPLICACIÓ  DEL  DNA  i LA    BIOSÍNTESI  DE PROTEÏNES

La  duplicació  del DNAi  la  biosíntesi  de  les proteïnes

●

●

●

●

La  duplicació  del  DNA.  Investigacions    i propietats.Mecanismes  de  la  duplicació.    La  transcripció  del DNA.La  traducció  o  biosíntesi  de proteïnes

L’expressió del  missatge genètic

Dogma  central  de  la  biologia molecular

*  alguns virus

Gen 2DNAmolècula

Gen 1

Gen 3

Cadena DNA3

�(patró)

TRANSCRIPCIÓ

mRNA

Codó

TRADUCCIÓ

Proteïna

Aminoàcid

3¢5¢

5¢

●

●

●

●

Pas  d’una  seqüència  de  DNA  a  una  seqüència  de RNA    (RNAm,  RNAr, RNAt).Enzim  responsable:  RNA-­polimerasa    Necessita:

– Cadena  de  DNA  que  actui  com  a motlle.– Ribonucleòtids trifosfat (ATP,CTP,GTP,UTP).– Afegir  els  nucleòtids  en  direcció  5'→3'

En  cèl·lules  eucariotes  hi  ha  3  tipus  de  RNA  polimerasa,    en  procariotes  només  un tipus.

La transcripció

Propietats  de  la transcripció:

• La  transcripció  és selectiva:Només es sintetitza RNA a partir de determinadesregions de DNA(gens).Hi ha zones de DNA que no contenen informació perser transcrita, altres que només es transcriuen encèl·lules d'un teixit i altres que només ho fan depenentde l'estat fisiològic de la cèl·lula (aquesta característicadifereix de la replicació, l'objectiu de la qual era obtenircòpies de la totalitat del DNA).

• La  transcripció  és monocatenària:Només es transcriu una de les cadenes de DNA. Hi hagens continguts en una de les cadenes i gens en l'altra(aquesta característica també difereix de la replicació).

• La  transcripció  és reiterativa:Una mateixa regió de DNA pot estar sent transcritasimultàniament per diferents RNA polimerases amb laqual cosa s'obtenen múltiples còpies.

Mecanisme  de  la  transcripció  en    procariotes

●

●

Té lloc  en el citoplasma.  Etapes:

INICIACIÓELONGACIÓ    FINALITZACIÓ    MADURACIÓ

Animació transcripció 1

Elongació Cadena  de  DNAcomplementària    (nomotlle)

Nucleòtids  deRNA

RNApolimerasa

5¢Cadena  de  DNAmotlle

Direcció  de  la  transcripció    (en  direcció  5'  → 3')

5¢3¢

Punt d'inici    RNApolimerasa

DNA

PromotorUnitat  de transcripció

3¢5¢

5¢3¢

3¢5¢

DNAdesenrotllat

RNA Cadena  de  DNAmotlle

Iniciació

Finalització

RNAsintetitzat

5¢3¢

3¢5¢

5¢3¢

3¢5¢

3¢5¢

Elongació3¢

Extrem 3�

DNAre-­enrotllat

5¢

RNAtranscrit

5¢

Transcrit  de  RNAcomplert

INICIACIÓ●

●

●

Regió  promotora:  seqüència  de  nucleòtids    que  indica  el  punt  d’inici  de  la transcripció.La  cadena  de  DNA  que  conté  aquesta regió    serà  el  filament patró.La  RNA-­polimerasa  es  fixa  en  aquest  punt,    desenrotlla  una  volta  d'hèlix  i  comença  la    polimerització.

ELONGACIÓ●

●

●

●

La  RNA-­polimerasa  sintetitza  el  RNA    complementari  a  la  cadena  de  DNA    motlle.L'elongació  consisteix  en  la  incorporació,    un  a  un,  dels  nucleòtids complementaris.El  RNA  es  sintetitzat  en  direcció  5’  → 3’.A  mesura  que  el  RNA  es  va  sintetitzant es    va  desenganxant  del  seu  motlle  de  DNA  i    la  doble  hèlix  es  torna  a enrotllar.

