1 los ácidos
nucleicos poseen las propiedad de portar información, una condición que no
posee ninguna otra molécula.
2 la información
que portan los ácidos nucleicos se va a expresar en forma de proteínas mediante
la construcción de cadenas poli-peptídicas.
3 debemos saber
cómo las estructuras de los ácidos nucleicos pueden contener la información que
necesita el organismo y también como se sintetizan y degradan estas moléculas.
4 contenido :
-ácidos
nucleicos estructura y propiedades
-organización
del ADN; genes: la unidad de información que llevan los Ac. Nucleicos se
denominan genes. Por ello el Ac. Nucleico se organiza de una manera especial.
-metabolismo de
los ácidos nucleicos: catabolismo y anabolismo de estos compuestos. Los Ac.
Nucleicos pueden tener dos orígenes distintos:
Ac. Nucleicos endógenos: cuando metabolizamos nuestros propios Ac. Nucleicos
Ac. Nucleicos exógenos: cuando estos compuestos provienen de la ingesta de
alimentos
-replicación del
ADN: síntesis del ADN
5 existen dos
tipos de Ac. Nucleicos:
-ácidos
ribonucleico
-ácido
desoxirribonucleico
7 la molécula
del ADN tiene dos hebras. Estas dos hebras de ADN están interactuando para
constituir la molécula del ADN.
8 cada hebra de
ADN está formada por varias unidades denominadas nucleótidos que se
enlazan por enlaces fosfodiéster.
9 sabemos que
entre las hebras de ADN se dan interacciones de tipo no covalente. Las
responsables de establecer estos enlaces de tipo no covalente son las bases
nitrogenadas, estos enlaces son de tipo no covalente.
10 las bases
nitrogenadas que encontraremos formando parte de las hebras de ADN son:
Adenina
Citosina
Timina
Guanina
11 la molecula
de ARN tiene las siguientes bases nitrogenadas:
Adenina
Citosina
Uracilo
Guanina
12 otra
característica del ARN es que esta esta solamente formada por una hebra de ácido
nucleico.
13 la molécula
del ARN tiene la capacidad de formar regiones de doble hélice pero de tipo
molecular. Esto lo realiza formando pliegues de forma que se pueden formar
regiones de doble cadena de ácido ribonucleico semejante a la molécula de ADN.
En estas cadenas plegadas de Ac. Ribonucleico se forman también enlaces puentes
de hidrogeno. Se diferencia del ADN en que no son dos hebras sino solamente una
pero plegada.
14 como ya
dijimos los ácidos nucleicos están formados por unidades estructurales llamadas
nucleótidos, lo cual quiere decir que estas moléculas de ácidos nucleicos son
polímeros formados por muchos monómeros. Estos nucleótidos a su vez presentan
en su estructura las siguientes partes:
-un azúcar
pentosa, es decir formada por cinco carbonos. Para el caso de del ARN tenemos
la ribosa y en el caso del ADN tenemos la desoxirribosa. La ribosa se
diferencia de la desoxirribosa en presenta un grupo OH en el carbono dos
mientras que en el carbono dos de la desoxirribosa se presenta solamente un
hidrogeno. Recordemos la importancia del carbono 1 prima que hace
psible el enlace con la base nitrogenada y el carbono 3 prima y 5 prima muy
importantes para los enlaces fosfodiester y para la replicación del ADN
-en el carbono
uno se presenta un enlace con una base nitrogenada, la cual puede ser de dos
tipos: Púrica y pirimidica
en este caso los
carbonos de las bases nitrogenadas forman anillos que pueden ser dobles o
solamente de un anillo. Los carbonos de estos anillos se enumeran también con
los números 1,2,3… recordemos que los carbonos del azúcar del nucleótido
también se enumeran así pero en este caso los números van acompañados de un
coma por lo cual serán 1 prima o dos prima etc.
-el grupo
fosfato que se encuentra unido al azúcar ribosa o desoxirribosa por el carbono
cinco prima.
15 las bases
nitrogenadas pueden ser de tipo
Puricas: formada
por dos anillos y son :
Adenina : posee
un grupo amino
Guanina : posee
un grupo ceto
Pirimidicas:
formada por un anillo:
Timina: presenta
dos grupos ceto
Citosina:
presenta un grupo ceto y un grupo amino
Uracilo:
presenta dos grupos ceto
16 la semejanza
que se presenta entre el uracilo y la timina es muy marcada solamente se
diferencian en que la timina presenta además de los dos grupos cetos y grupo
metilo. Esta semejanza hace posible que las enzimas que regulan la replicación
del ADN puedan cometer errores en ocasiones. Recordemos también que el uracilo
solamente está presente en el ARN.
ESTUDIO DEL ADN
17 polímeros de
desoxirribonucleicos unidos por enlaces fosfodiester. Compuestos de dos hebras
anti-paralelas. Es el principal reservorio de la información biológica.
18 la molécula
de ADN como ya sabemos está constituida por dos hebras de ácido desoxirribonucleico
las cuales están dispuestas en forma anti-paralelas de manera que en una de las
hebras podemos reconocer que el enlace con el grupo fosfato se encuentra en el
carbono 5 prima y en sentido descendente podemos observar un enlace del grupo
fosfato con el carbono tres prima. Este mismo grupo fosfato se encuentra unido
al carbono cinco prima del azúcar inmediatamente inferior, formando un enlace
fosfodiester. Esta secuencia sigue extendiéndose a través de toda la longitud
de la cadena de nucleótidos. Al final de la cadena de ácido desoxirribonucleico
el último nucleótido no presenta en el azúcar el carbono tres prima
enlace con el grupo fosfato de forma que la cadena empezó con un enlace
de un grupo fosfato con el carbono cinco prima y finalizo con un último enlace
5 prima pero el carbono tres prima de este azúcar en última posición que da
libre. La otra cadena de ácido desoxirribonucleico está dispuesta de manera
inversa. Es decir que de arriba hacia abajo en nuestro esquema empieza con un
carbono tres prima libre de enlace en el azúcar del primer nucleótido y termina
con un grupo fosfato unido al carbono cinco prima del azúcar del último
nucleótido, de forma que su inicio es 3 prima y su final es cinco prima, lo
contrario de la otra cadena.
19 también ya
dijimos que las cadenas de nucleótidos interactúan entre si mediante las bases
nitrogenadas de los nucleótidos de manera que esta interacción le dará
estabilidad a la molécula de ADN. Esta interacción química es de tipo no
covalente y son los llamados puentes de hidrogeno.
20 observamos
que entra las bases nitrogenadas timina y adenina existen dos puentes de
hidrogeno mientras que entre la guanina y citosina existen dos tres puentes de
hidrogeno.
21 la formación
de los puentes de hidrógenos entre las bases nitrogenadas depende de los átomos
presentes (hidrogeno y oxigeno o nitrógeno) y una distancia adecuada entre
estos átomos para que la interacción sea posible.
22 es evidente
que la interacción entra la guanina y la citosina es más estable o fuerte que
la interacción entre la adenina y la timina porque en el primer caso existen
tres enlaces puentes de hidrogeno mientras que en el segundo caso solamente
existen dos enlaces puentes de hidrogeno. Es decir mientras más enlaces puentes
de hidrogeno hayan más estable y fuerte será el enlace.
