PEER INSTRUCTION BIOSÍNTESIS DE PROTEÍNAS Y

CÓDIGO GENÉTICO

por

Enrique Zamorano -Ponce, D.Sc. Laboratorio de Genética Toxicológica

Departamento de Ciencias Básicas Facultad de Ciencias

Universidad del Bío-Bío e-mail : ezamoran@ubiobio.cl

Tweeter: @Enrique2604

MINICLASE Nº1

Al final de esta miniclase Ud. podrá definir y relacionar:

Los procesos moleculares implicados en el “Dogma Central de la Biología Molecular”

Conceptos de Replicación, Transcripción, Retrotranscripción y traducción

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

ADN ARN PROTEÍNAS

Duplicación Transcripción Traducción

Retrotranscripción Retrovirus

Retrotranscriptasa

PRIMER TEST CONCEPTUAL

Según el llamado Dogma Central de la Biología Molecular, en el proceso de TRANSCRIPCIÓN:

a). Se construye una molécula de ARN a partir del ADN b). Se traduce el mensaje genético que contiene el ADN c). Participa activamente la ADN polimerasa d). Ninguna de las anteriores es correcta

SEGUNDO TEST CONCEPTUAL

¿Cuál de las siguientes alternativas refleja el flujo de información genética en procariontes y eucariontes:

a). ARN ADN Proteínas b). ADN ARN Proteínas c). Proteínas ADN ARN d). Ninguna de las anteriores es correcta

MINICLASE Nº2

Al final de esta miniclase Ud. podrá comprender y definir:

El proceso de transcripción y los elementos moleculares involucrados

TRANSCRIPCIÓN

Se define como el proceso mediante el cual se copia la información genética contenida en el ADN en un ARN.

Para que ocurra este proceso es necesario que los ejes azúcar fosfato del ADN se abran, rompiéndose los puentes de hidrógeno existentes entre las bases nitrogenadas y de esta forma las hebras separadas servirán de molde o patrón para la fabricación de una secuencia de ribonucleótidos.

La síntesis del ARNm es catalizada por una enzima. Esta enzima se denomina ARN polimerasa en virtud de que ella polimeriza moléculas de ARN, se abrevia ARNp o ARN pol.

En procariontes existe una sola ARNp para la síntesis de los tres tipos distintos de ARN. En Eucariontes, en cambio, existen tres tipos distintos de ARNp que catalizan la síntesis de ARN específicos

ARNp I ARN ribosómico o ARNr

ARNp II ARN mensajero o ARNm

ARN p III ARN transferencia, ARN ribosomal de 5S

’

ESTRUCTURA CUATERNARIA DE ARNp

Enzima core (eje-básica)

+ Enzima

Completa (Holoenzima)

=

La enzima trabaja con o sin el factor sigma pero, cuando sigma forma parte de la estructura enzimática, la enzima se une específicamente al sitio promotor del gen, es decir donde se encuentra la secuencia de nucleótidos que determina el inicio de la síntesis de ARN.

¿Cómo se realiza el reconocimiento Enzima - ADN?

Se sabe que en el sitio promotor de cualquier gen existen dos regiones que poseen secuencias de nucleótidos conocidas como SECUENCIAS DE CONSENSO que le otorgan al ADN formas específicas locales que permite unir a la enzima como cualquier enzima se une a su substrato.

Una de estas secuencias de concenso se conoce como la CAJA TATA o CAJA DE PRIBNOW en honor al autor que la descubrió (TATAAT) en procariontes y su equivalente la caja Goldberg- Hogness descubierta en eucariotas

La otra secuencia corresponde a los nucleótidos TTGAC, que también es crítica para la segura y rápida iniciación de la transcripción

Una vez que la enzima ARNp está unida al sitio promotor de un gen se inicia el desenrrollamiento de la doble hélice de ADN en aproximadamente 17 pb, es decir, casi dos vueltas completas de la doble hélice. Ello se realiza por un rompimiento de los dobles enlaces que existen entre los pares de bases nitrogenadas

La ARNp continúa transcribiendo la información que está cifrada en el ADN hasta que lee una secuencia de terminación de copiado que puede ser UAA o UAG. Cuando ello ocurre, la enzima es liberada.

