Tutoría Dogma central

Tutoría: Replicación
del ADN y Síntesis de
proteínas
Docente: Andrea Borbón
1
Un poco de historia
• 1865 – Mendel: Leyes de la herencia
• 1920s-1950s – La gran pregunta!!
¿Cuál es el material hereditario?
• 1928- Griffith- Principio de transformación bacteria
Streptococcus pneumoniae
• 1944- Avery Mcleod y McCarty – ADN es el material que
transforma
• 1952- Hershey & Chase – Prueba de que el ADN es el material
hereditario
2
En busca de la estructura de la
molécula de ADN
• 1950 - Reglas de Chargaff — proporciones de las bases nitrogenadas.
Bases complementarias.
• 1951—Rosalind Franklin— Difracción de los rayos X a partir de una
estructura cristalizada
• 1951 – Maurice Walkins – cristalización del ADN
• 1953 - Watson & Crick– Estructura del ADN
Reglas de Chargaff
• La proporción de Adenina (A) es igual a la de Timina (T). A = T
• La proporción de Guanina (G) es igual a la de Citocina (C). G= C.
• La proporción de purinas (A+G) es igual a la de las pirimidinas
(T+C).
(A+G) = (T + C).
• Sin embargo, la proporción entre (A+T) y (G+C) es característica
de cada organismo, pudiendo tomar por tanto, diferentes valores
según la especie estudiada.
• Existía variabilidad en la composición de bases nitrogenadas.
Rosalind Franklin
Maurice Wilkins
El modelo de la molécula de ADN
de Watson & Crick (1953)
• Nucleótidos
* Azúcar —Deoxirribosa
* Grupo fosfato
* Bases nitrogenadas
Structures of the four DNA nucleotides
Figure 7-5
El modelo de la molécula de ADN
de Watson & Crick
• Purinas: Adenina & Guanina
• Pirimidinas: Citocina & Timina
A:T complementarias
C:G complementarias
El modelo de la molécula de ADN
de Watson & Crick
nucleótido
PO4
• Grupo fosfato unido
al C-5 del azúcar
• Base nitrogenada
unida al C-1 del
azúcar
base
nitrogenada
5CH2
4
O
1
ribosa
3
OH
2
Modelo de Watson & Crick
• La molécula de ADN esta compuesta por dos cadenas
de nucleótidos, formando así una doble hélice.
• Las cadenas son antiparalelas 5´-3´ y 3´-5´
• Las cadenas son complementarias (A-T) (G-C)
• La parte externa de la molécula esta compuesta por
grupos fosfatos y azucares
• Las bases nitrogenadas complementarias forman
enlaces de hidrogeno en el centro de la hebra.
• Enlace fosfodiester une el C-5 de un azúcar al C-3 del
azúcar siguiente
ADN
Características ADN
Doble hélice
Hebras antiparalelas
Bases nitrógenadas:
Adenina
Guanina
Citosina
Timina
Azúcar: Desoxirribosa
14
Funciones del ADN
1.
2.
3.
Almacenamiento del material genético
Se puede auto-replicar
Expresa la información genética
• Su función principal es la de codificar para proteínas guardando
esta información en bases nitrogenadas.
Dogma central de la biología
molecular
16
Transcripción
Traducción
Replicación
Proteína
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Replicación del ADN
Cada hebra sencilla sirve como
templete (molde) para la síntesis de
una nueva hebra.
21
Mecanismos de la Replicación
Polimerasas: adicionan dNTPs al C-3 del
nucleótido anterior
La cadena naciente crece siempre en sentido 5´ - 3´
Qué necesita este proceso?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Hebra molde
Helicasa
SSB (proteínas de unión a cadena sencilla)
Primasa
ADN polimerasa III
ADN polimerasa I
Ligasa
23
• https://www.youtube.com/watch?v=-EGKrYdQEHQ
24
Transcripción
• El proceso mediante el cual una molécula de ADN
es copiada a una hebra complementaria de RNA.
• Esta hebra se denomina RNA mensajero y actúa
como intermediario entre el ADN y las proteínas.
