TALLER DE CLASE OBJETIVO: Buscar que el alumno conozca, analice e identifique así como se realiza el proceso de la síntesis de proteínas la composición del ARN, MARCO TEÓRICO: ARN- ACIDO RIBONUCLEICO El ARN es un ácido nucleico que se compone de una sola cadena de nucleótidos. Desde el punto de vista químico, el ARN es un polímero de nucleótidos. Cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la Ribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, Uracilo, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada nucleótido con el siguiente. Las uniones G-C y A-U forman pares de bases complementarias unidas por puentes de hidrógeno + Estables G-C (3 puentes H) A-U (2 puentes H) - Estables G-U (1 puente H) Tipos de ARN ARNm: contiene los nucleótidos que codifican la secuencia de aminoácidos para la formación de las distintas proteínas. Lleva las instrucciones para hacer una proteína en particular, desde el ADN en el núcleo hasta los cromosomas. ARNt: actúa como un “intérprete”, una parte de la molécula lee la secuencia nucleotídica codificada en el ARNm y la otra parte, transfiere el aminoácido apropiado a la cadena polipeptídica en formación durante la síntesis de proteínas. Lleva los aminoácidos a los ribosomas, se encuentra en el citoplasma. ARNr: son moléculas asociadas con proteínas que forman una intrincada maquinaria de síntesis llamada ribosoma COMO SE DA LA FORMACIÓN DE PROTEINAS "el ADN dirige su propia replicación y su transcripción a ARN, el cual a su vez dirige su traducción a proteínas" El mensaje genético se encuentra en las cadenas de ADN. Para que la célula se divida este ADN debe duplicarse: 1) REPLICACIÓN, repartiéndose entre las células hijas. Durante la interfase el funcionamiento de la célula está dirigido por las proteínas. A partir del ADN se forma una molécula de ARN 2) (TRANSCRIPCIÓN) que sale del núcleo: ARN y es "leído" por el RNAr con la ayuda del RNAt que le provee los aminoácidos para la formación de las proteínas: 3) TRADUCCIÓN y 4 PROTEINAS I - LA REPLICACIÓN DEL ADN Es el proceso mediante el cual la molécula de ADN hace copias de sí misma (y, por tanto del cromosoma). Pasos de la replicación del ADN a) La doble hélice se desdobla (las dos cadenas de nucleótidos quedan paralelas), se rompen los enlaces entre las bases y las dos cadenas de nucleótidos se separan. b) Cada mitad de la molécula sirve como un molde para la formación de una nueva mitad del ADN. Las bases de los nucleótidos libres se unen con las bases complementarias. La unión específica de A con T y de C con G. c) Se forman enlaces entre los fosfatos y los azúcares de los nucleótidos contiguos. d) Las dos nuevas moléculas de ADN se enroscan y de nuevo toman la forma de una doble hélice. II. LA TRANSCRIPCIÓN Ocurre dentro del núcleo de las células eucariotas, aquí la secuencia de nucleótidos que denominamos gen (segmento de ADN que determina una proteína) se transcribe en una molécula de ARN. Para formar la hebra de ARN a partir del ADN se debe tener en cuenta que cada nucleótido del ADN se ensambla con un determinado nucleótido del ARN. La molécula helicoidal de ADN se desenrolla y deja accesible la hebra paralela, a partir de la cual se inicia la síntesis (armado) del ARN El código genético ES UNIVERSAL Las cuatro bases se unen en “palabras” de tres letras y se obtienen 64 grupos o “combinaciones” diferentes. Las 64 combinaciones son suficientes para codificar los 20 aminoácidos diferentes. Pasos para la transcripción del ADN Iniciación - Elongación - Terminación a) INICIACIÓN: La porción del ADN que contiene el código para la proteína que se necesita, se desdobla y se separa. El resultado es que se exponen las bases. b) ELONGACIÓN: Los nucleótidos de ARN libres se aparean con las bases expuestas del ADN. Como resultado, de los tripletes del ADN se forman tripletes complementarios en molécula de ARNm. Una sucesión de tres nucleótidos en una molécula de ARNm se llama un codón. b) TERMINACIÓN: Se forman enlaces entre los nucleótidos del ARNm, y la molécula de ARNm se separa de la molécula de ADN. La molécula completa de ARNm, sale del núcleo y va a los ribosomas III - TRADUCCION Es la síntesis de una molécula de proteína, de acuerdo con el código contenido en la molécula de ARNm. Se llama traducción porque comprende el cambio del “lenguaje” de ácidos nucleicos (sucesión de bases) al lenguaje de proteínas (sucesión de aminoácidos). En el citoplasma, el ARNm se mueve hacia los ribosomas. Los aminoácidos que se necesitan están dispersos por el citoplasma. Los aminoácidos llegan al ARNm por el ARNt. Pasos de la Traducción Un extremo de la molécula de ARNm se pega al ribosoma. Las moléculas de ARNt recogen aminoácidos y se mueven hacia