Qu es el ARN?El cido RiboNucleico (ARN) es

un cido nucleico formado por

nucletidos. Estos estn

formados por una pentosa, ribosa

(otra pentosa) una y unas bases

nitrogenadas (Adenina, Guanina,

Citosina y Uracilo). Los

nucletidos forman una cadena

en la que el primero de ellos tiene

libre el carbono 5 de la pentosa y

el ltimo, el carbono 3.

1. Intermediario en el flujo de informacin del ADN a la protena.

2. Traduce la informacin del ARN mensajero en la informacin que designa la secuencia de los componentes que formarn una protena.

3. Componente funcional de los ribosomas, que llevan a cabo el proceso de la traduccin.

Clases generales de ARN

ARN Tamao y longitud Porcentaje de ARN celular total

Funcin

ARNr 28S, 18S, 5,8S, 5S (23S, 16S, 5S)*

80 Interaccin para formar ribosomas

ARNt 65-110 nt 15 Adaptador

ARNm 0,5-6 kb 5 Dirige las sntesis de protenas celulares

*Tamao del ARNr en clulas procariotas, Kb: Kilobases; Nt; nucletidos; S unidades Svedberg

ARNmEs lineal y contiene una copia de la

informacin del ADN para sintetizar

una protena. Se transcribe en el

ncleo de una clula a partir de una

secuencia de ADN. Despus sale al

citoplasma y se asocia a un ribosoma,

para ser traducido. Por cada tres

nucletidos hay un aminocido. As,

los aminocidos de la protena estn

configurados por la secuencia de

nucletidos del ARNm.

*Replicacin: creacin de dos cadenas idnticas de ADN a raz de las dos hlices de una cadena

de ADN.

*Transcripcin: es la creacin de una cadena de ARNm en el nucleolo a raz de una de esas

cadenas de ADN mediante una molcula polimerizadora de ARN.

*Traduccin: proceso mediante el cual los ribosomas crean una protena usando los aminocidos

que portan los ARNt y la cadena de ARNm.

Clulas eucariotas y procariotas tienen ARNm diferentes

Las unidades transcripcionales poseen estructuras diferentes: el ARNm

procariota es policistrnico y el ARNm es monocistrnico

Compartimentalizacin de la transcripcin y traduccin: las clulas

procariotas sintetizan el ARN y las protenas en un solo

compartimento, las clulas eucariotas separan ambos procesos en el

ncleo y el citoplasma

Proteccin en sus extremos 5 y 3 : los extremos del ARNm procariota

estn desnudos, el ARNm eucariota cuenta con una caperuza y una

cola de poli (A)

Procesamiento del ARNm: el ARNm de las clulas procariotas no se

procesa, mientas que el ARNm eucariota contiene intrones que son

eliminados.

Estructura de la Unidad de Transcripcin:

Regiones codificadoras de varias protenas en Procariotas y Cada unidadtranscripcional codifica para una nica protena, en eucariota

ARNm policistrnico, posee codones individuales de inicio y parada al comienzo y al final de cada marco de lectura abierto

ARN m eucariota y procariota, es la compartimentalizacin de los procesosde transcripcin y traduccin, permite un control ms sutil de la expresinproteica

Procesamiento postrnscripcional del ARNm, eucariotas protegen losextremos 5y 3del ARNm, caperuza 5y cola de poli (A), < posibilidad dedegradacin, adems los genes contienen intrones

ARNr y ribosomas

Tipo celular ARNr Subunidad Tamao Ribosoma intacto

Procariota 23S, 5S,16S

GrandePequea

50S30S

70S

5,8S, 5S18S GrandePequea

60S40S

8OS

El ARNr interacciona para formar ribosomas

Componente principal de los ribosomas

Procariotas tres tipos de rRNA

Verdadero catalizador en la sntesis de Protenas

ARNt

El ARN transferente o soluble es un ARN no

lineal. En l, las bases se complementan,

dentro de la misma cadena. La estructura se

estabiliza mediante puentes de hidrgeno.

El ARNt lleva algunos nucletidos con las

bases modificadas. Estos no pueden

emparejarse, y su existencia produce bucles.

Se distinguen tres tramos (brazos). En uno

de ellos, aparece una secuencia de tres

nucletidos que es complementaria con un

brazo del ARNm. En el lado opuesto, en el

ltimo carbono 3' de la cadena, se une un

aminocido especfico.