Transcripcion
•
•
•
•
•
•
RNA mensajero
RNA polimerasa
Hebra templete
Hebra líder
Codones
Código Genético
Transcripción
Clases de RNA
mRNA, tRNA, rRNA
mRNA
• Azúcar - Ribosa
• Uracilo - Timina
• Cadena Sencilla
DNA vs
RNA
Transcripción
Etapas
• Iniciacion
• Elongacion
• Terminacion
Transcripción
• La hebra de ADN se separa en
* hebra templete
* hebra lider o codificante.
• La hebra de RNA es complementaria a la hebra templete
pero igual a la hebra codificante (excepto por los uracilos)
- 5´
- 3´
- 3´
- 5´
- 5´
- 3´
Transcripción - Elongación
 Desenrollar el ADN
 Adicionar NTPs
 RNA polimerasa se mueve a lo largo de la cadena templete
Transcripción - Terminación
Transcripción - EUCARIOTAS
Transcripción - EUCARIOTAS
• Modificaciones al RNAm
• 5’ Cap
• Colas de poly(A)
Transcripción - EUCARIOTAS
5’CAP
• Adición de guanina metilada
(7-methyl G)
• Ocurre durante la elongación
Funciones
• Marca para poder salir del núcleo
• Protección contra la degradación
• Sitio de unión a los ribosomas
Transcripción - EUCARIOTAS
• poli(A) polimerasa (PAP) encuentra la señal (AAUAAA) y corta
el RNAm aprox 10-35 nucleótidos después y adiciona una cola
de100-200 adeninas
Funciones
• Protección contra la degradación
• es necesaria para una correcta
iniciación de la traducción.
El Dogma Central
Ya sabemos como se sintetiza el mRNA, pero como a partir de
una secuencia de nucleótidos creamos una proteína ???
Célula
DNA
Transcripción
mRNA
Traducción
Ribosome
Polipeptido
(proteina)
Traducción
• Ribosomas
Subunidad grande
Subunidad pequeña
• rRNA
• tRNA
• mRNA
• Codones
Traducción
• El codón en mRNA y el amino ácido en una proteína están
relacionados
• tRNA tiene tres funciones:
• Transporta un aminoácido
• Se asocia con moléculas de mRNA
• Interactúa con ribosomas
Traducción
Traducción
3 pasos:
• Iniciación
• Elongación
• Terminación
Traducción - Elongación
Traducción - Elongación
El código genético
 Un código genético relaciona genes (DNA) con mRNA y
mRNA con los amino ácidos de las proteínas.
 mRNA es leído en segmentos de tres bases llamados
codones.
 El número de posibles codones es 64 (43), ya que cada
posición en el codón puede ser ocupada por una de las
cuatro diferentes bases (A, T, G, C).
 Los 64 posibles codones codifican para sólo 20 amino
ácidos y señales de iniciación y terminación.
El código genético
 Después de sustraer los codones de iniciación y
terminación, los 60 codones restantes codifican para 19
amino ácidos diferentes.
 Esto significa que muchos amino ácidos tienen más de
un codón. Luego el código es redundante.
 Sin embargo, el código no es ambiguo. Cada codón es
asignado solo para un amino ácido.
Mutación
• Definición:
* Cualquier cambio permanente en el ADN de una célula.
* Puede tener efecto nocivo, benéfico o no tener ningún efecto.
Termino utilizado con gran frecuencia en cambios en el
ADN responsables de enfermedades mendelianas.
Alteraciones genéticas
• Germinales
• Somáticas
• Cual heredamos?
• Las mutaciones pueden ocurrir en cualquier célula.
• Solo afectan a generaciones futuras si ocurren en las
células que generan los gametos.
• Las mutaciones en células somáticas son rara vez
notables, excepto en el caso del cáncer donde la cedula
pierde el control proliferativo y se replica
constantemente.
Sustituciones
• Mutaciones silenciosas: sinónima
• Mutaciones missense: no-sinónima
• Mutaciones nonsense: sin-sentido