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PEER INSTRUCTION BIOSÍNTESIS DE PROTEÍNAS Y
CÓDIGO GENÉTICO
por
Enrique Zamorano -Ponce, D.Sc. Laboratorio de Genética Toxicológica
Departamento de Ciencias Básicas Facultad de Ciencias
Universidad del Bío-Bío e-mail : [email protected]
Tweeter: @Enrique2604
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MINICLASE Nº1
Al final de esta miniclase Ud. podrá definir y relacionar:
Los procesos moleculares implicados en el “Dogma Central de la Biología Molecular”
Conceptos de Replicación, Transcripción, Retrotranscripción y traducción
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DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
ADN ARN PROTEÍNAS
Duplicación Transcripción Traducción
Retrotranscripción Retrovirus
Retrotranscriptasa
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PRIMER TEST CONCEPTUAL
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Según el llamado Dogma Central de la Biología Molecular, en el proceso de TRANSCRIPCIÓN:
a). Se construye una molécula de ARN a partir del ADN b). Se traduce el mensaje genético que contiene el ADN c). Participa activamente la ADN polimerasa d). Ninguna de las anteriores es correcta
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SEGUNDO TEST CONCEPTUAL
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¿Cuál de las siguientes alternativas refleja el flujo de información genética en procariontes y eucariontes:
a). ARN ADN Proteínas b). ADN ARN Proteínas c). Proteínas ADN ARN d). Ninguna de las anteriores es correcta
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MINICLASE Nº2
Al final de esta miniclase Ud. podrá comprender y definir:
El proceso de transcripción y los elementos moleculares involucrados
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TRANSCRIPCIÓN
Se define como el proceso mediante el cual se copia la información genética contenida en el ADN en un ARN.
Para que ocurra este proceso es necesario que los ejes azúcar fosfato del ADN se abran, rompiéndose los puentes de hidrógeno existentes entre las bases nitrogenadas y de esta forma las hebras separadas servirán de molde o patrón para la fabricación de una secuencia de ribonucleótidos.
La síntesis del ARNm es catalizada por una enzima. Esta enzima se denomina ARN polimerasa en virtud de que ella polimeriza moléculas de ARN, se abrevia ARNp o ARN pol.
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En procariontes existe una sola ARNp para la síntesis de los tres tipos distintos de ARN. En Eucariontes, en cambio, existen tres tipos distintos de ARNp que catalizan la síntesis de ARN específicos
ARNp I ARN ribosómico o ARNr
ARNp II ARN mensajero o ARNm
ARN p III ARN transferencia, ARN ribosomal de 5S
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’
ESTRUCTURA CUATERNARIA DE ARNp
Enzima core (eje-básica)
+ Enzima
Completa (Holoenzima)
=
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La enzima trabaja con o sin el factor sigma pero, cuando sigma forma parte de la estructura enzimática, la enzima se une específicamente al sitio promotor del gen, es decir donde se encuentra la secuencia de nucleótidos que determina el inicio de la síntesis de ARN.
¿Cómo se realiza el reconocimiento Enzima - ADN?
Se sabe que en el sitio promotor de cualquier gen existen dos regiones que poseen secuencias de nucleótidos conocidas como SECUENCIAS DE CONSENSO que le otorgan al ADN formas específicas locales que permite unir a la enzima como cualquier enzima se une a su substrato.
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Una de estas secuencias de concenso se conoce como la CAJA TATA o CAJA DE PRIBNOW en honor al autor que la descubrió (TATAAT) en procariontes y su equivalente la caja Goldberg- Hogness descubierta en eucariotas
La otra secuencia corresponde a los nucleótidos TTGAC, que también es crítica para la segura y rápida iniciación de la transcripción
Una vez que la enzima ARNp está unida al sitio promotor de un gen se inicia el desenrrollamiento de la doble hélice de ADN en aproximadamente 17 pb, es decir, casi dos vueltas completas de la doble hélice. Ello se realiza por un rompimiento de los dobles enlaces que existen entre los pares de bases nitrogenadas
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La ARNp continúa transcribiendo la información que está cifrada en el ADN hasta que lee una secuencia de terminación de copiado que puede ser UAA o UAG. Cuando ello ocurre, la enzima es liberada.
