replicación y expresión del mensaje genético
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La expresión del mensaje genético
Es el proceso por el que se sintetiza un molécula de ARNm , complementaria a un fragmento de ADN.
En células eucarióticas, ocurre en el núcleo. De las dos cadenas de ADN que forman el gen, solamente una actúa como molde El proceso lo realizan las ARN polimerasas (solo una en procariotas y ARN pol I, II y III en eucariotas).
1. Iniciación
2. Elongación
3. Terminación
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Iniciación: La ARNpol reconoce una secuencia promotora en una de
las dos cadenas de ADN y se une a ella. La ARNpol separa las dos cadenas de ARN
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La expresión del mensaje genético
Elongación: La ARNpol inicia la síntesis
con la incorporación de ribonucleótidos. La síntesis progresa en sentido 5´ 3´. Se añaden ribonucleótidos trifosfato
y al unirse se separa un grupo P-P. En eucariotas, tras la unión de
los primeros 30 ribonucleótidos,
se añade en el extremo 5´
la “caperuza”
(metil-guanosín-fosfato).
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Terminación:La ARNpol reconoce en el ADN unas señales de
terminación. En los procariotas se trata de una secuencia
palindrómica, formada por G y C seguida de varias T, que origina al final del ARN un bucle, que facilita la separación del ADN.
En eucariotas se trata de la secuencia AAUAAA, que aparece un poco antes del punto de corte. Después de la separación se añade en el extremo final 3´ una secuencia formada por unos 200 nucleótidos de A (cola poli A). En eucariotas, al finalizar la transcripición, el ARNm sufre un proceso de maduración.
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Maduración del ADN:Los genes eucariotas tienen dos tipos de secuencias:
-Exones: secuencias coodificadoras de aa.
-Intrones: secuencias no coodificadoras.
En el proceso de maduración
se cortan estos intrones mediante
una reacción de corte
y unión (RNA splicing):
1. Se forman bucles con los intrones
2.Se cortan y se empalman los exones
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La expresión del mensaje genético
EL CÓDIGO GENÉTICOTRADUCCIÓN
Es la relación de correspondencia entre las bases nitrogenadas del ARN y los aminoácidos que codifica.Presenta codones de inicio, de terminación y de sentido (especifican aminoácidos).Características: Es degenerado, ya que cada aminoácido está codificado por más de un codón. Los codones que codifican el mismo aminoácido se les llama codones sinónimos.Es universal, ya que es el mismo para todos los seres vivos.No presenta solapamiento, ya que la lectura de las bases del ARNm se hace de tres en tres bases, de forma consecutiva.No presenta imperfecciones, ya que cada codón solo especifica un aminoácido.
La expresión del mensaje genético
EL CÓDIGO GENÉTICOTRADUCCIÓN
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La expresión del mensaje genético
La traducción es el proceso por el cual, a partir de la información contenida en el ARNm se sintetiza una proteína en los ribosomas. Para ello se necesitan:
-Ribosomas: donde se realiza la síntesis proteica.
-ARNm: lleva la información para sintetizar la proteína.
-Aminoácidos: componentes de la proteína.
ARN de transferencia: aporta los aminoácidos en el orden preciso.
-Enzimas y energía.
La traducción consta de tres fases: Iniciación, elongación y terminación. Antes de estas tres fases hay una fase previa conocida como fase de activación de los aminoácidos.
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Fase de activación de los aminoácidos:
La activación de un aminoácido consiste en la unión al triplete CCA del ARNt. Para ello se necesita una molécula de ATP y un enzima, aminoacil-ARNt-sintetasa, especifico para cada aminoácido. Tras la unión del aa se libera un grupo pirofosfato (PPi).
El complejo aminoácido-ARNt recibe el nombre de complejo de transferencia.
Aminoácido + ATP + ARNt Aminoacil-ARNt + AMP + PPi
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Fase de iniciación: Trascurre de forma parecida en procariotas y en eucariotas. Comienza por el triplete AUG que está próximo a la
caperuza. Por lo tanto, el primer aminoácido de la cadena es la metionina, y normalmente, se elimina al final del proceso.
La subnidad pequeña de ribosoma se une al ARNm en zona próxima a la caperuza formando el complejo de iniciación.
A continuación se une el ARNt de la metionina. A continuación, se acopla la subunidad grande del
ribosoma. En este ribosoma, ya completo, se distinguen dos hendiduras o sitios de fijación: el sitio P, que está ocupado por ARNt-Met, y el sitio A, que está libra para recibir el ARNt siguiente.
Todos estos procesos están catalizados por los factores de iniciación (FI).
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La expresión del mensaje genético
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Fase de elongación de la cadena polipeptídica:
En el sitio A libre, se introduce un nuevo ARNt cargado con el aa correspondiente al siguiente codón del ARNm.
La metionina del sitio P rompe su enlace con el ARNt y se une, mediante un enlace peptídico, al aminoácido que se encuentra en el sitio A. La unión entre los aa está catalizada por la enzima peptidil-transferasa.
El ribosoma se desplaza tres nucleótidos a lo largo del ARNm en dirección 5´ 3´, lo que provoca que se suelte el ARNt que se encuentra sin aa. El dipétpido-ARNt se desplaza al sitio P. Este proceso se repite continuamente hasta que se traduce todo el ARNm.
El proceso es catalizado por los factores de elongación y requiere energía proporcionada por el GTP.
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Fase de elongación:
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La expresión del mensaje genético
Fase de terminación: La síntesis se detiene
cuando aparece en el sitio A,
un codón de terminación.
El factor proteico de
terminación (RF) se une al
codón de terminación,
terminando así la síntesis
de la cadena polipeptídica.
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La expresión del mensaje genético
Si un ARN es largo, puede ser leído por varios ribosomas a la vez, formando lo que se denomina un polisoma o polirribosomas..
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La expresión del mensaje genético
La regulación de la síntesis proteica se puede realizar en la replicación, transcripción o traducción, aunque el mecanismo mejor conocido es el de la transcripción (descrito a continuación).
REGULACIÓN EN PROCARIOTAS: Modelo del operón.
Un operón es un grupo de genes estructurales cuya expresión está
regulada por distintos elementos de control y por genes reguladores.
Se compone de los siguientes elementos: Genes estructurales: Codifican la síntesis de proteínas enzimáticas que intervienen en un proceso determinado.Gen regulador R: Codifica la síntesis de una proteína represora.Promotor (P): Zona donde se une la ARNpol para iniciar la transcripción.Operador: Secuencia que reconoce el represor uniéndose a ella , interrumpiendo la transcripción.
REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
http://en.wikipedia.org/wiki/Lac_operon
La expresión del mensaje genético
Modelo del operón
REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
La regulación de los genes puede ser:Inducible: Si la expresión de los genes está normalmente reprimida salvo que se encuentre en el medio una determinada molécula de inductor. Ej: operón Lac.Represible: Si normalmente los genes se expresan, salvo que haya en el medio una proteína represora. Ej: operón His
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La expresión del mensaje genético
REGULACIÓN EN EUCARIOTASPresenta tres diferencias respecto a la de eucariotas:La activación de la transcripción está relacionada con cambios en la estructura de la cromatina.
Predomina la regulación positiva o por inducción.En eucariotas hay una separación física respecto al lugar donde se produce la transcripción (núcleo) y la traducción (citoplasma).
REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA