UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA Unidad Xochimilco

  División de Ciencias Biológicas y de la Salud

 Tronco Común Divisional

 Módulo: Procesos Celulares Fundamentales

Por: Alberto Aráoz Vásquez

Lic. en Medicina Veterinaria y Zootecnia 

Docente:Dr. Jorge Antonio Amézquita Landeros

  

Grupo: BB12A

Concepto de la diferenciación. Dogma central de la biología. El proceso de la transcripción,

el proceso de la traducción, código genético, niveles de regulación.

TEMA

Concepto de diferenciación.• La transformación morfológica y fisiológica de las células

en tejidos adultos o diferenciados constituye el proceso de diferenciación celular. La diferenciación se produce por la activación diferencial de algunos genes y la represión de otros. Durante el proceso de diferenciación las células sufren una serie de cambios en sus características y se produce un reajuste en sus relaciones mutuas. Los cambios principales son:

• Alteraciones en el contenido celular: vacuolas, plásmidos, sustancias ergásticas, alteraciones profundas del protoplasma o desaparición del mismo.

• Cambios en la estructura de las paredes celulares: en espesor y en composición química, o por desaparición de porciones de la misma (vasos)

Dra. Ana María Gonzales. (2006). Diferenciación celular. 13 de octubre de 2015, de Facultad de Ciencias Biológicas Sitio web: http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema10/10-7difcelular.htm

Dogma de la Biología 1. La información contenida en el ADN se transcribe a una molécula de ARN

(proceso llamado transcripción) que recibe el nombre de ARN mensajero o ARNm.

2. La información contenida en el ARNm es "leída" por estructuras llamadas ribosomas, traduciendo el lenguaje nucleico al lenguaje proteico. La relación que hay entre ambos lenguajes recibe el nombre de Código Genético. Este proceso se denomina traducción.

• Otra función del ADN es la de transmitirse a su descendencia. Esto lo hace el ADN duplicándose a sí mismo en el proceso conocido como replicación. Ahora bien: en la reproducción sexual, el nuevo individuo recibe la mitad del ADN de cada uno de sus padres. Así, este individuo es genéticamente distinto de ambos: así es como la reproducción sexual genera variabilidad. Si el ADN se transmitiera a la célula o al individuo hijo sin variación, como copia exacta del ADN parental, estaríamos ante la reproducción clónica.

Hugo Gomez Ceron . (2009). Dogma central de la Biología . 13 de octubre de 2015, de Bios. Sitio web: http://benitobios.blogspot.mx/2009/06/dogma-central-de-la-biologia.html

ESQUEMA

Proceso de Transcripción

• La transcripción es un proceso en el que la información genética del ADN pasa al ARN mensajero (ARNm). Es el primer paso de la síntesis de proteínas. El ARNm transporta la información desde el núcleo, donde está codificada en el ADN, hasta el citoplasma, donde se encuentran los ribosomas. El paso de ADN a ARNm se hace construyendo una copia complementaria nucleótido a nucleótidos teniendo en cuenta que en el ARNm el uracilo es el complementario a la adenina. Esta copia la realiza la enzima ARN polimerasa II en tres etapas: iniciación, elongación y terminación. La ARN polimerasa II se une a un sitio específico del ADN llamado promotor para comenzar la transcripción. No todos los genes se expresan sino que en cada tipo celular y en cada momento funcional hay un perfil de expresión génica que proporciona a cada célula su identidad y le permite adaptarse a las

funciones que debe realizar.

Fibao 2.0. (2007). Transcripción . 13 de octubre de 2015, de Medicina molecular Sitio web: http://medmol.es/temas/66/

Tipos de ARN• El ARN (ácido ribonucleico) es una importante molécula compuesta por

largas cadenas de nucleótidos, que está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas. Tiene influencia en funciones de síntesis proteica y en la expresión genética, ya que ejerce de complemento del ADN.

• ARN mensajero: Es el encargado de llevar información acerca de la secuencia de aminoácidos proteicos desde el ADN hasta el ribosoma, el lugar en el que se sintetizan las proteínas de una célula. En las eucariotas el ARN mensajero se sintetiza en el núcleo celular.

• ARN ribosómico: Se combina con proteínas para desarrollar ribosomas. La función principal de este tipo de ARN es constituir la estructura del ribosoma, y generar los enlaces necesarios entre los aminoácidos durante la síntesis de proteínas. Fuera de ésta función, actúan como ribosomas.

