El dogma central Distintos tipos de ARN en el citoplasma

Distintos tipos de ARN en el citoplasma
El dogma central
La principal función de los genes es la manufactura
de proteinas.
19531953-55
Paul Zamecnik
Mahlon Hoagland
• La hipótesis de la secuencia : El orden de las
bases en una porcion del ADN representa
un codigo para una secuencia de
aminoacidos especifica.
El ARN se sintetiza en el
núcleo y migra al citoplasma
• El problema del código : Si la secuencia
“codifica”
una
proteína,
con
4
nucleótidos y 20 Aa el código mas simple
debe ser de “tripletes”.
• El Dogma Central :
transmite del ADN a
ARN y de éste a
información no se
proteínas a ADN.
La informacion
un intermediario
proteínas, pero
puede trasmitir
Primer sistema in vitro de
síntesis de proteínas
Descubren los ribosomas
y los ARN de transferencia
(adaptadores)
se
de
la
de
1
2
Propiedades comunes:
Todos son producidos por transcripción
Todos cumplen un papel en la síntesis
proteica
Generalmente con estructuras secundarias y
terciarias complejas
Transcripció
Transcripción : sí
síntesis de ARN
Dirigido por una ARN Polimerasa
Una hebra de ADN sirve de molde
La enzima no requiere cebador
La enzima elonga una cadena en dirección 5`-3`
Formación de enlace 3´-5´fosfodiéster
La síntesis sólo se inicia en secuencias específicas llamadas
promotores
Desenrrollamiento parcial del ADN
Que es un gen?
Nomenclatura transcripcional
DEFINICION MOLECULAR
Un gen es una
secuencia de
nucleótidos que
contiene la información
necesaria para la
síntesis de un
polipéptido o un ARN
funcional.
Una hebra de ADN sirve de molde (hebra molde)
Se incluyen en esta
definición operacional,
la secuencia codificante
del gen y las secuencias
señaI adyacentes que
indican el comienzo y fin
de la unidad
transcripcional.
El transcripto es igual a la hebra codificante y complementario a la
hebra molde
(Sense)
CCTTACTTACTGTTACGCCG
GGAATGCCTGACAATGCGGC
En procariotas y
eucariotas la estructura
de los genes es
levemente diferente.
(Antisense)
CCUUACUUACUGUUACGCCG
6
1
La maduració
maduración de los transcriptos en eucariotas
Reglas de sí
síntesis de
molé
moléculas informativas
Previo a salir al citoplasma se
eliminan los “intrones”
Proceso preciso dirigido por
apareamientos de base con ARN
particulares que reconocen las
uniones exón-intrón
Acidos nucleicos y proteí
proteínas
Formados por un número limitado de subunidades
Las unidades son agregadas secuencialmente formando cadenas lineales
Cada cadena tiene un punto de inicio, avanza en una única dirección y
tiene un punto de finalización
Cada proceso de sintesis depende de apareamientos de bases e
interacciones acidos nucleicos-proteína
Los productos de la síntesis primaria son modificados previamente a
cumplir su función
7
8
SINTESIS DE PROTEINAS
ƒ La síntesis proteica ocurre de modo semejante en todas las células
ƒ El DNA porta la información para la síntesis proteica en una secuencia de
nucleótidos
ƒ El RNA transporta la información al citoplasma donde ocurre la síntesis proteica
ƒ Tres tipos de RNA desempeñan un papel
cooperativo:
ƒmRNA transportador de la información
ƒ rRNA asociado a proteínas forma el
ribosoma
ƒtRNA portadores de aminoácidos,
lectores del mensaje
¾ El
orden
de
los
aminoácidos en la cadena
proteica
(secuencia) está determinado por la secuencia
(orden) de nucleótidos.
¾ El
orden
de
los
aminoácidos en la cadena proteica (secuencia)
determina la función de
la nueva proteína.
¾ Es necesario un código bilingüe para pasar la información de la
secuencia de bases a aminoácidos (código genético)
Reconocimiento codó
codón-anticodó
anticodón
CODIGO GENETICO
UNIVERSAL
EN TRIPLETES
NO SOLAPADO
REDUNDANTE
NO AMBIGUO
DEGENERADO
tRNA como adapatador
reconocimiento codón-anticodón
codones sinónimos pueden ser
leídos por un mismo anticodón
11
2
Iniciació
Iniciación traduccional
Agregado secuencial de Aa por una actividad
peptidil transferasa
Traslocación
Elongació
Elongación
Reunir los elementos necesarios
Reconocer el sitio de inicio (AUG)
Proveer sitios para que se inicie la
elongación
P
•Requerimientos
•Requerimientos
mRNA
mRNA
tRNA
tRNAmet
met
codón
codónde
deiniciación
iniciación
22subunidades
subunidadesribosomales
ribosomales
Factores
Factoresde
deiniciación
iniciación
GTP,
GTP,Mg
Mg2+
2+
A
Requerimientos
Requerimientos
P
Ribosoma
Ribosomacompleto
completo(complejo
(complejode
deiniciacion)
iniciacion)
Aa-tRNAs
Aa-tRNAsespecificados
especificadospor
porcada
cadacodón
codón
Factores
de
elongación
Factores de elongación
Actividad
Actividadpeptidil-transferasa
peptidil-transferasa(23s)
(23s)
GTP,
GTP,Mg
Mg2+
2+
A
Como se genera la variació
variación ?