23 es muy
importante saber que además de las interacciones puente de hidrogeno que
existen entre las bases nitrogenadas de la hebras homóloga de la molécula
de ADN también se dan interacciones entre las bases nitrogenadas de la misma
hebra de ácido desoxirribonucleico de manera que le dan mayor estabilidad a la
molécula de ADN. Estas fuerzas de “apilamiento” que aparecen entre las bases
nitrogenadas de los nucleótidos de una u la otra hebra con las bases
nitrogenadas del par de nucleótidos por encima y por debajo de la molécula de
ADN son muy importantes para darle mayor estabilidad a la molécula.
24 como es observable en el
esquema las interacciones entre las bases nitrogenadas que son de naturaleza no
covalente por medio de puentes de hidrogeno se encuentran en el interior de la
molécula de manera que estas interacciones constituyen fuerzas internas que
impiden que la molécula de ADN se separe en sus dos hebras constitutivas. Son
fuerzas internas que mantienen la integridad del ADN
LA MOLECULA DEL ARN
25 es un polímero de ribonucleótidos formados por enlaces fosfodiester. Presenta uracilo en vez de timina y grupo OH en vez solo de hidrogeno en el carbono 2 prima. Compuesto de una sola hebra. Puede formar regiones de doble hélice intra-molecular. Única molécula con funciones informacionales y catalíticas.
26 debemos poner
mucho énfasis en que la molécula del ARN tiene como propiedad, a diferencia del
ADN, de formar o romper enlaces. Esto quiere decir que las moléculas de ARN
tienen propiedades enzimáticas de forma que puede ejercer funciones catalíticas
sobre otras moléculas.
27 los
enlaces que puede romper el ARN son los de tipo fosfodiester. Las moléculas de
ARN con capacidad catalítica se denominan RIBOZIMAS
28 la capacidad
catalítica del ARN se debe al grupo OH(carbono dos prima) que poseen los
nucleótidos del ARN (azúcar pentosa ribosa).
29 tipos de ARN
en procariotas y eucariotas:
-ARN
mensajero(mRNA)
-ARN de
transferencia(tRNA)
-ARN
ribosomal(rRNA)
-ARN pequeño
nuclear(RNAsn)-un ejemplo de este es el ARN pequeño nucleolar.
-ARN de
interferencia
30 se ha
observado que el ARN pequeño nuclear tiene la propiedad catalítica por ello
forma parte de las ribozimas.
31 se ha
observado que este ARN pequeño nuclear se une a proteínas formando las riboproteinas
que tienen la capacidad de romper otras moléculas de ARN. El tipo de ARN que
puede ser roto así es el ARN mensajero
32 sabemos que
el ARN mensajero sufre muchos cambios en su estructura sobre todo en organismos
eucarióticos. Estos cambios son llevados a cabo por ARN pequeño nuclear más
proteínas.
33 el ARN de
transferencia es un tipo de regulador de la expresión génica. Sabemos que no
todos lo la información contenida en los genes debe ser expresada en forma de
proteínas porque el organismo no lo requiere en un momento determinado. Es en
este punto en que el ARN de interferencias hace su trabajo. Tambien sabemos que
el ARN mensajero es una molécula intermediaria entre el ADN y la proteína de
manera que el ARN mensajero debe traducirse para que se forme la proteína. Se
dan casos en los que la proteína yo no es necesaria para el organismo en
determinado momento a pesar de que el ARN ya está formado llevando una
plantilla del ADN transcrito, en ese momento es necesaria la intervención del
ARN de interferencia para evitar que el ARN mensajero se traduzca.
ARN MENSAJERO
34 sabemos que
el intermediario de la información que se encuentra en el ADN es el ARN
mensajero este se forma después de un proceso de traducción.
35 el ARN
mensajero también tiene un extremo 5 prima y tres prima.
36 el ARN
mensajero presenta un región denominada CAP (caperuza) que protege el extremo 5
prima de la molécula.
37 a
continuación de CAP se encuentra una región denominada UTR 5 prima, una región
que no se va a traducir. Ayuda a la estabilidad de la molécula. Ayuda al
proceso de traducción.
38 después
de UTR5 prima sigue una región denominada secuencia codificante con una
posición de inicio y stop. Esta si es la secuencia de ARN que si se va a llevar
información para la cadena poli-peptídica.
39 seguidamente
a la región de la secuencia codificante se encuentra la región denominada 3
prima UTR que tampoco se traduce en proteínas y sirve para brindar estabilidad
al ARN y dentro de esta se encuentra una secuencia de nucleótidos que van a
permitir la agregación de bases nitrogenadas de tipo adenina.
40 la secuencia
que sigue esta formada caso exclusivamente por nucleótidos que contienen bases
nitrogenadas de tipo adenina. Esta secuencia se denomina cola POLY A. esta
parte del ARN es muy importante porque protege la integridad de la molecula
debido a que en el medio intracelular se encuentran nucleasas que degradan
precisamente este tipo de moléculas en condiciones necesarias. Por ello las
moléculas de ARN deben permanecer protegidas mientras sea necesario.
41 sabemos que
el proceso de transcripción se realiza en el núcleo de la célula y por lo tanto
la formación de ARN se da en el núcleo. Sabemos también que el proceso de
traducción se da en el citoplasma donde el ARN se traduce en las proteínas
necesarias. Por ello entendemos que el ARN debe transportarse desde el núcleo
al citoplasma. Es importante que el ARN esté debidamente estabilizado y
protegido contra la acción de las nucleasas que existen en el medio
intracelular para que el ARN pueda cumplir con su trabajo. La región CAP o
caperuza y la cola POLY A están encargadas precisamente de proteger al ARN en
su trayecto.
42 en cuanto al
ARN de transferencia diremos que este presenta una sola hebra de ARN como
cualquiera de este tipo, pero que posee regiones intra-moleculares de doble
hélice. Esto se debe a que la molécula de ARN de transferencia se pliega sobre
si misma adoptando una forma muy característica en forma de trébol es decir con
cuatro brazos o lux. La molécula de ARN presenta un extremo 5 prima( que en el
esquema se aprecia más corto) y un extremo 3 prima( que en el espeque aparece
más largo). Sabemos que este tipo de ARN tiene la función de transportar las
moléculas de aminoácidos hacia el ribosoma, de manera que aminoácido se une al
extremo 3 prima y es llevado al lugar donde se ensamblan las proteínas.
43 por cada ARN
de transferencia se va a transportar un aminoácido.
44 cada ARN de
transferencia lleva un aminoácido en particular.
45 el primer
aminoácido en incorporarse en la síntesis de proteínas en procariotas es la
N-formil-metionina. En eucariotas el primer aminoácido que se incorpora en la
cadena poli-peptídica es la metionina.
46 el ARN ribosomal se
encuentra en el ribosoma donde se lleva a cabo la traducción del ARN. Este ARN
ribosomal se encuentra asociado a proteínas, o mejor dicho a varias cadenas
poli-peptídicas. Observamos que este tipo de ARN adopta formas caprichosas pero
podemos reconocer en ellas un extremo 5 prima y un extremo 3 prima. A pesar de
su complicada disposición sigue siendo una sola cadena de ARN. También
encontramos regiones de uniones intra-moleculares de doble hélice.
