12° Tipos de ARN estructura y funciones, Replicación de ADN, Transcripción de ADN, Traducción de proteínas, Expresión génica

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE CIENCIAS PECUARIAS
CARRERA DE MEDICINA VETERINARIA
BIOLOGÍA Y
BIOFÍSICA
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Tipos de ARN: Estructura y funciones
Replicación de ADN
Transcripción de ADN
Traducción de proteínas
Expresión génica
DOCENTE: Nora Mejía
Estructura
del ARN
Bases Nitrogenadas
Ribonucleótido
ARN
ESTRUCTURA DEL ARN
Estos componentes se organizan en base a tres niveles estructurales:
Nivel primario. Consiste
en la secuencia lineal de
nucleótidos que definen
las siguientes estructuras.
Nivel secundario. El ARN
se pliega sobre sí mismo
debido al apareamiento
intramolecular de bases.
La estructura secundaria
es la forma que adquiere
durante el plegado
Nivel terciario. Aunque el
ARN no forma una doble
hélice como el ADN en su
estructura, sí suele formar
una hélice simple como
estructura terciaria, a
medida que
sus átomos interactúan
con el espacio
circundante.
Funciones del ARN
Actúa como intermediario
en el flujo de información
que se produce entre el
propio ADN y la proteína
(traducción entre el ADN
y la proteína)
Sirve para traducir la
información que designa
la secuencia de los
componentes que van a
formar las proteínas.
Es un componente básico
para los ribosomas.
Tipos de ARN
Tipos de ARN
• El ARN es un ácido nucleico formado por una cadena de
ribonucleótidos.
• Hay varios ARN que tienen la misma composición química, pero
distinta estructura y función.
• Los principales son:
ARN mensajero
(ARNm)
ARN ribosómico
(ARNr)
ARN de transferencia
(ARNt)
ARN
nucleolar (ARNn)
Tipos de ARN
El ARN mensajero o ARNm
Su estructura es lineal,
excepto en algunas
zonas donde se forman
horquillas.
Su función principal es
copiar la información
genética del ADN y
llevarla a los ribosomas
(orgánulos celulares),
donde se realiza la
traducción o síntesis de
proteínas
ARNm
Se sintetiza en el núcleo
de la célula tomando
como molde una hebra
de ADN (es decir, en el
proceso de
transcripción).
Tipos de ARN
El ARN ribosómico o ARNr
Es el más abundante. Tiene las cuatro
bases nitrogenadas principales y
algunas metiladas.
Al igual que el ARNt, presenta zonas
con estructura de doble hélice.
El ARNr unido a proteínas básicas
forma los ribosomas (orgánulos
encargados de la síntesis proteica).
Tipos de ARN
El ARN de transferencia o ARNt
Está formado por moléculas relativamente pequeñas, cuya función es actuar como portadoras
de los aminoácidos específicos hasta los ribosomas.
Los ARNt contienen las
bases normales A, G, C y
U, gran número de
nucleótidos con bases
nitrogenadas diferentes .
Y también los 50 tipos
distintos de ARNt que hay
tienen algunas
características similares:
En uno de sus extremo,
presentan un triplete de
bases nitrogenadas en el
que siempre hay guanina
y un ácido fosfórico libre.
En el otro extremo, todos
contienen la secuencia
CCA sin aparear, que
actúa como aceptor del
aminoácido específico
que transporta hasta el
ribosoma.
Tipos de ARN
El ARN nucleolar o ARNn
Se encuentra unido a diferentes
proteínas formando el nucléolo.
Se origina a partir de diferentes
segmentos del ADN denominados
región organizadora nucleolar. Una
vez formado, se fragmenta y da
origen a los diferentes tipos de ARNr.
Replicación, Transcripción y Traducción
Dogma Central de la Biología Molecular
Replicación del
ADN
El ADN debe transmitirse fielmente a cada una de
las células hijas, obtenidas tras la división celular.
Por tanto, antes de producirse esta, es
imprescindible que el ADN forme réplicas exactas
de sí mismo para disponer de dos copias iguales.
Este proceso es la replicación o autoduplicación.
Posibles
formas de
replicación
Conservativa: la doble cadena
original se mantiene y se sintetiza
otra completamente nueva
Semiconservativa: una hebra de cada
doble hélice procede de la original, y
la otra se sintetiza de nuevo
Dispersiva: en cada hélice existen
fragmentos de la original y
fragmentos nuevos.
