EXPOSICION DE BIOLOGIA

TEMA:TRANSCRIPCION DEL ADN Y

TRADUCCION DEL ARNm

EXPOSITOR:

GEORGE VARGAS MACIAS

Transcripción del ADNLa transcripción es el proceso por el cual se sintetiza un ARN usando como molde al ADN. Muchos tipos de ARN pueden ser sintetizados así por la enzima ARN polimerasa, los diferentes tipos de ARN, que serán luego traducidos a una cadena polipeptídica.

La síntesis se produce por la unión entre sí de los nucleótidos A U C G que se alinean de acuerdo con el ordenamiento marcado por los nucleótidos complementarios presentes en el ADN. Esto determina que las bases se apareen respectivamente. La unión entre dos nucleótidos consecutivos lleva el nombre deUNIÓN FOSFODIÉSTER

A U C G ARN

T A G C ADN

Transcripción del ADN

Etapas de la Transcripción

Clásicamente se divide el proceso de la transcripción en 3 etapas principales (iniciación, elongación y terminación), pero realmente se pueden diferenciar 5 etapas :Pre iniciación.Iniciación.Disgregación del promotor.Elongación.Terminación.

Pre-IniciaciónAntes del inicio de la transcripción se necesita toda una serie de factores de transcripción que ejercen los factores de iniciación. Estos se unen a secuencias específicas de ADN para reconocer el sitio donde la transcripción ha de comenzar y se sintetice el ARN cebador. Esta secuencia de ADN en la que se ensamblan los complejos de transcripción se llama promotor. Los promotores se localizan en los extremos 5'-terminales de los genes, antes del comienzo del gen, y a ellos se unen los factores de transcripción mediante fuerzas de Van der Waals y enlaces de hidrógeno. Los promotores tienen secuencias reguladoras definidas, muy conservadas en cada especie, donde las más conocidas son la caja TATA y la caja TTGACA. La formación del complejo de transcripción se realiza sobre el promotor TATA, allí se forma el núcleo del complejo de iniciación. Sobre la caja TATA se fija una proteína de unión (TBP) junto con el factor de transcripción TF (TF proviene del inglés: transcription factor). Después, a ellos se unen otros factores de transcripción específicos. Todo ello forma un complejo que se llama complejo de preiniciación cerrado o PIC. Cuando la estructura se abre por mediación del factor de transcripción, da comienzo la iniciación y al complejo abierto(por su acción helicasa dependiente de ATP).

IniciaciónPrimero, una Helicasa separa las hebras de ADN en estas denominadas cajas TATA, ya que entre adenina y timina se establecen dos enlaces de hidrógeno, mientras que entre citosina y guanina se forman tres. Posteriormente se unen los factores y las proteínas de transcripción permitiendo, de esta manera, el acceso de la ARN polimerasa al molde de ADN de cadena simple, siendo esta la ultima en posicionarse. Aunque la búsqueda del promotor por la ARN polimerasa es muy rápida, la formación de la burbuja de transcripción o apertura del ADN es muy lenta. La burbuja de transcripción es una apertura de ADN desnaturalizado de 18 pares de bases, donde empieza a sintetizarse el ARN cebador. La burbuja de transcripción se llama complejo abierto. La ARN polimerasa es una enzima formada por 5 subunidades que tiene como función la unión de ribo nucleótidos trifosfato. Cuando se forma el complejo abierto, la ARN polimerasa comienza a unir ribo nucleótidos mediante enlaces fosfodiéster, y una vez que se forma el primer enlace fosfodiéster, acaba la etapa de iniciación y comienza así la siguiente etapa.

Disgregación del promotor

Una vez sintetizado el primer enlace fosfodiéster, se debe deshacer el complejo del promotor para que quede limpio para volver a funcionar de nuevo. Durante esta fase hay una tendencia a desprenderse el transcrito inicial de ARN y producir transcritos truncados, dando lugar a una iniciación abortada, común tanto en procariontes como eucariontes. Una vez que la cadena transcrita alcanza una longitud de unos 23 nucleótidos, el complejo ya no se desliza y da lugar a la siguiente fase, la elongación.

ElongaciónLa ARN polimerasa cataliza la elongación de cadena del ARN. Una cadena de ARN se une por apareamiento de bases a la cadena de ADN, y para que se formen correctamente los enlaces de hidrógeno que determina el siguiente nucleótido del molde de ADN, el centro activo de la ARN polimerasa reconoce a los ribo nucleótidos trifosfato entrantes. Cuando el nucleótido entrante forma los enlaces de hidrógeno idóneos, entonces la ARN polimerasa cataliza la formación del enlace fosfodiéster que corresponde. A esto se le llama elongación.