PROPIEDADES FISICAS
Y QUIMICAS DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
47 los ácidos nucleicos poseen una gran estabilidad. Debida principalmente a las interacciones hidrofóbicas de apilamiento entre las bases dispuestas paralelamente.
48 también
contribuye en la estabilidad de los ácidos nucleicos los puentes de hidrogeno
que se forman entre las bases nitrogenadas aunque no es la principal causa sino
la citada anteriormente.
49 los ácidos
nucleicos tienen la propiedad de la denaturación y la renaturación de sus
cadenas polinucleotidicas. Por ello decimos que el calentamiento destruye la
doble hélice de los ácidos nucleicos. Por otro lado la renaturación ocurre a
bajas temperaturas. Otra manera de decirlo es que por ejemplo el ADN tiene la
capacidad de separar sus hebras así como también las regiones de uniones
intra-moleculares del ARN pueden separarse. De la misma forma tienen la
propiedad de volverse a juntar.
50 la
denaturación es la separación de las cadenas poli-nucleotídicas del ADN o el
ARN( interacciones intra-moleculares) por la ruptura de las interacciones no
covalentes como los enlaces puente de hidrogeno por acción de una elevada
temperatura. Observamos experimentalmente que a partir de 80º C las
hebras de ADN se empiezan a separar una de la otra en ciertas regiones
solamente. A 95ºC podemos estar seguros de todas las moléculas de ADN se han
denaturado completamente.
51 la
temperatura a la que el 50% de las moléculas de ADN se han denaturado se le
denomina TEMPERATURA MEDIA.
52 en cuanto a
las propiedades espectroscópicas de los ácidos nucleicos: sabemos que los complejos
coloreados tienen la propiedad de absorber luz y que esta propiedad puede
servir para determinar su concentración. Sabemos también que los compuestos
orgánicos como las proteínas por ejemplo no tienen color por lo cual necesitan
ser “coloreados” con reactivos adecuados de manera que se logre formar por
medio de reacciones complejos coloreados de máxima absorbancia que puedan
ser medidos. Debemos tener en cuenta que las proteínas si absorben luz a pesar
de no ser coloreados, porque la propiedad de absorber luz es una propiedad de
la materia, sin embargo la luz que absorben las proteínas es de 280 nm por lo
cual no son coloreados es decir nos e encuentra dentro del rango de luz visible
por los seres humanos. Por esto tendríamos que hacer la lectura en el rango de
luz ultravioleta, sin embargo este tipo de lectura es algo más complicado que
con la lectura de complejos coloreados por lo cual se prefiere trabajar con
estos últimos.
53 los ácidos
nucleicos también absorben luz y por lo tanto poseen un grado de absorbancia
determinado que se encuentra como es obvio en el rango de la luz ultravioleta.
Al contrario que las proteínas los ácidos nucleicos no son susceptibles de
formar complejos coloreados por procedimientos normales por lo cual deben ser
leídos en longitudes de onda ultravioleta.
54 los ácidos de
luz ultravioleta. La longitud de onda de máxima absorbancia es de 260 nm.
55 si queremos
averiguar la absorbancia de una solución de ácido nucleico lo haremos no
en una cubeta de plástico como normalmente se hace para complejos coloreados
sino en una cubeta de cuarzo que no interfiere con la absorbancia del ácido
nucleico.
56 sabemos que
la capacidad de absorber luz ultravioleta del ADN son las bases nitrogenadas.
57 sabemos que
las bases nitrogenadas en el ADNds(es el ADN de doble cadena) se encuentra al
interior de la molécula de ADN por lo cual permanecen en cierta forma ocultas
por ello decimos que la absorbancia es algo menor en ácidos nucleicos tipo ADN
que se encuentran como doble cadena de ADN. Es evidente que el ADNss (ADN de
una sola cadena) puede absorber más luz ultravioleta debido a que las bases
nitrogenadas estas más expuestas. Por ello decimos que en este último estado
del ADN las absorbancia es mayor que la de doble cadenas a una misma longitud
de onda(260 nm). Es predecible que una solución de nucleótidos libres tenga aun
una mayor absorbancia a una misma longitud de onda que el ADN de una sola
cadena. A esta propiedad de los ácidos nucleicos le denominamos hipercromicidad
e hipocromicidad.
ORGANIZACIÓN EN EL
ADN: LOS GENES EN EUCARIOTAS
58 los genes
eucarióticos contienen secuencias codificantes denominadas exones, separadas
entre si por secuencias no codificantes denominadas intrones.
59 todos los
genes tienen siempre una secuencia inicial denominada promotora que es una
secuencia de nucleótidos que regula la expresión de ese gen. Por lo
tanto la secuencia promotora es una secuencia de ADN que regula la expresión
del gen.
60 las regiones
que llevan información son los exones y las secuencias de ADN que no llevan
información son los intrones.
61 la
importancia de los intrones es muy grande ya que gracias a estas regiones se
puede logran una amplia versatilidad del gen. Esto quiere decir que un mismo
gen puede codificar varios tipos de una proteína de acuerdo a las necesidades
del organismo. la explicación de como sucede esto es que debido a los intrones
interrumpen la secuencia de ADN codificante estos segmentos pueden logran
combinaciones diferentes es decir que en un gen existen varios exones separados
por intrones, estos exones que son secuencias codificantes se pueden
combinar de varias formas para constituir la información de una proteína es
especifico diferente las proteínas que se pueden formar en base a la
combinación de exones diferentes. En conclusión diremos que a partir de un
mismo gen se pueden obtener diferentes cadenas poli-peptídicas en consecuencia
habrá mayor variedad de proteínas
62 veremos que
la hebra que funciona como plantilla para la transcripción de la información en
el ARN es la hebra que comienza en 3 prima y termina en 5 prima. la otra cadena
es complementaria y no tiene función en la transcripción.
63 también veremos que el ARN
mensajero, que se sintetiza a partir de una plantilla de ADN que empieza en
tres prima y termina en cinco prima, empieza a sintetizarse en cinco prima y
termina en tres prima por complementariedad de cadenas poli-nucleotidicas.
MODICACIONES DEL
TRANSCRITO EN EUCARIOTAS
64 observamos
también que la secuencia promotora no se transcribe solamente los exones e
intrones correspondientes al gen que se va expresar.
65 las
secuencias de ARN con exones e intrones se considera inmaduro, una parte del
proceso que no se da en procariotas. se le denomina ARNhn(heterogéneo nuclear)
66 el ARN
inmaduro debe sufrir algunas modificaciones para que esté listo en el proceso
de la traducción. Para ello sufre la agregación en el extremo 5 prima de la CAP
que es un nucleótido modificado llamado 7 METIL-GUANOCINA que como ya dijimos
es la caperuza que protege al ARN en su trayecto hacia el citoplasma. También
sufre la agregación de la cola de POLI A en el extremo 3 prima.