FINALITZACIÓ●

●

Finalitza  quan  la  RNA-­polimerasa  arriba  a    una  seqüència  en  el  DNA  motlle    anomenada terminador.La  RNA-­polimerasa  es  separa,  s’allibera    el  RNA  i  el  DNA  torna  a  formar  la  doble    hèlix.

MADURACIÓ• El producte immediat de la transcripciós'anomena transcrit primari, i abans deconvertirse en rRNA, mRNA o tRNA, passaper una serie de processos que es coneixencom a maduració del RNA.

• En eucariotes i procariotes, el procés de    maduració  dels  tRNA  i  rRNA  és semblant.

• Pel que fa al mRNA, en procariotes, eltranscrit  primari  no  madura,  és  tal qual.

Mecanisme  de  la  transcripció  en    eucariotes

●

●

Té lloc  en el nucli.  Etapes:

● INICIACIÓ●ELONGACIÓ●FINALITZACIÓ●MADURACIÓ

INICIACIÓ● Regió promotora: seqüència de nucleòtids,seqüència de consens (CAAT,  TATA) a diferents    distàncies  del  punt d’inici.

● Un conjunt de proteïnes, factors proteics ofactors de transcripció es fixen a la regió

●

promotora.La RNA-­polimerasa II es fixa en aquest punt

●

preparada  per  començar  la  síntesi  del RNA.Tot el conjunt rep el nom de COMPLEX    D'INICIACIÓ  DE  LATRANSCRIPCIÓ

Promotor

5�3¢

3¢5¢

Caixa TATA

5¢3¢

3¢5¢

Unió  d'alguns factors    de transcripció

Factors  de    transcripció

Unió  d'altres factors    de  transcripció ide  la  RNA  polimerasa II

RNA  polimerasa IIFactors  de  transcripció

5¢3¢

3¢5¢

Transcrit  de RNA

5¢

Complex  d'iniciació  de  la transcripció

Punt d'inici CadenaDNAmotlle

ELONGACIÓ●

●

A mesura que la RNA polimerasa II es mou al llarg delDNA desenrotlla un fragment de doble hèlix i sintetitzael RNA complementari a la cadena de DNA motlle endirecció 5’ → 3’.Després d'uns 30 nucleòtids transcrits s’afegeix unacaputxa constituïda per una metilguanosinatrifosfat(m7Gppp) invertida a l’extrem 5’ del nou RNA.

FINALITZACIÓ● La  síntesi  finalitza  quan  la  RNApolimerasa    arriba  a  la  seqüència  TTATTT  en  el  DNA    motlle.

• L’enzim  poli-­A-­polimerasa  afegeix  a  l’extrem    final  3’  del  RNA  un  segment  d’uns  200    nucleòtids  d’adenina  (cua  de poli-­A).

● La  RNA-­polimerasa  es  separa,  s’allibera  el    transcrit  primari  o  preRNA  (RNAhn)  i  el DNA    torna  a  formar  la  doble hèlix.

MADURACIÓ  a mRNA

• La  ribonucleoproteïna  petita  nuclear  (RNPpn)    elimina  els  INTRONS  (fragments  de  RNA  no    traduïbles,  és  a  dir,  sense informació).

• Les  RNA-­lligases  empalmen  els  EXONS    (fragments  RNA  amb informació).

Transcripción  en eucariotasPromotor

5’3’

5’

3’

5’

3’

Unidad  de transcripción

Iniciación3’5’

3’

5’

3’

5’

m7-­Gppp

Capucha 5'Elongación

m7-­Gppp

ARN

ARN-­polimerasa

5’

3’

3’

5’Finalización

PoliA-­polimerasa

m7-­Gppp

Capucha 5' OH

ARN heterogéneo    nuclear

Cola  de poli-­AOHm7-­Gppp

Capucha 5'

5’ 3’Maduración

3’5’

Exón 1 Intrón Exón 2

Proteína

RNPpn

Espliceosoma

5’ 3’

Intrón

ARNmExón 1 Exón 2

La caputxa i la cua poli A faciliten l'exportació del mRNA des del nucli cap alcitoplasma, protegeixen el mRNA de la degradació per enzims hidrolítics i, un cop alcitoplasma ajuden als ribosomes a fixar-­se a l'extrem 5' del mRNA en el procés de latraducció.