biosintesis de proteinas

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Trascripción
y
Traducción
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Tipos de ARN
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


Molécula lineal que contiene información genética copiada
del ADN.
Tiene regiones codificadoras y regiones no codificadoras
como la cabeza o líder y la cola.
Los mensajeros de eucariotas tienen un cap o gorra en el
extremo 5’ y una cola polyA en el extremo 3’.
Dirección de la transcipción
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El ARN mensajero tiene un principio, una
secuencia y un final.
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• Juega un papel crítico en la síntesis de proteínas llevando AA al
ribosoma
• Tienen una estructura tridimensional muy bien definida
Amino ácido
Anti codon
ARNm
5’ GTAAAGTCCCTTTAGC 3’
Doble papel:
• adaptador que reconoce al amino ácido
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en el extremo 3’
• El anticodón se empareja con el codón en el ARNm
Estructura del ARNt
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ARN de transferencia
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ARNnp (nucleadores pequeños)
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ARN ribosómico
P
A
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TRANSCRIPCIÓN
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Transcripción
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La transcripción: Síntesis de ARN.
5’
3’
ARNpolimerasa
5’
3’
U G U
T A C A
A
G C
C G
G G C U G C
C C G A C G
ARN
ADN
(i)
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Transcripción:
1- Iniciación: Una ARN-polimerasa comienza la síntesis del
precursor del ARN a partir de unas señales de iniciación
"secuencias de consenso " que se encuentran en el ADN.
ARNpolimerasa
T
A
A
U
C
G
G C
A
U
A
C
U
G
C
G
G C
T
A
T
A
G
C
C
G
A
U
C
A
T
C
G
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Transcripción:
2. Alargamiento: La síntesis de la cadena continúa en
dirección 5'3'. Después de 30 nucleótidos se le añade al
ARN una cabeza (caperuza o líder) de metil-GTP en el
extremo 5‘ con función protectora.
ARNpolimerasa
T
A
A
U
C
G
G C
A
U
A
C
U
C
G
T
A
G C
G
T
G
A
C
C
G
A
C
U
A
T
C
G
m-GTP
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Transcripción:
3- Finalización: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la región
terminadora del gen finaliza la síntesis del ARN. Entonces, una poliA-polimerasa
añade una serie de nucleótidos con adenina, la cola poliA, y el ARN, llamado
ahora ARNm precursor, se libera.
poliA-polimerasa
m-GTP
A
U
G C
U
C
G
U
G
U
A
G
A
A
A
A
A
ARNm precursor
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4. Maduración (cont.): El ARNm precursor contiene tanto
exones como intrones. Se trata, por lo tanto, de un ARNm no
apto para que la información que contiene sea traducida y se
sintetice la correspondiente molécula proteica. En el proceso
de maduración un sistema enzimático reconoce, corta y retira
los intrones y las ARN-ligasas unen los exones, formándose el
ARNm maduro.
ARNm
maduro
precursor
cola
Cabeza
AAAAAA
AUG
UAG
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Maduración del ARNm (Visión de conjunto).
Región codificadora del gen
ADN
Promotor
E1
I1
E2
I2
E3
Terminador
TAC
ATC
Cabeza E1
ARNm
precursor
ARNm
maduro
I1
E2
I2
cola
E3
AAAAAA
AUG
UAG
Cabeza
cola
AAAAAA
AUG
UAG
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En el núcleo tiene lugar la transcripción de los genes
codificadores de proteínas.
El resultado es un ARN mensajero que posee secuencias
de dos tipos: con y sin función codificadora, llamados
respectivamente exones e intrones.
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Supongamos el siguiente transcrito de ARN de un gen:
ARNm maduro
Los intrones son eliminados mediante la unión de los
exones;
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La mayoría de los intrones se degradan
Y sólo se genera un ARNm maduro
ARNm maduro
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Constitutivo
Splicing
Cada intrón es removido y
todos lo exones son
incorporados al ARNm maduro
Alternativo
Se producen múltiples formas
de ARNm maduros debido al
empalme diferencial de algunos
exones
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•Solo existen 20 amino ácidos – pero 64 codones posibles
DNA
mRNA
mRNA
codons
amino
acids
threonine
proline
glutamate
glutamate
lysine
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TRADUCCIÓN
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Aminoácido + ATP
Aminoácido adenilado + PPi
aminoacil-tRNA sintetasa
Aminoácido adenilado + tRNA
Aminoacil-tRNA + AMP
Consumo
2 enlaces
Alta energía
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Inicio de la
traducción
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Elongación de la cadena polipeptídica
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Fin de la traducción
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Síntesis de proteínas.