• ARN de transferencia: Se encargan de transferir un aminoácido en particular al polipéptido naciente. Se anexan a lugares preestablecidos del ribosoma durante la traducción, y tienen un sitio específico para el establecimiento del aminoácido. En síntesis, la principal labor del ARN de transferencia es transferir los aminoácidos al ribosoma.

• ARN reguladores: Varios tipos de ARN se encargan de regular la expresión genética, ya que son complementarios de regiones particulares del ARN mensajero o de genes del ADN.

• ARN de interferencia: Son moléculas de ARN que eliminan la expresión de genes distinguidos a través de procesos llamados ribo interferencia, o interferencia por ARN. 

http://www.tipos.co/tipos-de-arn/ Fecha de consulta: 13 de Octure de 2015

Proceso de Traducción• La traducción es el proceso mediante el cual se produce la síntesis de

proteínas. Este proceso ocurre en el citoplasma de la célula y para la mayoría de las proteínas de forma continua, durante todo el ciclo celular a excepción de la etapa M. Las funciones de las células siempre van a estar implicadas con las funciones de las proteínas por lo que la expresión de la información genética como proteínas garantiza que las enzimas aceleren las reacciones del metabolismo, los transportadores posibiliten el intercambio de sustancias, los anticuerpos la defensa del organismo, las hormonas proteicas la regulación del metabolismo, los receptores el intercambio de información entre las células, entre otras.

Etapas y componentes

• Etapa de Elongación: En esta etapa ocurre la formación del enlace polimerizante durante la formación de la proteína. Aquí, al igual que en las otras etapas, la participación de proteínas adicionales no ribosómicas es fundamental; las que se denominan factores de elongación.

• Etapa de Terminación: Como los codones de terminación no tienen ARNt que los identifique, en su lugar esto constituye una señal para dar inicio a la terminación de la traducción. El codón de terminación es reconocido por un factor de liberación unido al GTP. En estos momentos el ribosoma se encuentra en condiciones de iniciar un nuevo evento de traducción.

• Etapa de Pos terminación: Esta etapa corresponde a la maduración o procesamiento de la molécula formada. Durante esta etapa la proteína alcanza su estructura y conformación con su actividad biológica.

http://www.ecured.cu/index.php/Traducci%C3%B3n_del_ADN#Etapa_de_Preiniciaci.C3.B3n fecha de consulta: 13 de octubre de 2015

Código genético.• Es el conjunto de reglas que define la traducción de una secuencia

de nucleótidos en el ARN a una secuencia de aminoácidos en una proteína, en todos los seres vivos. El código define la relación entre secuencias de tres nucleótidos, llamadas codones, y aminoácidos. De ese modo, cada codón se corresponde con un aminoácido específico.

• La secuencia del material genético se compone de cuatro bases nitrogenadas distintas, que tienen una función equivalente a letras en el código genético: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C) en el ADN y adenina (A),uracilo (U), guanina (G) y citosina (C) en el ARN.

Niveles de Regulación

Transcripcional

• La transcripción de un gen en estado activo está controlada en la iniciación por la interacción de la RNA polimerasa con su promotor. En la mayoría de los genes, éste es el punto de control más importante. Probablemente sea el nivel más común de regulación. La regulación de la transcripción de un gen especifico de tejido es la base de la diferenciación eucariota, como por ejemplo, las proteínas que regulan el desarrollo embrionario que no son más que factores de transcripción.

Post- transcripcional

• A nivel postranscripcional, la regulación de la expresión de los genes se subdivide en:

1. Splicing diferencial2. Diferentes sitios de poliadenilación3. Estabilidad de los mRNA4. Almacenamiento de los mRNA

• Splicing diferencial: La mayoría de los genes interrumpidos se transcriben en un RNA que da lugar a un solo tipo de mRNA maduro: en estos casos, no hay variación al asignar los exones y los intrones. Pero los RNAs de algunos genes tienen patrones desplicing diferencial, cuando un solo gen da lugar a más de una secuencia de mRNA. Esto es utilizado particularmente por algunos virus, y permite diversos tipos de relaciones entre un gen y su producto mRNA.