Transporta los aminocidos en forma activada al

ribosoma para la formacin de enlaces peptdicos

Hay al menos un tipo de tRNA por cada uno de los

20 aminocidos

RNA nuclear heterogneo (hnRNA) son los transcritos primarios del

DNA y los precursores del mRNA

Se procesan por corte y empalme y modificaciones para formar

mRNA,

El corte y empalme : eliminacin enzimtica de los intrones de los

transcritos primarios

RNA nuclear pequeo

Se encuentran formando complejos con varias protenas para formar

partculas ribonucleoprotenas nucleares pequeas (snRNP o

snurps).

Participan en las actividades de corte y empalme, y otras formas de

procesamiento del RNA

POLIMERASAS DEL ACIDO RIBONUCLEICO ARN Pol

ARN polimerasas son enzimas multimricas de gran tamao que transcriben segmentos definidos de ADN en

ARN con un alto grado de selectividad y especificidad

No necesitan un cebador para iniciar la sntesis del ARN

PROCARIOTAS contienen una nica ARN polimerasa que sintetiza todos los ARN

EUCARIOTAS contienen tres ARN polimerasas diferentes, I, II, III; cada una especializada en la

transcripcin de un ARN

ARN Pol I transcribe el ARNr que se produce a travs de una nica unidad transcripcional, que

posteriormente es procesada para producir los ARNr de 18S, 28S, 5.8S y 5S

ARN Pol III transcribe la mayora de los ARN pequeos (ARNsn) incluidos los ARNt

ARN Pol II transcribe todos los dems genes en la clula eucariota, incluidos todos los genes que

codifican las protenas que dan lugar ARNm, es extraordinariamente sensible a la -amanatina

Interaccin de la ARN polimerasa con el ADN en una localizacin

especfica,

Unas secuencias en concreto, secuencias promotoras, reclutan a la ARN

polimerasa hacia el lugar de inicio de la transcripcin , en la ARN Pol III, se

localizan dentro del propio gen,

Maduracin del RNA

Denominamos maduracin del RNA al

conjunto de transformaciones

moleculares que le ocurre al RNA despus de su

sntesis

Qu es el Cdigo Gentico?

El cdigo gentico es un conjunto de normas por las que lainformacin codificada en el material gentico (secuencias deADN o ARN) se traduce en protenas (secuencias deaminocidos) en las clulas vivas. El cdigo define la relacinentre secuencias de tres nucletidos, llamadas codones, yaminocidos. Un codn se corresponde con un aminocidoespecfico. El ARN se basa en transportar un mensaje del ADNa la molcula correspondiente

CODIGO GENTICO

Una vez que Crick (1958) propuso la Hiptesis de la Secuencia ("existe una relacin entre la ordenacin lineal de nucletidos en el ADN y la ordenacin lineal de aminocidos en los polipptidos"), la comunidad cientfica la admiti y se plantearon dos preguntas:

Existe algn cdigo o clave que permite pasar de la secuencia de nucletidos en el ADN a la secuencia de aminocidos en las protenas?

Cmo se convierte la informacin contenida en la secuencia de ADN en una estructura qumica de protena?

La primera pregunta conlleva el estudio del desciframiento del cdigo gentico y el estudio de sus caractersticas. La segunda pregunta consiste en el estudio de los procesos genticos de la sntesis de protenas: la transcripcin y la traduccin.

CODIGO GENTICOCaractersticas del Cdigo GenticoLas caractersticas del cdigo gentico fueron establecidas experimentalmente por

Fancis Crick, Sydney Brenner y colaboradores en 1961. Las principales caractersticas del cdigo gentico son las siguientes:

El cdigo est organizado en tripletes o codones: cada tres nucletidos (triplete) determinan un aminocido.

El cdigo gentico es degenerado: existen ms tripletes o codones que aminocidos, de forma que un determinado aminocido puede estar codificado por ms de un triplete.

El cdigo gentico es no solapado o sin superposiciones: un nucletido solamente pertenece a un nico triplete.

La lectura es "sin comas": el cuadro de lectura de los tripletes se realiza de forma continua "sin comas" o sin que existan espacios en blanco.

El cdigo gentico nuclear es universal: el mismo triplete en diferentes especies codifica para el mismo aminocido. La principal excepcin a la universalidad es el cdigo gentico mitocondrial.

http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Codigo/Codigo genetico.htm

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR

El DNA desempea 2 funciones: la replicacin y la expresin.

El DNA tiene que ser capaz de autorreplicarse de tal manera que la informacin que se encuentre codificada en su estructura primaria se transmita de forma fidedigna a la descendencia.

La expresin gentica implica la transferencia de informacin mediante los procesos de transcripcin y traduccin

Como suele suceder, existen excepciones a la regla anterior, que se presentan slo en ciertos virus.

a. Para algunos virus, el RNA viral se copia en RNA viral

(replicacin de RNA).

b. Para otros virus, el RNA viral es copiado en DNA viral (sntesis

de DNA dependiente de RNA o transcripcin inversa).