67 en seguida en
ARN en proceso de transformación o preparación para su salida al citoplasma
sufre un proceso denominada CORTE Y EMPALME (SPLAYSING) por el cual los
intrones son cortados o retirados de la secuencia de nucleótidos y en seguida
son empalmados o pegados las secuencias codificantes de exones. Los encargados
de realizar este proceso son los ARN pequeño nuclear.
68 después de la
agregación de CAP, POLI-A y del retiro de los intrones finalmente se obtiene un
ARN maduro con la capacidad de migrar hacia el citoplasma para la traducción.
METABOLISMO DE LOS
ACIDOS NUCLEICOS
69 el
metabolismo de los ácidos nucleicos puede seguir una vía catabólica y una vía
anabólica.
CATABOLISMO
70 las moléculas
de ADN endógeno sufren un proceso de catabolismo porque estas moléculas deben
ser recambiadas en el transcurso de la vida del organismo. el mismo proceso de
catabolismo sufren los ácidos nucleicos de origen endógeno. De este proceso
obtenemos unidades denominadas nucleótidos.
71 parte de los
nucleótidos producto de la degradación de nacidos nucleicos se van a utilizar
en la síntesis de nuevos ácidos nucleicos. La otra parte de los nucleótidos se
degradara totalmente de forma que se obtiene un producto de desecho denominado
ácido úrico.
ANABOLISMO
72 en la ruta
anabólica formaremos nuevos ácidos nucleicos.
73 podemos
utilizar los nucleótidos que se obtuvieron como producto de la degradación de
ácidos nucleicos para la síntesis de nuevos ácidos nucleicos. Los nucleótidos
son utilizados para obtener de ellos las bases nitrogenadas o núcleo-bases, que
luego serán utilizadas en la ruta anabólica.
74 el proceso
por el cual se utilizan los nucleótidos de la degradación de ácidos nucleicos
para sintetizar nuevas moléculas de ácidos nucleicos se le denomina RUTA DE
SALVAMENTO
75 en la ruta
anabólica de los Ac. Nucleicos también se pueden utilizar a donantes de carbono
y nitrógeno para construir los nucleosidos y estos en nucleótidos y estos a su
ven en Ac. Nucleicos. Este proceso es denominado SINTESIS DE NOVO.
76 para la
síntesis de Ac. Nucleicos podemos utilizar las bases nitrogenadas de origen
exógenos debido a la absorción intestinal de estos en la dieta o las bases
nitrogenadas de origen endógeno por la degradación de nuestros propios Ac.
Nucleicos. En el caso que utilicemos las bases nitrogenadas producto del
catabolismo de Ac. Nucleicos ya sean endógenos o exógenos le denominaremos la
ruta de salvamento y si utilizamos carbono y nitrógeno para formar bases
nitrogenadas le denominaremos ruta de novo. Esta última ruta es la que hacen
los organismos para formar sus propias bases nitrogenadas.
REPLICACIÓN DEL ADN
77 la
replicación del ADN es el mecanismo por el cual se obtiene una copia a partir de
una molécula de ADN.
78 la
replicación del ADN es semi-conservativa, cada cadena actúa como molde para la
síntesis de una cadena nueva. Comienza con el origen y es bidireccional. la
síntesis va en dirección 5 prima a 3 prima y es semi-discontinua. Existen dos
hebras: guía y retrasada.
79 cada una de
las hebras de una molécula de ADN sirve como molde para la formación de una
nueva hebra de ADN.
80 la
replicación del ADN comienza en un punto pero también en el punto contrario de
la molécula de ADN por ello decimos que es bidireccional. Es lo que se debe
entender cuando se dice “burbuja de replicación”
81 la replicación siempre se
da de 5 prima a 3 prima en las dos hebras del ADN. Sabemos que una de las
hebras tiene dirección de 3 prima a 5 prima por lo cual la replicación no tiene
ningún problema ya que la cadena en síntesis es perfectamente complementaria
(de 5 prima a 3 prima) por este motivo en esta hebra la síntesis es continua.
El problema se da en la hebra que posee dirección de 5 prima a 3 prima porque
la cadena complementaria obligadamente tiene que ser de 5 prima a 3 prima lo
cual es imposible porque no habría complementariedad en la síntesis de ADN de
esta forma. En este último caso la síntesis de la hebra complementaria de 5
prima a 3 prima se da de forma discontinua para salvar esta dificultada.
ADN POLIMERASAS
82 responsables
de la síntesis de ADN
83 las ADN polimerasas
catalizan las reacciones de adición de desoxiribonucleotidos trifosato(dNTP)
complementarios al extremo 3 prima OH de una cadena polinucleotidica. Sabemos
que para la formación de ADN se necesitan nucleótidos como elementos constituyentes
pero estos al principio durante su agregación por las ADN polimerasas se
presentan en forma de desoxiribonucleotidos trisfosfato es decir un nucleótido
más dos fosfatos. Este se da así porque la energía contenida en los enlaces de
fosfato es necesaria para la agregación de estos nucleótidos a la cadena de ADN
en síntesis. Una vez que el nucleótido es agregado los dos fosfatos restantes
se pierden en forma de pirofosfato.
REQUERIMIENTOS DE LAS ADN
POLIMERASAS
84 las ADN
polimerasas requieren una hebra de ADN como molde
85 requieren una
cadena cebadora con un extremo 3 prima OH libre. Esta cadena cebadora es ARN
que va ser sintetizada por una enzima llamada primasa. Esta cadena cebadora le
sirve a la ADN polimerasa como un soporte para la agregación de los primeros
nucleótidos a la cadena en síntesis. La ADN polimerasa necesita de un extremo
libre de 3 prima OH lo cual es accesible gracias al cebador. La enzima primasa
agrega una pequeña cadena de ARN complementaria a la cadena de ADN molde la cual
le permite a la ADN polimerasa agregar nucleótidos a la cadena en síntesis.
86 requiere los
cuatro desoxiribonucleotidos trifosfato.
87 también
requiere magnesio +2
88 las
ADN polimerasas en procariotas son de cinco tipos de las cuales las más
importantes son las polimerasas de ADN I,II,III.
89 la ADN
polimerasa más importante en procariotas porque es la encargada de alongar toda
la cadena de ADN es la ADN polimerasa III.
90 las ADN
polimerasas no solamente tienen la función de replicar el ADN sino también de
reparar y corregir cualquier imperfección en la secuencia del ADN.
91 algunas
polimerasas como la tipo I pueden reparar el ADN en plena síntesis. Cuando la
ADN polimerasa está sintetizando una cadena de ADN(de 5 prima a 3 prima) puede
cometer errores por lo cual hace uso de su capacidad reparadora denominada exonucleasa
de 3 prima a 5 prima es decir retrocede y en forma inversa repara y
vuelve a seguir su trabajo en sentido 5-3 prima.
92 otras ADN
polimerasas con función de exonucleasas de 5 prima a 3 prima reparan cualquier
daño en un recorrido que nada tiene que ver con la síntesis. Es decir estas
proteínas solo reparan regiones que ya han sido formadas por otras ADN
polimerasas, por ello lo hacen en un sentido de 5-3 prima. Esta ADN polimerasa
realiza esta función retirando el nucleótido erróneo y sustituyéndolo por el
correcto este tipo de intervención se da no por un error de la ADN polimerasa
sino debido a mutaciones.