No olvide que el proceso que estamos describiendo (TRANSCRIPCIÓN) está ocurriendo en el NÚCLEO de una célula eucariótica
El ARN así sintetizado recibe el nombre de ARN heterogéneo nuclear y se abrevia como ARNhn
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TERCER TEST CONCEPTUAL
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Para que el DNA pueda TRANSCRIBIRSE es obligatorio que:
a). La ARN polimerasa cuente con el factor sigma b). Se separen los ejes AF por rompimiento de los enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas c). Existan disponibles nucleótidos de A, T, G y C d). Ninguna de las anteriores es correcta
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CUARTO TEST CONCEPTUAL
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Si la secuencia en la hebra templado es: AATTGG, las bases en el ARN transcrito serán:
a). UUAACC
b). TTUUGG
c). UUUUCC
d). Ninguna de las anteriores es correcta
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QUINTO TEST CONCEPTUAL
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De la transcripción de ARNm en eucariontes podemos concluir que:
I). Es catalizado por la ARN polimerasa I II). Se fabrica un ARN a partir de 1 de las hebras del ADN III). Ocurre en el interior del núcleo IV). Sigma permite la unión de la enzima al sitio PROMOTOR
a). I , II y III
b). II, III y IV
c). I, II y IV
d). Ninguna de las anteriores es correcta
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MINICLASE Nº3
Al final de esta miniclase Ud. podrá comprender y definir:
El proceso de Maduración postranscripcional de que son objeto los ARN transcritos y los elementos moleculares involucrados
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El ARN hn así sintetizado es sometido, siempre dentro del núcleo a lo que se conoce con el nombre MADURACIÓN POSTRANSCRIPCIONAL que incluye dos procesamientos, cuales son:
1. Modificaciones de los extremos 5’ y 3’
2. Corte y Empalme (Splicing)
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MODIFICACIONES DE LOS EXTREMOS 5’ y 3’
En el extremo 5’ del ARNhn se adiciona el denominado CAP (capuchón) que corresponde a la 7 metilguanosina trifosfato que protege al ARN del ataque de nucleasas y fosfatasas y ayuda en la unión del ARNm al ribosoma
En los transcritos de ARNhn un enzima (poliA polimerasa) añade entre 100 a 200 residuos de ácido adenílico (conocido como cola poli-A) en el extremo 3’ de la cadena completándose así el transcrito primario.
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2. CORTE Y EMPALME (SPLICING)
En 1977 se descubrió que, los genes están interrumpidos por secuencias que si bien son leídas por la ARNpol, no tienen significado conocido en el producto final
Por lo tanto en un gen encontramos:
INTRONES O SECUENCIAS DE INTERVENCIÓN: que no están representadas en el ARNm citoplasmático y por tanto no son traducidas
EXONES que si están representadas en los ARNm citoplasmáticos y que consecuentemente son traducidas
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ESTRUCTURA GENERAL DE UN GEN EN EUCARIOTAS
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Exón1 Intrón1 Exón 2 Exón 3 Intrón2 Intrón 3 Exón4
Exón1 Intrón1 Exón 2 Exón 3 Intrón2 Intrón3 Exón4
Exón1 Exón 2 Exón 3 Exón4
Intrón 1
Intrón 2
Intrón 3
+
ADN
ARNhn
ARNm
AAAA
AAAA
AAAA
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SEXTO TEST CONCEPTUAL
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Como resultado del proceso de Corte y Empalme (Splicing) se obtiene:
a). ARN maduro más largo que el transcrito original
b). Un ARN maduro más corto que el transcrito original
c). Un ARN sin exones
d). Ninguna de las anteriores es correcta
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TRADUCCIÓN
Proceso mediante el cual la información que trae el ARN mensajero desde el núcleo es traducido en proteínas. En células eucarióticas este proceso se realiza en el CITOPLASMA
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CÓDIGO GENÉTICO
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ARNt portando un aminoácido
Subunidades ribosómicas
iniciación
Elongación
terminación
Durante la iniciación el aparato traductor se reúne en el citoplasma. ARNm; Ribosoma y el ARNt que porta el primer aa (AA1) y que se une al primer codón (AUG) justo en el sitio A del ribosoma.
Codón de iniciación Codón de
término
ARNm
A E
Durante la elongación los aa son traídos uno a uno por los ARNt entrando al sitio A
Durante la terminación un factor proteico de liberación reconoce el codón de terminación, se separa el aparato traductor y se libera una cadena polipeptídica completa.
Factor de liberación
Reciclaje de los componentes del aparato traductor
Polipéptido terminado
Codón de Término
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7º TEST CONCEPTUAL
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El único ARN que se traduce corresponde a:
a). ARNt
b). ARNm
c). ARNr
d). Todos los anteriores
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8º TEST CONCEPTUAL
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Si el codón AAU sufre mutación en la tercera base (U) y ésta se cambia por A, el aminoácido incorporado en la proteína será:
a). El mismo que si no hubiese ocurrido mutación
b). Lisina
c). Serina
d). Ninguna de las anteriores es correcta