DNA (cido desoxirribonucleico)

RNA (cido ribonucleico). Estructura: 3 componentes

cidos Nucleicos

a) cido fosfrico

b) Pentosa (ribosa para ARN o

2-desoxirribosa para el ADN)

c) Bases nitrogenadas:

Purinas; Adenina (A) y Guanina (G)

Pirimidinas: Timina (T en ADN), Uracilo

(U en ARN) y Citosina (C en ambos).

Enlaces Fosfodiester:Cuando los nucletidos se polimerizan

para formar cidos nucleicos, el grupohidroxilo fijado al carbono 3 del azcar deun nucletido forma un enlace ster con elfosfato de otro nucletido, coneliminacin de una molcula de agua .

En consecuencia, una hebra aislada de c.nucleico es un polmero de fosfatos ypentosas (un polister), con bases pricasy pirimdicas como grupos laterales.

Las uniones entre nucletidos sedenomina enlaces fosfodister

La secuencia lineal de nucletidos unidospor enlaces fosfodister constituye laestructura primaria.

Modelo De WATSON-CRICK El ADN se encuentra asociado a protenas llamadas Histonas. Este complejo forma la Cromatina, que

est organizada de manera que el ADN da dos vueltas sobre un ncleo formado por un octmero de Histonas.

El conjunto de histonas y ADN forman un Nucleosoma.

En mitocondrias, bacterias y plsmidos existe ADN mitocondrial.

Cada molcula de DNA est formada por dos largas cadenas de polinucletidos que corren en direcciones opuestas formando una hlice doble alrededor de un eje imaginario central. De esta forma la polaridad de cada cadena es opuesta.

Existen seis tipos de ADN: A,B,C,D,E, y Z, ste ltimo es levgiro, los cinco restantes son dextrgiros.

Las dos cadenas son ANTIPARALELAS (en direcciones opuestas: una de 5 a 3 y de 3a 5la otra) y se encuentran apareadas por uniones de hidrgeno establecidas entre los pares de bases, y siempre existe igual nmero de C que el de G, y el de A igual nmero que T.

ADN

Estudio de composicin de bases de Erwin Chargaff:

El DNA es una doble cadena de nucletidos que consiste de ~50% purinas (A,G) y ~50% pirimidinas (C, T)

La cantidad de A=T y la cantidad de G=C (regla de Chargaff) El porcentaje de G-C vara de organismo a organismo.

La totalidad de la informacin gnica contenida en la cromatina se denomina genoma.

El tamao del genoma generalmente se incrementa con la complejidad del organismo.

DNA Las Bases Nitrogenadas

Tres puentes de H+ hacen ms

resistente su unin frente al

calor y a la desnaturalizacin.

El ADN se desnaturaliza cuando se incrementa la T o sebaja la concentracin salina de la solucin que lo contiene. Entonces las bases adquieren mayor refringencia ptica hipercromicidad de la desnaturalzacin de las bases.

Enlace

fosfodiste

rEl cido fosfrico une dos nucletidos entre si, asociando las pentosas de dos nucletidos consecutivos. La unin se produce con el C-3` de un nuclesido y el C-5` del siguiente.

REPLICACION DEL DNA

CARACTERISTICAS

Es Semiconservativa

Es Bidireccional

Es Semidiscontinua

Es monofocal en procariotas y

multifocal en eucariotas

Requiere de Cebadores

Ocurre en el perodo S.

La replicacin es el proceso mediante el cual, a partir de una molcula de DNA doble hlice, se sintetizandos molculas idnticas. Tiene lugar cada vez que se divide una clula, ya que las dos clulas hijas han detener exactamente, la misma dotacin gentica que la progenitora.

Molcula DNAparental

Cadena hija(nueva)

Molculas deDNA hijas

Origen dereplicacin Origen de

replicacin

Origen dereplicacin

Cadena parental

Cadena hija

Burbuja dereplicacin

DOS MOLCULAS DE AND HIJAS

Es Bidireccional

Al abrirse la doble hlice se forma una estructura llamada

burbuja de replicacin,

Cada burbuja, tiene dos

horquillas de replicacin que a partir de ese punto de origen

comn avanzan en ambas direcciones opuestas

ES SEMICONSERVATIVA

A partir de la doble hlice de una molcula de DNA se originan dos molculas de DNA, ambas

compuestas por una cadena original (preexistente) y una cadena nueva (recin sintetizada).

Es decir, que las dos cadenas de la molcula progenitora se separan y sirven cada una de moldepara la sntesis de una nueva cadena hija complementaria, siguiendo la regla normal deapareamiento.