93 la ADN
polimerasa tipo I cumple también con la función de eliminar la secuencia de ARN
cebador que fue útil al principio de la replicación.
94 en el caso de
las ADN polimerasa de los eucariotas existe una mayor complejidad y variedad.
95 la ADN
polimerasa en eucariotas la más importante es la ADN polimerasa delta porque
cumple la función de elongar la cadena de nucleótidos.
96 la polimerasa
gamma es muy importante en las mitocondrias porque esta encargada de reparar el
ADN mitocondrial
ENZIMAS Y PROTEINAS ACCESORIAS
DE LA REPLICACIÓN DEL ADN
97 HELICASA: se
mueve a lo largo de la cadena de ADN separando las hebras
98 GIRASA:
libera el estrés topológico de la estructura del ADN. Corta la 1 primera o
segunda hebras produciendo su rotación
99 PRIMASA:
sintetiza los cebadores( cadenas cortas de ARN)
100 PROTEINAS
SSB STRAND( single strand binding): se unen al ADN de cadena simple manteniendo
las hebras separadas.
101recordemos
que el ADN que se sintetiza por complementariedad en la cadena de 5 prima a 3
prima también lo hace de 5 prima a 3 prima por lo cual se sintetizan por
fragmentos que siempre empiezan en la cadena dadre por el lado 3 prima hacia 5
prima de forma que el ADN en síntesis lo hace normalmente de 5-3 prima.
Estos fragmentos en síntesis se denominan fragmentos de okasaki. Que luego se
unirán por enzimas llamadas ligasas.
102 la ADN polimerasa en
eucariotas encargada de agregar los nucleótidos en las regiones donde se ha
eliminado la cadena de ARN cebador son las ADN polimerasas alfa.
ETAPAS DE LA REPLICACIÓN DEL
ADN
103 la
replicación del ADN posee tres etapas:
-iniciación
-elongación
-terminación
104 el inicio de
la replicación en bacterias en uno solo porque su ADN es circular. Este sitio
de inicio se denomina ORI C esta replicación se da en la burbuja de replicación
del centro hacia la derecha y del centro hacia la izquierda. Es decir es
bidireccional.
105 en
eucariotas la replicación e un poco más compleja. Sabemos que se dan muchos
orígenes de replicación y por lo tanto muchas burbujas de replicación que luego
serán los lugares de replicación de los fracmentos de okasaki.
106 si nos
centramos en un punto de replicación observaremos que la replicación se da en
dos sentidos del origen hacia la izquierda y del origen hacia la derecha de
manera que se forma la burbuja.
107 no olvidemos
en la elongación la ADN polimerasa más importante es la de tipo III en
procariotas y la de tipo delta en eucariotas estas empiezan hacer su trabajo
una vez que la cadena de ADN se ha separado en sus dos hebras y se encuentra el
ARN cebador exponiendo el sitio 3 prima OH.
108 TERMINACIÓN:
en eucariotas, los extremos terminales, presentan cientos de copias simples,
repetidas TTAGGG los que son replicados por la telomerasa.
109 en
procariotas opuesto a OrlC(origen de replicación) se encuentran los sitios
Ter(secuencias de nucleótidos terminales o sitios terminales). Reconocidos por
la enzima Tus. Bloqueando el avance de la helicasa.
110 la
replicación de los extremos del ADN son realizados por enzimas(polimerasas)
especiales denominadas telomerasas. Su función exacta es la de sintetizar
ADN en los extremos de la molécula para evitar el acortamiento de la molécula y
la consecuente pérdida de información.
111 la
telomerasa es una ribonucleoproteina, es decir está formada por ácidos
nucleicos de tipo ARN y proteínas.
112 observamos
que la telomerasa se ubica en el extremo de la hebra de ADN en síntesis de
manera que el lugar en donde se halla la parte ribonucleica de la polimerasa
queda justo cerca donde hace falta restituir algunos nucleótidos. Esta
disposición de la telomerasa hace posible que ella cree una secuencia de
nucleótidos necesarios para completar la hebra de ADN en replicación. La
función de la telomerasa es disponerse como un sustento para que se agreguen la
secuencia del nucleótidos del telomero es decir de la parte terminal de la
molécula de ADN.
113 se ha
observado que en ciertas patologías como el cáncer la secuencia de nucleótido
del telomero se alarga. Se sabe que las células oncóticas tienen una alta tasa
metabólica.
114 se sabe que
la longitud de los extremos terminales del ADN se van acortando con los años de
vida es decir el telomero se acorta cada vez más y alcanza su tamaño más
reducido en la vejez.
RESUMEN DE LA SEGUNDA CLASE DE ÁCIDOS NUCLEICOS
TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN
1 las enzimas encargadas de la degradación de las cadenas de ADN son las nucleasas, más exactamente la desoxiribonuclesas. Estas enzimas rompen los enlaces fosfodiester por lo cual obtendríamos nucleótidos.
2 sabemos en el la vía del catabolismo los nucleótidos pueden seguir degradándose para convertirse en nucleosidos los cuales carecen de fosfato.
3 un tipo de nucleosido es la que posee la base nitrogenada adenina. Este nucleósido de adenina o nucleosido de adenosina puede seguir siendo degrado por una enzima denominada ADENOSINA DESAMINASA.
4 la degradación de adenosina es la ruta que nos llevara a la obtención de ácido úrico. Este es el producto de excreción de los ácidos nucleicos.
5 sabemos que si se da algún problema en la información que codifica para la enzima adenosina desaminasa es decir su respectivo gen entonces se da la aparición de una enfermedad que se presenta en los recién nacidos. A estos niños se les denomina niños burbuja. Sabemos que los linfocitos B tiene una alta tasa de metabolismo y mitosis debido a están encargadas de la inmunidad especifica con la producción de anticuerpos. Estas células se duplican rápidamente de acuerdo a la exigencia del organismo por lo que necesitan tener a la mano una gran cantidad de sustratos par la mitosis entre estos sustratos están los necesarios para la replicación del ADN. Sabemos también que la enzima adenosina desaminasa se encarga de la degradación de los nucleosidos de adenina, y que el producto de esa degradación entra en la vía anabólica a esta vía le denominamos vía de salvamente por la cual se recupera los anillos de adenina para la formación de nuevos ácidos nucleicos. De esta manera el organismo puede mantener una alta tasa de metabolismo y división celular. Cuando se presenta algún problema en la formación de la enzima adenosina desaminasa se produce un gran déficit de sustratos para la construcción de Ac. Nucleicos lo cual hace imposible la adecuada respuesta inmune del individuo.
DOGMA DE LA BIOLOGIA MOLECULAR
6 se decía que el ADN al ponerse como platilla para la formación de ARNm daba paso a la TRANSCRIPCIÓN luego este ARNm salía hacia el citoplasma donde se TRADUCIA a proteínas en los ribosomas.
7 el dogma de la biología molecular ha cambiado mucho desde la echa en que se enuncio por primera vez.