el punto donde el ARNm está pegado al ribosoma. Una molécula de ARNt con el anticodón correcto se enlaza con el codón complementario en el ARNm A medida que el ARNm se mueve a lo largo del ribosoma, el siguiente codón hace contacto con el ribosoma. El siguiente ARNt se mueve a su posición con su aminoácido. Los aminoácidos adyacentes se enlazan por medio de un enlace pepitico. Se desprende la primera molécula de ARNt. El siguiente codón se mueve a su posición y el siguiente aminoácido se coloca en su posición El proceso se repite hasta que se traduzca el mensaje completo y se forme una cadena grande de aminoácidos que formará una proteína. IV - PROTEÍNAS • Las proteínas son moléculas grandes formadas por pequeñas subunidades denominadas aminoácidos. Utilizando sólo 20 aminoácidos distintos, la célula elabora miles de proteínas diferentes, cada una de las cuales desempeña una función altamente especializada. • Son biopolímeros grandes muchos de los cuales funcionan como enzimas. Otros sirven como componentes estructurales importantes de las células y de los organismos. Su estructura está determinada en gran parte, por el orden de los aminoácidos que se unen. Este orden, a su vez, está codificado por los genes • La función primordial de la proteína es producir tejido corporal y sintetizar enzimas. Las proteínas animales y vegetales no se utilizan en la misma forma en que son ingeridas, sino que las enzimas digestivas (proteasas) deben descomponerlas en aminoácidos que contienen nitrógeno. Replicación del ADN En este apartado describimos con más detalle los procesos de replicación, transcripción y traducción, introducidos en el apartado anterior. La transmisión de información implica que el ADN es capaz de duplicarse de manera de obtener dos moléculas iguales a partir de la molécula inicial. Este proceso se llama replicación. Luego del descubrimiento de la estructura del ADN, en 1957, dos biólogos moleculares americanos, Matthew Stanley Meselson y Frank Stahl demostraron que este se replica de una manera semiconservativa, es decir que la nueva cadena se sintetiza utilizando una de las hebras preexistentes como molde. Las moléculas de ADN "hijas" están formadas por una cadena nueva y una original que sirve como molde. Con nitrógeno 15 (un isótopo radiactivo), ya que el nitrógeno es necesario para la síntesis de las bases que componen el ADN, y usando sucesivas generaciones de bacterias Escherichia coli, estos científicos mostraron que cuando el ADN se duplica, cada una de sus cadenas pasa a las células hijas sin cambiar y actúan de molde o patrón para formar una segunda hebra y completar así las dos doble cadenas. Para que esto ocurra, la célula debe "abrir" la doble cadena de ADN en una secuencia específica denominada origen de replicación(en bacterias) o secuencia de replicación autónoma (en eucariotas) y copiar cada cadena. En la replicación participan varias enzimas. Las ADN polimerasas sintetizan una nueva cadena de ADN. Para esto utilizan como molde una de las hebras y un segmento corto de ADN, al que se le agregan los nuevos nucleótidos. Este segmento funciona como cebador (primer, en inglés). La ADN polimerasa agrega nucleótidos al extremo 3' de la cadena en crecimiento. Figura 1. Replicación del ADN. La enzima ADN polimerasa sintetiza una nueva hebra de ADN agregando un nucleótido al extremo 3' (en el cual hay un OH). La ADN polimerasa copia la cadena molde con alta fidelidad. Sin embargo, introduce en promedio un error cada 107 nucleótidos incorporados. Tiene, además, la capacidad de corregir sus propios errores, ya que puede degradar ADN que acaba de sintetizar. Otras enzimas que participan en este proceso son: la ADN primasa (que sintetiza el primer de ARN), la ADN ligasa (que une extremos 5' con 3' que hayan quedado luego de la síntesis), la ADN helicasa y las ADN topoisomerasas ADN (que evitan que el ADN se "enrede" en el proceso), las proteínas de unión al ADN (facilitan la apertura de la doble hebra). CUESTIONARIO 1. Investiga 5 diferencias del ADN con el ARN? 2. Cuáles son los tipos de ARN que existen y cuál es su función? 3. Cuáles son las etapas para que se realice la síntesis de proteínas a partir del ADN? 4. Explica con tus palabras. En que consiste la REPLICACIÓN del ADN? 5. Explica con tus palabras. En que consiste LA TRANSCRIPCIÓN del ADN? 6. Explica con tus palabras. En que consiste la TRADUCCION del ARN? 7. Que es un codón y una anticodón? 8. Que son las proteínas? 9. Cuál es la función de las proteínas? 10. Que sucedería si en la replicación del ADN una de las bases no se aparea correctamente? Explica? 11. Cuáles son los factores ambientales que inciden para que una base no se aparee correctamente. Explica?