Requerimientos
Requerimientos
Terminació
Terminación
Cuando se llega a un codón stop.
Factores de liberación
Desensamble del ribosoma
codón
codónde
determinación
terminación
factores
factoresde
deliberación
liberación
ATP
ATP
Cambios en el ADN
Mutaciones alteran la función génica cambiando la
estructura o la función de un producto
16
Cambios en una secuencia de ADN
que codifica para una proteí
proteína...
...CCGCGTCAGACCGAAATTAACGCG
...
...CCGCGTCAGACCGAAATTAACGCG...
...CCGCGTCAGACCGA
GATTAACGCG...
...CCGCGTCAGACCGAG
ATTAACGCG...
CCGCGUCAGACCGAAAUUAACGCG
CCGCGUCAGACCGAG
CCGCGUCAGACCGAGAUUAACGCG
P
17
Tienen diferentes efectos:
1. mutació
mutación silenciosa
R
Q
T
E
I
N
A
P
R
Q
T
E
I
N
A
18
3
Tienen diferentes efectos:
2. cambio de sentido
Tienen diferentes efectos:
3. sin sentido
...CCGCGTCAGACCG
CAATTAACGCG...
...CCGCGTCAGACCGC
AATTAACGCG...
...CCGCGTCAGACC
TAAATTAACGCG...
...CCGCGTCAGACCT
AAATTAACGCG...
CCGCGUCAGACCGC
CCGCGUCAGACCGCAAUUAACGCG
CCGCGUCAGACCU
CCGCGUCAGACCUAAAUUAACGCG
P
R
Q
T
A
I
N
A
19
P
R
Q
T
*
20
Tienen diferentes efectos:
4. Inserció
Inserción y corrimiento del marco de lectura
Tienen diferentes efectos:
5. Delecció
Delección y corrimiento del marco de lectura
A
...CCGCGTCAGACCGAA
ATTA
...CCGCGTCAGACCGAAA
TTAAACGCG...
AACGCG...
...CCGCGTCAGACCGAA
ATTACGCG...
...CCGCGTCAGACCGAAA
TTACGCG...
CCGCGUCAGACCGAAA
CCGCGUCAGACCGAAAUUA
UUAAACGCG
CCGCGUCAGACCGAAA
CCGCGUCAGACCGAAAUUACGCG
P
R
Q
T
E
I
K
21
R
P
R
Q
T
E
I
T
R
22
Flujo de informació
información en la cé
célula
La posición de una
mutación en la secuencia
de un gen tendrá
diferentes consecuencias
funcionales
23
24
4
La clasificació
clasificación de alelos en A y a esconde gran diversidad
de cambios en las secuencias de ADN
Mutació
Mutaciónes de pé
pérdida de funció
función
Mecanismos de las enfermedades recesivas
•
Generalmente por defectos en una enzima que por mutación resulta
en una pérdida de función.
Mecanismos de las enfermedades dominantes
•
•
•
Por mutación que resulta en una pérdida de función en proteínas
reguladoras o de señalización celular.
Por pérdida de una proteína estructural.
Por mutación que da lugar a una forma anormal funcionalmente
diferente (ganancia de función).
Producto no es funcional o con funcionalidad muy reducida.
Generalmente se asocian a fenotipos recesivos.
Para la mayoría de los productos enzimáticos no importa la
cantidad de producto, por lo que la mitad es perfectamente
funcional.
25
26
Mutaciones de funcionalidad reducida
Mutació
Mutaciónes de pé
pérdida de funció
función dominantes
cuando la cantidad de
producto es crítica hay
haploinsuficiencia
(generalmente dominante)
Dominantes negativos: un
polipéptido no funcional
interfiere con el producto
normal en un heterocigota
(en proteinas diméricas o
multiméricas))
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28
Mutaciones de ganancia de funció
función
EL NUEVO DOGMA
El producto hace algo anormal (una nueva función)
Generalmente se asocian a fenotipos dominantes, pues el alelo normal
no impide el funcionamiento anormal del alelo mutado
Generalmente involucran mecanismos de regulación o señalización
intracelular
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30
5