8 sabemos que existen virus que pueden a partir de su ARN generar ADN que se va a insertar en el ADN de una célula hospedera. Por otro lado sabemos de tipos de ARN como el mensajero o el de transferencia que nunca llegan a traducirse en proteínas como lo dice el dogma. También sabemos que una molécula de ARN mensajero no da como resultado de su traducción solamente un tipo de proteína sino puede dar varios tipos debido a las combinaciones de exones, es decir una ARN mensajero varias cadenas polipeptidicas. El conclusión diremos que el dogma de la biología molecular está en desuso completamente.
9 observamos que los eventos de transcripción y traducción se dan en el mismo ambiente en los procariotas porque el ADN se encuentra libre sin envoltura nuclear por lo que veremos que en el mismo momento en que se transcribe la información genética en el ADN circular se esta traduciendo en los ribosomas.
10 en los organismos eucariotas el ADN se encuentra en un compartimento especial denominado núcleo en donde se da el evento de la transcripción. Mientras que la traducción se da en el citoplasma.
11 sabemos que el ARN resultante de la transcripción se encuentra aún en el núcleo de la célula en el que sufre el fenómeno de corte y empalme por el cual se convierte en ARN maduro listo para salir del núcleo. Durante el corte y empalme se pueden producir varios tipos de ARN a partir de un solo ARN inmaduro con lo cual podemos obtener varias cadenas polipeptidicas.
12 el ARN mensajero maduro sale por los poros nucleares por lo cual se une a los ribosomas en el citoplasma. Donde es tradicido a proteína con la ayuda de el ARN de transferencia.
13 diremos así que la transcripción y la traducción en procariotas es un fenómeno simultaneo mientras que en eucariotas no lo es.
14 contenido de la clase.
-dogma de la biología molecular
-proceso de transcripción y modificaciones del transcrito
-proceso de traducción
-características del código genético
-regulación de la traducción
-modificaciones post-traduccionales
TRANSCRIPCIÓN
15 es el proceso de síntesis del ARNm. Es realizado por el ARN polimerasa ocurre en la dirección de 5 prima a 3 prima y presenta 3 etapas:
-iniciación: el ARN polimerasa se une al promotor. El promotor es la marca donde el ARN polimetrasa debe empezar el proceso de transcripción. Esta marca se encuentra en el gen que se requiere expresar no en cualquier parte. De manera que solamente se expresa el gen que se requiere en el organismo es decir la transcripción es especifica. Por otro lado sabemos que existen genes que siempre tienen que estas transcribiéndose, estos genes se denominan genes constitutivos estos siempre son necesarios para el desarrollo de nuestra vida. Los genes que en un momento se encuentra en reposo y en otro momento en actividad se denominan genes reguladoseste sistema es muy útil para el ahorro de energía por parte del organismo en dejar de producir estructuras que no son necesarias en todo momento. Para estos genes regulados son muy importantes la presencia de las secuencias promotoras que no en realidad las encargadas de permitir su expresión o transcripción en ARM mensajeros. El ARN polimerasa se logra unir al promotor para empezar la elongación.
-elongación: el ARN polimerasa se mueve a lo largo del ADN y secuencialmente sintetiza la cadena de ARN. Esto quiere decir que se incorporan unidades de polinucleotidos para formar la cadena de ARNm. Incorpora ribonucleotidos.
-terminación: el ARN polimerasa reconoce un terminador no incorporando más ribonucleotidos.
16 la ARN polimerasa se une al promotor. En E. coli son importantes las secuencias 10 y -35.
17 la ARN polimerasa está formada por varias cadenas pilipeptidicas:
Núcleo central de la enzima
-Subunidad beta
-Subunidad beta prima
-Dos subunidades alfa
-Subunidad sigma : es la más importante.
18 para que la enzima ARN polimerasa pueda unirse al ADN es necesario que las cuatro subunidades del núcleo de la enzima se unan con la subunidad sigma. De esta manera se comporta como una enzima activa es decir una holoenzima.
19 de toda la secuencia promotora la ARN polimerasa reconoce específicamente el nucleótido -10 y -35.
20 una vez que la holoenzima ha reconocido y se unido a la cadena promotora esta se desprende de su subunidad sigma y empieza abrir la cadena de ADN. De esta forma la ADN polimerasa (núcleo central) puede iniciar la incorporación de ribonucleótidos para formar de esta manera el ARNm.
21 es muy importante reconocer que la ARN polimerasa se desplaza, es decir va agregando ribonucleotidos, en sentido de 5 prima a 3 prima nunca en sentido contrario por lo que es necesario que tome como hebra plantilla solamente una de las dos, precisamente la cadena que tiene dirección de 3 prima a 5 prima. La otra hebra de ADN no sirve como molde para la formación de ARN.
22 observemos que en el tramo en donde se está formando el ARNm partir de ADN se forma un hibrido es decir una doble cadena de ácidos nucleicos de tipo ADN y ARN.
23 evidentemente la cadena de ARNm tienen una dirección contraria a la cadena molde, si la cadena molde era de 3-5 prima la cadena de ARNm será de 5 prima a 3 prima lo cual quiere decir que es semejante(porque en la cadena de ADN se encuentra la timina y en la de ARN el uracilo) a la cadena de ADN que no es molde en la transcripción.
24 la hebra molde se le denomina hebra anti-sentido mientras que la hebra que no es molde se le denomina hebra sentido.
25 existen dos mecanismo, sistemas o vías para el proceso de terminación de la transcripción:
-por la proteína o el factor “RO”
Sabemos que existen secuencias de nucleótidos en la hebra de ADN que le indican a la ARN polimerasa que hasta ese punto se encuentra la información necesaria para codificar un gen. Una vez que la ARN polimerasa se detiene debido a la presencia de esta secuencia el factor Ro se une a la cadena recién sintetizada hasta que llega a la ARN polimerasa detenida formando con ella un complejo de forma que la enzima se deslinda de la cadena de ADN y se linera el ARN recién sintetizado. Una vez que ocurre esto las hebras de ADN se vuelven a juntar y a arrollarse para retomar su estructura normal.
-por secuencias terminadoras de citosina y guanina:
Dentro de la secuencia terminal del gen en la hebra de ADN que hace de plantilla existen una secuencia de varias citosina y guaninas. Es evidente que el la cadena de ARNm por complementariedad se formaran segmentos de ribonucleotidos repetidivos de guanina y citosina. Las secuencias de guaninas y citosinas en el ARNm en formación tienden a formar nudos que funcionan como la secuencia terminal de la transcripción de manera que el ARN se desprende de la plantilla y de la enzima.
MODIFICACIONES DEL TRANSCRITO
26 sabemos que la cadena de ARNm es muy susceptible de sufrir daños por las nucleasas de forma que este tiene que estar protegido.
27 una de las formas de proteger el ARNm es adicionando en el extremo 5 prima una molécula de 7-metilguanosina. A este mecanismo se le denomina capping o caperuza.
28 la otra forma de protección y que también le van a dar direccionalidad se da por la agregación de nucleótidos de adenina. Este mecanismo se denomina de poliadenización. Por todo esto decimos que se formará una cola de POLI-A.