• Elección del sitio de poliadenilación: Otra posibilidad de obtener varios tipos de mRNAs a partir de un mismo transcrito primario reside en la variabilidad de elección del sitio de poliadenilación. Los cambios del sitio de poliadenilación y adición de la cola poli A pueden modificar el extremo carboxi-terminal de la proteína. La elección del sitio de poliadenilación es muy utilizada por determinados virus como el adenovirus así como por varios genes celulares como el de la calcitonina

• Estabilidad de los mRNAs: La modificación de la duración de la vida de los mensajeros es un factor importante en la regulación de la expresión de algunos genes. La estabilización de los mRNAs de oncogenes como c-myc y c-fos con lleva a un aumento de la concentración celular de las proteínas correspondientes que pudiera ser en este caso, al menos, la causa de una proliferación celular descontrolada.

• El almacenamiento de los mRNA: Se sabe desde hace tiempo que el almacenamiento de los mRNAs tanto en el núcleo como en el citoplasma, es un medio de regulación. Pero lo que no se conoce aún en cómo se decide ese almacenamiento y cuáles son los mecanismos que lo rigen. Numerosos genes son transcritos y jamás aparecen sus productos de traducción. La complejidad de los RNA nucleares es alrededor de 20 veces mayor que las de los mensajeros citosólicos. 

http://fbio.uh.cu/sites/genmol/confs/conf7/p04_euc.htm Fecha de consulta: 13 de octubre de 2015

Traduccional

• Este nivel de regulación es el menos conocido de todos. Parece ser que los mecanismos que lo rigen juegan un papel importante en el almacenamiento recién estudiado, ya que la traducción depende de la liberación de los mRNAs, aún cuando el almacenamiento sea breve. Tampoco todos los mRNAs que llegan al citoplasma se traducen en proteínas.

• A veces se encuentran mRNAs que dirigen la síntesis proteica in vitro, aunque sus proteínas correspondientes no se sintetizan en las células de las cuales se obtuvo el mRNA. La posibilidad de que un mRNA sea traducido en auténticas proteínas in vitro, demuestra que éste es capaz de funcionar como molde. De esta manera, su incapacidad de ser traducido in vivo puede tomarse como evidencia del control traduccional. Deben haber algunos mecanismos in vivo que eviten la traducción.

• Las partículas "almacenadas" de RNP de embriones marinos son un buen ejemplo de este fenómeno.

Post- traduccional• Las proteínas recién sintetizadas pueden sufrir modificaciones

postraduccionales que son, a su vez, una manera de controlar la expresión de los genes en eucariontes. Esta regulación puede ser cuantitativa o cualitativa. Se trata de glicosilaciones, fosforilaciones, acetilaciones, ribosilaciones, etc. Se puede dar el caso de poliproteínas que sufren cortes, mecanismo que es común en la síntesis de hormonas peptídicas como la insulina. La insulina está formada por dos cadenas polipeptídicas. Primeramente se sintetiza una cadena de 86 aminoácidos que es la preproinsulina. Se elimina el péptido señal y queda la proinsulina con 62 aminoácidos. Sucede un plegamiento tridimensional de la proinsulina que está estabilizado por enlaces disulfuros. A continuación se eliminan 31 aminoácidos por cortes internos dando la insulina activa.

Revista y Patia. (2008). Regulación de la expresión génica . 13 de octubre de 2015, de F. Biologica Sitio web: http://fbio.uh.cu/sites/genmol/confs/conf7/p04_euc.htm

Bibliografía • Dra. Ana María Gonzales. (2006). Diferenciación celular. 13 de octubre de 2015, de

Facultad de Ciencias Biológicas Sitio web: http://www.biologia.edu.ar/botanica/tema10/10-7difcelular.htm

• Hugo Gomez Ceron . (2009). Dogma central de la Biología . 13 de octubre de 2015, de Bios. Sitio web: http://benitobios.blogspot.mx/2009/06/dogma-central-de-la-biologia.html

• Fibao 2.0. (2007). Transcripción . 13 de octubre de 2015, de Medicina molecular Sitio web: http://medmol.es/temas/66

• http://www.tipos.co/tipos-de-arn/ Fecha de consulta: 13 de Octure de 2015

• http://www.ecured.cu/index.php/Traducci%C3%B3n_del_ADN#Etapa_de_Preiniciaci.C3.B3n fecha de consulta: 13 de octubre de 2015

• http://fbio.uh.cu/sites/genmol/confs/conf7/p04_euc.htm Fecha de consulta: 13 de octubre de 2015

• Revista y Patia. (2008). Regulación de la expresión génica . 13 de octubre de 2015, de F. Biologica Sitio web: http://fbio.uh.cu/sites/genmol/confs/conf7/p04_euc.htm