No olvide que el proceso que estamos describiendo (TRANSCRIPCIÓN) está ocurriendo en el NÚCLEO de una célula eucariótica

El ARN así sintetizado recibe el nombre de ARN heterogéneo nuclear y se abrevia como ARNhn

TERCER TEST CONCEPTUAL

Para que el DNA pueda TRANSCRIBIRSE es obligatorio que:

a). La ARN polimerasa cuente con el factor sigma b). Se separen los ejes AF por rompimiento de los enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas c). Existan disponibles nucleótidos de A, T, G y C d). Ninguna de las anteriores es correcta

CUARTO TEST CONCEPTUAL

Si la secuencia en la hebra templado es: AATTGG, las bases en el ARN transcrito serán:

a). UUAACC

b). TTUUGG

c). UUUUCC

d). Ninguna de las anteriores es correcta

QUINTO TEST CONCEPTUAL

De la transcripción de ARNm en eucariontes podemos concluir que:

I). Es catalizado por la ARN polimerasa I II). Se fabrica un ARN a partir de 1 de las hebras del ADN III). Ocurre en el interior del núcleo IV). Sigma permite la unión de la enzima al sitio PROMOTOR

a). I , II y III

b). II, III y IV

c). I, II y IV

d). Ninguna de las anteriores es correcta

MINICLASE Nº3

Al final de esta miniclase Ud. podrá comprender y definir:

El proceso de Maduración postranscripcional de que son objeto los ARN transcritos y los elementos moleculares involucrados

El ARN hn así sintetizado es sometido, siempre dentro del núcleo a lo que se conoce con el nombre MADURACIÓN POSTRANSCRIPCIONAL que incluye dos procesamientos, cuales son:

1. Modificaciones de los extremos 5’ y 3’

2. Corte y Empalme (Splicing)

MODIFICACIONES DE LOS EXTREMOS 5’ y 3’

En el extremo 5’ del ARNhn se adiciona el denominado CAP (capuchón) que corresponde a la 7 metilguanosina trifosfato que protege al ARN del ataque de nucleasas y fosfatasas y ayuda en la unión del ARNm al ribosoma

En los transcritos de ARNhn un enzima (poliA polimerasa) añade entre 100 a 200 residuos de ácido adenílico (conocido como cola poli-A) en el extremo 3’ de la cadena completándose así el transcrito primario.

2. CORTE Y EMPALME (SPLICING)

En 1977 se descubrió que, los genes están interrumpidos por secuencias que si bien son leídas por la ARNpol, no tienen significado conocido en el producto final

Por lo tanto en un gen encontramos:

INTRONES O SECUENCIAS DE INTERVENCIÓN: que no están representadas en el ARNm citoplasmático y por tanto no son traducidas

EXONES que si están representadas en los ARNm citoplasmáticos y que consecuentemente son traducidas

ESTRUCTURA GENERAL DE UN GEN EN EUCARIOTAS

Exón1 Intrón1 Exón 2 Exón 3 Intrón2 Intrón 3 Exón4

Exón1 Intrón1 Exón 2 Exón 3 Intrón2 Intrón3 Exón4

Exón1 Exón 2 Exón 3 Exón4

Intrón 1

Intrón 2

Intrón 3

+

ADN

ARNhn

ARNm

AAAA

AAAA

AAAA

SEXTO TEST CONCEPTUAL

Como resultado del proceso de Corte y Empalme (Splicing) se obtiene:

a). ARN maduro más largo que el transcrito original

b). Un ARN maduro más corto que el transcrito original

c). Un ARN sin exones

d). Ninguna de las anteriores es correcta

TRADUCCIÓN

Proceso mediante el cual la información que trae el ARN mensajero desde el núcleo es traducido en proteínas. En células eucarióticas este proceso se realiza en el CITOPLASMA

CÓDIGO GENÉTICO

ARNt portando un aminoácido

Subunidades ribosómicas

iniciación

Elongación

terminación

Durante la iniciación el aparato traductor se reúne en el citoplasma. ARNm; Ribosoma y el ARNt que porta el primer aa (AA1) y que se une al primer codón (AUG) justo en el sitio A del ribosoma.

Codón de iniciación Codón de

término

ARNm

A E

Durante la elongación los aa son traídos uno a uno por los ARNt entrando al sitio A

Durante la terminación un factor proteico de liberación reconoce el codón de terminación, se separa el aparato traductor y se libera una cadena polipeptídica completa.

Factor de liberación

Reciclaje de los componentes del aparato traductor

Polipéptido terminado

Codón de Término

7º TEST CONCEPTUAL

El único ARN que se traduce corresponde a:

a). ARNt

b). ARNm

c). ARNr

d). Todos los anteriores

8º TEST CONCEPTUAL

Si el codón AAU sufre mutación en la tercera base (U) y ésta se cambia por A, el aminoácido incorporado en la proteína será:

a). El mismo que si no hubiese ocurrido mutación

b). Lisina

c). Serina

d). Ninguna de las anteriores es correcta