TerminaciónAl finalizar la síntesis de ARNm, esta molécula ya se ha separado completamente del ADN (que recupera su forma original) y también de la ARN polimerasa, terminando la transcripción. La terminación es otra etapa distinta de la transcripción, porque justo cuando el complejo de transcripción se ha ensamblado activamente debe desensamblarse una vez que la elongación se ha completado. La terminación está señalizada por la información contenida en sitios de la secuencia del ADN que se está transcribiendo, por lo que la ARN polimerasa se detiene al transcribir algunas secuencias especiales del ADN. Estas secuencias son ricas en guanina y citosina, situadas en el extremo de los genes, seguidas de secuencias ricas en timina, formando secuencias palindrómicas, que cuando se transcriben el ARN recién sintetizado adopta una estructura en horquilla que desestabiliza el complejo ARN-ADN, obligando a separarse de la ARN polimerasa, renaturalizándose la burbuja de transcripción. 

Traducción del ARNm Los ARNm son traducidos a proteínas por intermedio de distintos ARNt, cada uno especifico para uno de los 20 tipos de aminoácidos presentes en el citosol, el trabajo de los ARNt consiste en tomar los aminoácidos correctos y conducirlos a las posiciones adecuadas, marcadas por los nucleótidos del ARNm.La síntesis proteica tiene lugar en el seno de los ribosomas, y comienza con la unión entre sí de dos monómeros (aminoácidos)

Traducción del ARNm

El ARN mensajero es el que lleva la información para la síntesis de proteínas, es decir, determina el orden en que se unirán los aminoácidos.

La clave de la traducción reside en el código genético compuesto por múltiples combinaciones de tres nucleótidos consecutivos en el ARNm, cada unidad de tres nucleótidos constituye un codón, existen en total 64 combinaciones, de las cuales 3 señalan el cese de la traducción.

Resta agregar que el número de codones en el ARNm determina la longitud de la proteína.

Traducción del ARNm

Los intermediarios entre los codones del ARNm y los aminoácidos son los ARNt, cuyas moléculas hacen que se liguen a los codones adecuados, este dominio consta de una combinación de tres nucleótidos llamado anticodón.

El codón de iniciación va a hacer el triplete AUG mientras que un codón de terminación es el UAA

Los aminoácidos se ligan por medio de uniones peptídicas

Traducción del ARNm

Etapas de la Síntesis Proteica

En la Síntesis Proteica se distinguen tres etapas:- Iniciación- Elongación - Terminación

IniciaciónEsta etapa es regulada por la presencia de ciertas proteínas denominadas factores de iniciación(IF) el Factor IF3 adosa al extremo 5´ del ARNm a una de las caras de la Subunidad menor del Ribosoma, esta subunidad tras deslizarse por el ARNm unos cuantos nucleótidos ayuda al anticodón UAC a localizar al codón AUG de iniciación.

La etapa de iniciación culmina al combinarse la subunidad mayor con la subunidad menor para formar un ribosoma completo entre las dos unidades quedan encerrados los dos primeros codones.

ElongaciónLa elongación comienza cuando el fmet-ARNt(anticodón) entra en el sitio P, causando un cambio de conformación que abre el sitio A para que el nuevo aminoacil-ARNt se acople.

Entre tanto fuera del Ribosoma, esperando para ingresar se encuentra el tercer codón de ARNm al que se ligará el correspondiente aminoacil, esta reacción es mediada por un factor de elongación y consume energía que es aportada por una molécula de GTP, el corrimiento del ARNm hace que el codon de iniciación sea desalojado del sitio P, el segundo codón se mude del Sitio A al P y el tercer codón ingrese al sitio A vacante, logicamente el corrimiento de los codones va a despalazar a los respectivos ARNt

TerminaciónLa síntesis proteica culmina cuando el ribosoma es alcanzado por el codón de terminación (UAA, UGA o UAG) lo cual deja al sitio A vacío aunque pronto es ocupado por un factor de terminación (TF).

Ante la ausencia del aminoacil el polipéptido del peptidil situado en el sitio P se desliga del ARNt y se une para formar su carboxilo libre a una molécula de H2O, ello hace que el polipéptido (proteína) se independice del ARNm y entonces se libere del ribosoma

TerminaciónLas subunidades 40s y 60s del ribosoma se separan y pasan al citosol donde integran un fondo común que abastece de subunidades ribosómicas al sistema para continuar formando ribosomas y con ello nuevas cadenas proteícas.