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Iniciación: La subunidad pequeña del ribosoma se une a la región
líder del ARNm y el ARNm se desplaza hasta llegar al codón AUG, que
codifica el principio de la proteína. Se les une entonces el complejo
formado por el ARNt-metionina (Met). La unión se produce entre el
codón del ARNm y el anticodón del ARNt que transporta la metionina.
Subunidad menor del ribosoma
5’
P
A
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
UAC
Anticodón
(i)
Codón
ARNt
ARNm
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1er aminoácido
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Elongación I: se une la subunidad mayor a la menor completándose el
ribosoma. El complejo ARNt-aminoácido2 , la glutamima (Gln) [ARNt-Gln]
se sitúa enfrente del codón correspondiente (CAA).El reconocimiento
activa al EF1 e hidroliza el GTP a GDP + Pi. De forma que el EF1 se
disocia del ribosoma sin llevarse al al aminoacil ARNt al que estaba unido
La región del ribosoma a la que se une el complejo ARNt-Gln se le llama
región aminoacil (A).
Subunidad menor del ribosoma
P
A
AAAAAAAAAAA 3’
5’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
UAC GU U
Consumo
1 GTP
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(i)
Elongación II: Se forma el enlace peptídico entre el grupo
carboxilo de la metionina (Met) y el grupo amino del segundo
aminoácido, la glutamina (Gln).
P
A
ARNm
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
UAC GU U
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Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina
(Met) se libera.
P
A
ARNm
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
GUU
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Elongación IV: El ARNm se traslada, de tal manera que el
complejo ARNt-Gln-Met queda en la región peptidil del ribosoma,
quedando ahora la región aminoacil (A) libre para la entrada del
complejo ARNt-aa3 . Se consume un GTP para realizar el
desplazamiento
P
A
ARNm
AAAAAAAAAAA
5’
3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
GUU
Consumo
1 GTP
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Elongación V: Entrada en la posición correspondiente a la
región aminoacil (A) del complejo ARNt-Cys, correspondiente
al tercer aminoácido, la cisteína (Cys).
P
A
ARNm
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
GU U AC G
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Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina)
a la cisteína (Cys).
P
A
ARNm
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
GU U AC G
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Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo
aminoácido, la glutamina (Glu).
P
A
ARNm
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
AC G
(i)
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Elongación VIII: El ARNm corre hacia la otra posición,
quedando el complejo ARNt3-Cys-Glu-Met en la región peptidil
del ribosoma.
P
A
ARNm
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
AC G
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Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente
al 4º aminoácido, la leucina.
P
A
ARNm
AAAAAAAAAAA 3’
5’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
AC G
AAU
Leu
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Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A).
P
A
ARNm
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
AC G AAU
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Elongación XI: Unión del péptido Met-Gln-Cys con el 4º AA, la
leucina (Leu). Liberación del ARNt de la leucina. El ARNm se
desplaza a la 5ª posición
ARNm
P
A
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
AAU
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Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º AA , la
arginina (ARNt-Arg).
ARNm
P
A
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
AAU
GCU
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Elongación XIII: Unión del péptido Met-Gln-Cys-Leu con el 5º
aminoácido, la arginina (Arg). Liberación del ARNt de la
leucina (Leu). El ARNm se desplaza a la 6ª posición, se trata
del un codón de finalización o de stop.
ARNm
P
A
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
GCU
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
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Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las
subunidades del ribosoma se disocian y se separan del ARNm.
ARNm
P
A
5’
AAAAAAAAAAA 3’
AU G C AA U G C U UA C GA UA G
GCU
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
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ADN
Trascripción
ARN
Translación
Proteína
Traducción
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Célula
Eucariótica
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