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BIOLOGÍA CELULAR Y GENÉTICA

BÁSICA

Ph.D Carmen Luzuriaga

WÚ BIOLOGÍA CELULAR Y GENÉTICA BÁSICA Ph.D Carmen Luzuriaga TRAS CENDE MOS 9 La expresión génica implica en primer lugar la transcripción, en la que el ADN se utiliza como molde para producir ARN. EXPRESIÓN % El ARN mensajero (ARNm) precisa ser traducido por los ribosomas para formar una proteína. GENIC A Puesto que los ribosomas se localizan fuera del núcleo, el ARNm sintetizado debe ser exportado. EXPRESIÓN GÉNICA 9% En todos los organismos el contenido del ADN de todas sus células es idéntico. Esto quiere decir que contienen toda la información necesaria para la síntesis de todas las proteínas. Pero no todos los genes se expresan al mismo tiempo ni en todas las células. 9% Exceptuando a los genes constitutivos (genes que se expresan en todas las células del organismo y codifican proteínas que son esenciales para su funcionamiento general) todos los demás genes se expresan o no dependiendo de la función de la célula en un tejido particular. % También existe especificidad temporal, esto quiere decir que los diferentes genes en una célula se encienden o se apagan en diferentes momentos de la vida de un organismo. 9 9 EXPRESIÓN GÉNICA ETAPA PRE-TRANSCRIPCIONAL: topoisomerasas, helicasas ETAPA TRANSCRIPCIONAL: ADN en ARN, ARNpolimerasa ETAPA POS-TRANSCRIPCIONAL: maduración del ARN ETAPA TRADUCCIONAL:: síntesis de aminoácidos ETAPA POS-TRADUCCIONAL: maduración de proteínas EXPRESIÓN GÉNICA 9% ETAPA TRANSCRIPCIONAL: 9 Frecuencia y velocidad de inicio de la transcripción o Velocidad de elongación de ARN 2 Eficacia de terminación del ARN EXPRESIÓN GÉNICA 9% ETAPA TRANSCRIPCIONAL: o El gen en sí mismo es típicamente un largo tramo de ADN y no realiza un Acido desoxiribonuciólco (ADN) Esqueleto Esquelas azucar Pares de bases “azúcar fostato ¡Zea Fosfato. papel activo. La producción de copias de ARN a partir de ADN se denomina transcripción, y se lleva a cabo por la ARN polimerasa, que añade un nucleótido de ARN a la vez a una cadena creciente de ARN. Este ARN es complementario a los nucleótidos de ADN que se transcriben, es decir, si hay una timina (T) en el ADN una Adenina (A) se añadirá al ARN. Sin embargo, si hay una A en la cadena de ADN en el ARN se insertará la base nitrogenada uracilo (U) en lugar de T. Por tanto, en el ARNm complementario de la cadena de ADN "TAC" se transcribe como "AUG". EXPRESIÓN GÉNICA % ETAPA TRANSCRIPCIONAL: ¿% PROMOTOR: % En genética un promotor es una región de ADN que controla la iniciación de la transcripción de una determinada porción del ADN a ARN. Un promotor por lo tanto, promueve la transcripción de un gen. 9% La región promotora está compuesta por una secuencia específica de ADN localizada justo donde se encuentra el punto de inicio de la transcripción del ADN y contiene la información necesaria para activar o desactivar el gen que regula. o Existen secuencias promotoras tanto en procariotas como eucariotas EXPRESIÓN GÉNICA 9% ETAPA POS-TRANSCRIPCIONAL: procesamiento y maduración o La transcripción de genes da lugar a una cadena inicial de ARN que se llama transcrito primario de ARN. Según si nos referimos a células procariotas o eucariotas, al transcrito primario de ARN le sucederá una u otra cosa: o En células eucariotas >La maduración del ARN transcrito primario consiste en la eliminación de los intrones y empalme de los exones (splicing). Los intrones son segmentos de ARN que no se encuentran en el ARN maduro. El proceso de maduración sucede en el núcleo. El ARNm necesita madurar. o En células procariotas >El proceso de maduración sucede en el citoplasma. El ARNm no necesita madurar. El transcripto primario de ARN se romperá por la acción de la enzima ARNasa dando lugar a varias copias de ARNt y ARNr. EXPRESIÓN GÉNICA % ETAPA POS-TRANSCRIPCIONAL: procesamiento y maduración ¿2 MADURACIÓN DE ARNm EN EUCARIOTAS % Las moléculas de ARNm recién sintetizadas se conocen como transcritos primarios o pre-ARNm. Posteriormente se deben someter a modificación post- transcripcional en el núcleo antes de ser exportados al citoplasma. El ARNm que no sufre estas modificaciones acaba degradado. 9% Las tres modificaciones principales son: la del extremo 5' (5' caping), la poliadenilación del extremo 3' y el ajuste de ARN (eliminación de intrones) EXPRESIÓN GÉNICA % ETAPA POS-TRANSCRIPCIONAL: procesamiento y maduración ¿% TRANSPORTE DEL ARN % La entrada y salida de grandes moléculas del núcleo está estrictamente controlada por los complejos de poros nucleares. 9 Las macromoléculas como el ARN requieren asociarse a carioferinas: importinas para entrar en el núcleo y exportinas para salir. La capacidad para transportar su carga está regulada por GTPasas. EXPRESIÓN GÉNICA % ETAPA POS-TRANSCRIPCIONAL: procesamiento y maduración ¿% TRANSPORTE DEL ARN % Las proteínas de exportación sirven para la translocación de ARNm maduro y ARNt al citoplasma después de que la modificación postranscripcional se completa. Este mecanismo de control de calidad es importante debido al papel central de esas moléculas en la traducción de proteínas. Por ello, el ARN no modificado por completo que alcanza el citoplasma es degradado. EXPRESIÓN GÉNICA Y ETAPA TRADUCCIONAL o La traducción es el segundo proceso de la síntesis proteica (parte del proceso general de la expresión génica). Ocurre tanto (O) _Srowina peptide can (Tro en el citoplasma, donde se encuentran los ribosomas, como en a Lys) —(Asp) Incoming IRNA bound to Amino Acid el retículo endoplasmático rugoso (RER). Los ribosomas están Outgoing empty IRNA formados por una subunidad pequeña y una grande que rodean al ARN. En la traducción, el ARN mensajero se decodifica para generar una cadena específica de aminoácidos, llamada MessengerRNA polipéptido (el producto de la traducción), de acuerdo con las Peptide Synthesis reglas especificadas por el código genético. Es el proceso que convierte una secuencia de ARN mensajero en una cadena de aminoácidos para formar una proteína. EXPRESIÓN GÉNICA Y% ETAPA POS-TRADUCCIONAL: 9 Los cambios pueden ser: 9 Unirle otro grupo químico funcional (como acetato, fosfato, varios lípidos y carbohidratos) 9 Provocarle cambios estructurales (por ejemplo la formación de puentes disulfuro) % Enzimas pueden eliminar aminoácidos del extremo N-terminal de la proteína o cortar la cadena peptídica por el medio. 9 La fosforilación controla el estado de funcionamiento de la proteína, por ejemplo activándola o inactivándola. EL OPERÓN 9 Jacob y Monod y colaboradores analizaron el sistema de la lactosa en Escherichia coli, de manera que los resultados de sus estudios permitieron establecer el modelo genético del Operón que permite comprender cómo tiene lugar la regulación de la expresión génica. 9 Jacob y Monod recibieron en 1965 el Premio Nobel por estas investigaciones.