29 ya sabemos que a partir del monde de la hebra de ADN (3-5 prima) se formaba una hebra de ARNm inmaduro o heterogéneo nuclear (5-3 prima) este sufre modificaciones como la agregación de la poli-a o la 7-metilguanosina. Después de esto el ARNm aún sufre un último proceso denominado de corte y empalme donde se eliminan las secuencias intrónicas, proceso denominado splicing.
30 en procariotas se dan los mecanismos de protección del ARNm pero no del splicing o de corte y empalme.
SINTESIS DE ARNr EN PROCARIOTAS
31 sabemos también que existen tipos ARN que no se van a traducir en cadenas polipeptidicas porque se les requiere en esa forma dentro de la célula. Estos son los ARN ribosomales y los ARN de transferencia. Esto quiere decir que en el ADN existen secuencias de nucleótidos que codifican la información para estos tipos de ARN que servirán para formar ARN pero nada más.
32 si observamos una hebra de ADN bacteriano veremos que desde el extremo 3 prima hacia el extremo 5 prima encontraremos la secuencia promotora como es normal y luego una secuencia de ADN llamada 16s ARNr, el gen 23s ARNr, el gen 5s ARNr todos estos genes codifican para ARN ribosomal. Y los tres en este ejemplo depende de un sala secuencia promotora o en otras palabras están regulados por una misma secuencia promotora.
33 la secuencias de ADN que se encuentran entre la secuencias de ADN que codifican para ARNr codifican para ARNt.
34 toda la secuencia de ADN que codifica tanto para ARNr como para ARNt regulados por un solo promotor sufre la correspondiente transcripción. de manera que al obtenemos una secuencia de ARN de 5-3 prima en la que se encuentran segmentos de ARNt y ARNr. Se denomina a esta secuencia de ribonucleotidos PRE ARNr.
35el pre-ARNr se divide o fragmenta en las correspondientes secuencias de ARNr y ARNt de manera que se muestran independientes. Estos son denominados precursores de ARNr y ARNt
36 al final se obtienen en cuando a los ARNr los ARNr maduros y listos para su uso dentro de la célula estos son:
-16s ARNr
-23s ARNr
-5s ARNr
37 sabemos también que las moléculas de ARNr en principio se encuentran de manera lineal y libres pero para que adquieran su funcionalidad tienen que plegarse sobre si mismas de manera que adoptan estructuras funcionales adecuadas para su trabajo en la célula.
38 asi como existen secuencias de ADN que codifican para ARNr y ARNt existen secuencias de ADN que codifican solamente para ARNt. de la misma forma varios genes de ARNt están regulados por una sola secuencia promotora. Veremos como la secuencia de ribonucleotidos en el ARNt ya transcrito se pliega sobre si misma para adoptar la forma que le caracteriza (en forma de trébol) antes de fragmentarse en unidades independientes.
TRADUCCIÓN
39 es el mecanismo por el cual se sintetizan cadenas polipeptidicas a partir de la información del ARNm, traducida a partir del código genético. Requiere de la actividad de los ribosomas y el ARN de transferencia.
40 la información que lleva el ARNm se encuentra en la secuencia de nucleótidos con los cuales esta constituido el ARNm.
41 los ribosomas son como ya lo dijimos los lugares donde se ensamblan las cadenas polipeptidicas. Estos ribosomas estas constituidos por ARN ribosomal y varias cadenas polipeptidicas.
42 los ribosomas estas constituidos por dos subunidades una mayor y otra menor y esto se da tanto en procariotas como en eucariotas. Veremos que “s” nos indica la velocidad de sedimentación que posee el ribosoma completo o sus respectivas subunidades debido al proceso de centrifugación de una solución de ribosomas. Apreciaremos que la velocidad de sedimentación de el ribosoma completo es mayor que la suma de las velocidades de sedimentación de sus respectivas subunidades. Esto se debe a que los polos que se encuentran en contacto cuando el ribosoma se encuentra completo en las subunidades libres es un impedimento para que las subunidades sedimenten libremente.
Procariotas
Ribosoma completo: 70s
Subunidad mayor : 50s está formado por 34 proteínas y ARNr tipo 5s y 23s
Subunidad menor : 30s está formado por 21 proteinas y ARNr tipo 16s
Eucariotas
Ribosoma completo
Subunidad mayor : 60s está formado por 45 proteínas y ARNr tipo 5s 5.5s y 28s.
Subunidad menor : 40s está formado por 30 proteínas y ARNr tipo 30s.
43 ya hemos dicho que en proceso de traducción también intervienen los ARNt los cuales son cadenas de ARN de una sola cadena pero que están plegadas sobre si misma formando regiones de doble cadena donde existen uniones intramoleculares debido precisamente al plegamiento de la cadena. Esta cadena también tiene un extremo 5 prima y otro 3 prima. Debido al plegamiento observamos tres brazos grandes y uno pequeño.
44 en uno de los tres brazos grandes el ARNt posee tres nucleótidos que exponen sus bases nitrogenadas. Estas tres bases están encargadas de leer la cadena de ribonucleotidos de los cuales está formada la adena de ARNm.
45 el ARNm se agrupa de tres en tres nucleótidos formando así codones de manera que para cada codón debe haber un ARNt, que reconoce al codón con el cual se aparea por decirlo de un modo y se le une momentáneamente. La región del ARNt donde se encuentran los tres nucleótidos exponiendo sus bases nitrogenadas se denomina anticodon. El anticodon está formado como es evidente por tres nucleótidos los cuales leen las secuencias de nucleótidos del ARNm para encontrar su codón específico y se le une.
46 el ARNm también posee una secuencia corta de nucleótidos que indica el fin de la traducción o en otras palabras el momento en el cual la cadena polipeptidica ya está completamente formada por todos los aminoácidos correspondientes. Estas son las llamadas secuencias stop:
- UAA
-UAG
-UGA
Es evidente que para estas secuencias de nucleótidos o codones si los tomamos de tres en tres no existe ningún ARNt que le corresponda.
47 el primer codón que se usa como codón de inicio es: AUG que le corresponde a la metionina. Sabemos que en los procesos post-traduccionales la metionina puede ser eliminada quedando solamente la cadena polipeptidica. Como detalle diremos que para los procariotas es el mismo codón con la diferencia de que el aminoácido sería n-formailmetionina.
ETAPAS DE LA TRADUCCIÓN
49 la traducción está dada por tres tapas:
- iniciación: ensamblaje del ribosomas en el ARNm. En necesario que el ribosoma se una al ARNm de forma que este último pueda ser leído por el ARNt.
-elongación: ciclos repetidos de envío de aminoácidos, formación de enlaces peptídicos y movimiento a lo largo del ARNm
- terminación: liberación de la cadena polipeptidica.
50 debemos considerar que los ribosomas tienen estructuras muy complejas y por lo tanto poseen regiones con funciones especializadas tales como la región peptidil o la región aminoacil.
51 como veremos el ARNm se une al ribosoma para ser leído y este se ubica a lo largo del ribosoma completo. El ARNm mensajero que llega al citoplasma se incorpora a la subunidad menor luego la subunidad mayor se incorpora a estos dos últimos. En la subunidad mayor se encuentran dos áreas especializadas:
Región aminoacil: aquí es donde llegan los ARNt llevando consigo los aminoácidos
Región peptidil: en esta región es donde se forman los enlaces peptídicos formándose por lo tanto la cadena polipeptidica. La unión de los aminoácidos se realiza gracias a la acción de la aminoacilpeptidasa la cual se encuentra en el propio ribosoma.