Mecanismo
de
replicación
Transcripción
Consiste en generar una copia de ARN a
partir de una secuencia de ADN
Esta copia, llamada ARN mensajero
(ARNm), es portadora de la información
sobre la proteína que el gen tiene
codificada en ADN.
En los seres humanos y otros organismos
complejos, el ARN se desplaza desde el
núcleo de la célula al citoplasma de la
célula (compartimento acuoso), donde se
usa para sintetizar la proteína codificada.
Mecanismo
de la
transcripción
UNIDAD
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2
LA TRANSCRIPCIÓN DEL ADN EN ARNm
1b
Ocurre en el núcleo.
El ADN se desenrolla y
se abre.
1a
Una de sus hebras sirve de
molde para sintetizar una
cadena de ARN llamada
ARN mensajero (ARNm),
que pasará al citoplasma.
Traducción
Es el proceso de biosíntesis de proteínas, se realiza en los
ribosomas y de la misma manera en procariotas y
eucariotas, con pequeñas diferencias.
Antes del inicio se tienen que activar los aa en el
citoplasma, uniéndose a un ARN-t específico mediante la
aminoacil-ARNt sintetasa.
Para ello se necesita la energía que aporta la hidrólisis de
un ATP. El aa se une por su extremo 3’ al ARNt.
Los ARNt se comportan como intermediarios o intérpretes
entre la secuencia de aa y la de nucleótidos
Ya que además de llevar un aa en el extremo 3’, reconocen
los nucleótidos del ARNm gracias a su anticodón
complementario del codón correspondiente
Mecanismo
de la
Traducción
UNIDAD
7
2
LA TRADUCCIÓN DEL ARNm EN UNA PROTEÍNA
1. Inicio de la traducción
La molécula de ARNm se une a
un ribosoma por uno de sus
extremos.
2. Un aminoácido se une al ARNt
Un aminoácido (aa) se une a un ARN de
transferencia (ARNt) (2a).
El ARNt con el aminoácido unido (ARNtaa) reconoce y se une a una secuencia de
tres bases del ARNm, llamada triplete o
codón (2b).
3. Unión del primer aa
El primer aminoácido queda
unido al ribosoma (3a), y el
ARNt queda libre (3b).
2b
3a
ARNm
ARNt-aa
ARNt
Ribosoma
ARNt
Citoplasma
3b
2a
aa
LA TRADUCCIÓN DEL ARNm EN UNA PROTEÍNA
4. Incorporación del segundo aa
5. Incorporación del resto de aa
Otro ARNt, unido a otro aminoácido, reconoce
el siguiente triplete en la cadena de ARNm y se
une a él (4a).
El segundo aminoácido queda así unido al
ribosoma junto al primer aminoácido (4b), y el
ARNt que lo transportaba queda libre en el
citoplasma (4c).
6. Fin
Se siguen incorporando aminoácidos por el proceso
descrito hasta que el ribosoma ha leído o traducido
toda la secuencia de bases del ARNm.
La proteína se
separa del
ribosoma y queda
libre en el
citoplasma.
4b
4c
4a
ARNt-aa
ARNt-aa
ARNt
ARNt
ARNt
ARNt
aa
ARNt
aa
Proteína
Expresión
génica
Expresión Génica
La expresión génica es el proceso
mediante el cual la información codificada
en un gen se utiliza para dirigir el montaje
de una molécula de proteína.
La célula lee la secuencia del gen en
grupos de tres bases.
Cada uno de estos grupos de tres bases
(codón) corresponde a uno de los 20
aminoácidos diferentes usados para
construir las proteínas.
Código
genético
• Es la relación que existe
entre la secuencia de bases
nitrogenadas del ARN-m y la
secuencia de aminoácidos de
una proteína.
• Es una equivalencia entre
dos polímeros específicos.
• Es la clave que permite la
traducción
del
mensaje
genético a su forma funcional,
las proteínas.
Código
genético
Como solo hay 4 bases distintas, las señales codificadoras para los 20
aminoácidos proteicos deben estar constituidas por más de una base.
Cada señal que codifica para un aa está formado por tres bases
consecutivas o triplete.
De esta forma hay 4x4x4=64 tripletes distintos.
Los tripletes del ARN-m se llaman codones.
Existen 61 codones que codifican aa y 3 sin sentido, que indican fin del
mensaje y no especifican ningún aa.
Hay un codón que además de codificar al aa metionina, es la señal de
iniciación.
En 1950 se emprendió la tarea de descifrar el código genético.