A

Nucletidos

Molcula parentalde DNA

Ambas cadenas parentales Sirven como molde

Dos molculas de DNAhijas idnticas

ES ASIMTRICA La cadena hija que adopta

como molde a la cadenaprogenitora que corre endireccin 35 se sintetiza enforma continua, al crecer endireccin 53, y se denominacadena adelantada (leadingstrand).

La otra cadena hija, cuyo molde es la cadena del DNA progenitora que corre en direccin 53 essintetizada de un modo singular, ya que para poder crecer en esa direccin debe sintetizarse endireccin opuesta al avance de la horquilla de replicacin. El problema se supera haciendo de que lasntesis sea discontinua, lo cual significa que la nueva cadena se sintetiza de a pequeos fragmentos y

se le llama cadena retrasada (lagging strand).

EN PROCARIOTAS

DNA Helicasa.

Protenas SSB (Single- Strand binding).

Topoisomerasas I y II

RNA primasa.

DNA Polimerasas (DNA Pol)

I, II y III

Pirofosfatasa.

DNA Ligasa

DNA molde o template

Cebadores

Los 4 desoxirribonucletidos trifosfato: (dATP, dCTP, dGTP, dTTP)

Mg++

Abrazadera

REQUERIMIENTOS DE LA REPLICACION

EN EUCARIOTAS

DNA Helicasa.

Protenas SSB (Single- Strand binding).

Topoisomerasas I y II

RNA primasa.

DNA Polimerasas (DNA Pol)

,, , ,

Pirofosfatasa.

DNA Ligasa

DNA molde o template

Cebadores

Los 4 desoxirribonucletidos trifosfato:

(dATP, dCTP, dGTP, dTTP)

Mg++

PCNA (Proliferating cell nuclear antigen)

ORC (origin recognition complex)

Nucleasa reparadora

DNA HELICASAS Y PROTENAS SSB.

Una helicasa y las protenas de unin a las monocadenas (SSB) trabajan para desenrollar y mantener lascadenas de DNA separadas antes del avance de la horquilla de replicacin

Las helicasas son una clase de enzimas capaces de desplazarse a lo largo del DNA utilizando la energa dela hidrlisis del ATP, para separar las cadenas.

Las protenas SSB mantienen las cadenas separadas

TOPOISOMERASAS Las Topoisomerasas tipo I relajan el DNA (hacen desaparecer regiones superenrolladas)por corte y cierre de una cadena del DNA.

Las Topoisomerasas tipo II cambian la topologa del DNA mediante el corte y la reparacin del DNA bicantenario.

PROTENA FUNCIONDNA gyrasa

Helicasa

Primasa

DNA Pol III

DNA Pol I

DNA ligasa

Elimina superenrollamientos positivos o introducesuperenrollamientos negativos. En bacterias corta entrelazamientoentre cromosomas hijos al final de la replicacin.

Desenrolla las dos cadenas de DNA

Sintetiza el RNA cebador

Sintetiza DNA

Elimina el cebador y rellena huecos con DNA

Une los extremos del DNA

PROTENAS INVOLUCRADAS EN LA REPLICACIN EN PROCARIOTAS

ETAPAS DE LAREPLICACION

INICIACION

Reconocimiento de orgenes de replicacin

Separacin de hebra

Posicionamiento de maquinaria de replicacin

ELONGACION

Crecimiento bidireccional de la horquilla de replicacin

Replicacin semiconservativa, semidoscontinua, coordinada.

TERMINACION

Reconocimiento de seales de terminacin

Desensamble de replisomas

LA DNA POLIMERASA HACE UNA LECTURA DE PRUEBA (PROOFREADING)

Muchos errores de copiado que seproducen durante la replicacin delDNA son corregidos por la funcinde lectura de prueba de la DNAPolimerasa, que pueden reconocerbases errneas (mal apareadas) enel extremo 3 de la cadena encrecimiento y luego extraerlas pormedio de una actividad inherentede exonucleasa 3 5.

QU SON LOS TELMEROS?

Estn localizados en losextremos de los cromosomas

Sin los telmeros, loscromosomas son inestables ypueden combinarse con otroscromosomas para formarcromosoma dicntricos o anillos

Protegen al cromosoma de ladegradacin

Permiten la replicacin completade cada cromosoma.

LA REPLICACIN ES MULTIFOCAL EN EUCARIOTAS

En eucariotas, para poder llevar a cabo la replicacin en un tiempo razonable, ha de ser multifocal, esdecir, empezar por muchos puntos a la vez.

En cambio la replicacin del DNA bacteriano es monofocal, es decir, existe un slo origen dereplicacin.