52 es importante remarcar que el primer ARN de transferencia( para la mationina) va a poder ubicarse en primer lugar en la región peptidil todos los demás primero llegaran a la región aminoacil.
53 una vez que se a completado la cadena de aminoácidos es decir la cadena polipeptidica lo cual indica que todo el ARNm ha sido leído por lo diferentes ARNt entonces las subunidades de ribosomas se desensamblan. Puede ocurrir que el ARNm liberado del ribosoma pueda ser utilizado por otro ribosoma para sintetizar más cadenas polipeptidicas.
TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN EN PROCARIOTAS
54 los procesos de transcripción y traducción son procesos simultáneos en procariotas debido a que no existen compartimentos especializados.
55 un detalle es darse cuenta de que la síntesis de péptidos en procariotas empieza en el extremo amino y termina en el extremo carboxilo.
56 en los procariotas podemos observar como la ARN polimerasa esta sintetizando la cadena de ARNm y esta se encuentra formando complejos con los ribosomas y no solo uno sino varios de forma que la traducción ya está en marcha aún cuando la transcripción sigue en marcha. Podemos decir que los dos procesos son cooperativos.
57 la transcripción ocurre en sentido 5 a 3 prima y de la misma manera la traducción ocurre de 5 a 3 prima.
TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN EN EUCARIOTAS
58 estos dos procesos están separados espacial y temporalmente debido a que ocurren en compartimentos distintos el primero se realiza en la cariolinfa mientras que el segundo se realiza en el citoplasma.
59 observamos que en el citoplasma el ARNm es leído y traducido a proteínas en una cadena de montaje donde se ven varios ribosomas trabajando a la vez con un solo ARNm de manera que se forman varias cadenas polipeptidicas a la vez. Este sistema de trabajo tiene una gran eficiencia y una alta producción de proteínas. Estas estructuras o asociaciones de varios ribosomas y una cadena de ARNm se denomina POLISOMAS.
60 existen cadenas de ribosomas anclados a las membranas intracelulares estos ribosomas sintetizan proteínas que generalmente serán exportadas hacia afuera de la célula por ello hacen uso de las membranas y vesículas mientras que los ribosomas que se encuentran libres en el citoplasma construyen proteínas que generalmente se quedan dentro de la célula y son parte de la estructura de la célula. A estas proteínas se les puede agregar algún metal u otra sustancia para que la proteína adquiera funcionalidad.
REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
61 la expresión génica es regulada de manera positiva o negativa. Puede ocurrir:
-en la transcripción
-después de la transcripción (post-transcripcional)
-en la traducción
-después de la traducción( regulación post-traduccional)
62 sabemos que la síntesis de proteínas tiene que ser regulado porque no siempre el organismo requiere proteínas.
ELEMENTOS DE LA REGULACIÓN
63 debemos conocer algunos elementos que intervienen en la regulación de la expresión génica:
-elementos CIS-ACTING: secuencia de ADN reguladoras, ejemplo de este regulador es la secuencia promotora.
-elementos TRANS_ACTING: proteínas reguladoras
-OPERÓN: unidad de expresión génica que incluye genes regulados y elementos de control. Son estructuras de ADN que solamente existen en procariotas en eucariotas no existe. Podemos decir que son varios grupos de genes que a pesar de estar separados por espacios inter-génicos, todos ellos están regulados por una misma secuencia reguladora.
-gen regulador: sus productos reconocen elementos controles. Estos genes codifican la información para proteínas que van a funcionar como reguladoras de otros genes. Diremos por lo tanto que estos genes regulan indirectamente otros genes, pero los genes no son reguladores de genes directamente.
OPERÓN TRIPTOFANO (OPERÓN Trp)
64 sistema tipo represible donde un co-represor (triptófano) impide la expresión de genes necesarios para su propia síntesis cuando existe niveles elevados de este.
65 en ausencia o niveles bajos de triptófano, se transcribe los genes del operón triptófano.
66 sabemos que las bacterias para su funcionamiento adecuado y supervivencia necesitan de diversas biomoléculas las cuales pueden ser aminoácidos, carbohidratos y otros. Uno de los aminoácidos que necesita la bacteria es el triptófano por lo cual posee los genes que codifican este aminoácido y toda la maquinaria necesaria para su elaboración por la propia bacteria. Cuando la bacteria se encuentra en un medio deficiente en este aminoácido se pone en marcha la síntesis del mismo pero cuando se encuentra en un medio rico en triptófano deja de lado la producción de este aminoácido y lo toma de su medio. Este es un recurso para ahorrar energía. Quiere decir que existen mecanismos que pueden estimular o inhibir la síntesis de proteínas y aminoácidos lo cual es un medio perfecto de adaptación del organismo.
67 como es evidente el operón, que es un conjunto de genes como lo hemos dicho anteriormente contiene a los genes que codifican las proteínas que son necesarias en la cascada de producción del triptófano. En esto consiste la regulación por parte de operón.
68 veremos que el triptófano es un correpresor porque inhibe la síntesis o expresión de los genes que codifican para las enzimas que son necesarias en la producción del triptófano.
ELEMTOS DEL OPERÓN TRIPTOFANO
69 el operón tiene varios elementos de regulación:
- genes estructurales: cinco genes en el orden trpE-trpD-trpC-trpB-trpA son enzimas que están encargadas de la ruta sintética del aminoácido.
-elementos de control: promotor (P) y operador (O)son cis-ADCTING porque son secuencias de ADN reguladoras.
- gen regulador: codifica para el represor (proteína reguladora)
- co-represor: triptófano
70 cuando en el medio se encuentra gran cantidad de triptófano entonces no existe la necesidad de producirla internamente debido a esto el gen regulador produce una proteína represora. Esta proteína es producida constantemente por este gen sin embargo esta en forma inactiva solamente se activara por la unión con el triptófano que si se encuentra en el medio entonces ocurrirá. Una vez que la proteína represora se encuentra activada se une a la secuencia de regulación del ADN de la bacteria, más exactamente en el operado. El operador como vemos es una secuencia de nucleótidos en el ADN que se encuentra adyacente a la secuencia promotora por lo cual cuando la ARN polimerasa se une a la secuencia promotora para iniciar la transcripción esta no puede seguir su camino en sentido 3 prima hacia 5 prima y se detiene el procesos de síntesis.
71 en el caso de que no exista triptófano en el medio donde se encuentra la bacteria es evidente que la proteína represora nunca se activara por lo tanto no se unirá al operador para formar un complejo que impida el paso de la ARN polimerasa en su trabajo de transcripción y por lo tanto habrá síntesis de las enzimas necesarias para producir triptófano.
MODIFICACIONES POST-TRADUCCIONALES
72 modificaciones covalentes en la estructura de la proteínas además de la separación de segmentos peptídicos e interacción con otras cadenas polipeptídicas u otros elementos.
