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Transcripción del material
genético.
North American College
Cuarto Medio “B”
Recordemos que; el ADN es la moléculaencargada de almacenar la información quecaracteriza a un organismo, tanto estructuralcomo funcionalmente. Sin embargo por eltamaño que tiene esta molécula, no es posibleque ella directamente participe de latraducción o síntesis de proteínas. Por ello esque existen los ARN, que toman a su cargo laformación de proteínas, que constituyen laexpresión del mensaje.
ADN ARN PROTEINAS
Replicación Transcripción Traducción
Retrotranscripción
DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
El ADN forma una copia de parte de su mensaje sintetizando una molécula de ARN mensajero (transcripción), la cual constituye la información utilizada por los ribosomas para la síntesis de una proteína (traducción).
ARN
Por tanto, el mensaje genético se realiza en dos etapas sucesivas, en las que el ARN es un intermediario imprescindible.
TIPOS:
ARN mensajero
ARN ribosómico
ARN transferente
ARN mensajero
• Copia de una parte del ADN
• Información utilizada por los ribosomas para unir los aa en el orden adecuado y formar una proteína concreta.
• Vida muy corta.
• 3-5% del ARN celular.
ARN ribosómico
Forma parte de los ribosomas (junto con un conjunto de proteínas básicas).
También se denomina ARN estructural.
Participa en el proceso de unión de los aa para sintetizar las proteínas.
80-85% del ARN celular total
ARN transferente
• Transporta los aa hasta los ribosomas.
• Cada molécula de ARNt transporta un aaespecífico.
• 10% ARN celular.
TRANSCRIPCIÓN
• Transcripción = síntesis de ARN.• Ocurre en el interior del núcleo.• Necesita:
– Una cadena de ADN que actúe como molde.– Enzimas: ARN-polimerasa.– Ribonucleótidos trifosfato de A, G, C y U.
• Proceso:– Iniciación– Elongación– Terminación– Maduración.
TRANSCRIPCIÓN
INICIACIÓN
Comienza cuando la ARN-polimerasa reconoce en el ADN que se va transcribir una señal que indica el inicio del proceso = centros promotores. Caja TATA
Centros promotores = secuencias cortas de bases nitrogenadas.
TRANSCRIPCIÓN
INICIACIÓN
La ARN-polimerasa hace que la doble hélice de ADN se abra exposición de la secuencia de bases del ADN unión de los ribonucleótidos.
TRANSCRIPCIÓN
ELONGACIÓN
Adición de sucesivos ribonucleótidos para formar el ARN.ARN-polimerasa: “lee” ADN 3’-5’
síntesis ARN 5’-3’La cadena de ARN sintetizada es complementaria de la hebra de ADN que se utiliza como molde.
TRANSCRIPCIÓN
ELONGACIÓN
Complementariedad entre las bases de ADN y ARN:
G-C
A-UT-A
C-G
TRANSCRIPCIÓN
TERMINACIÓN
La ARN-pol reconoce en el ADN unas señales de terminación que indican el final de las transcripción. ATT, ACT o ATC.
Implica el cierre de la burbuja formada en el ADN y la separación de la ARN-poldel ARN transcrito.
TRANSCRIPCIÓN
TERMINACIÓN
La ARN-pol transcribe regiones de ADN largas, que exceden la longitud de la secuencia que codifica la proteína.
Una enzima corta el fragmento de ARN que lleva la información para sintetizar la proteína.
TRANSCRIPCIÓN
TERMINACIÓN
Extremo 3’ se añade una secuencia de ribonucleótidos de adenina cola poli-A.
Extremo 5’ se añade una caperuza permitirá identificar este extremo en el proceso de traducción posterior.
Maduración del ARNm
Antes de ser transportado al citoplasma, se eliminan segmentos de ARNm que no participan en la síntesis de proteínas. Estos segmentos se denominan intrones. Los segmentos de ARNm que participan en la síntesis de proteínas se denominan exones, y son unidos entre sí por un conjunto de enzimas presentes también el núcleo celular.
TRANSCRIPCIÓN:
• Corresponde a la síntesis de ARN a partir de ADN. Para que la transcripción se inicie, deben existir señales al interior de la célula que indiquen qué genes deben expresarse.
• A partir del ADN, se sintetiza una molécula de ARN complementario.
TRANSCRIPCIÓN:
Cuando en la secuencia de ADN aparece una C, las enzimas agregan una G a la molécula de ARN en formación, y viceversa.
Si aparece una T en la molécula de ADN, agrega una A en la de ARN y cuando en la secuencia de ADN aparece una A, al ARN se le agrega una U.
TRANSCRIPCIÓN:
De esta manera, si un gen está formado por 800 nucleótidos de ADN, el ARN que se sintetice será una molécula complementaria de 800 nucleótidos. Este tipo de ARN se denomina ARN mensajero.
Etapas de la transcripciónEN RESUMEN
• Descondensación de la cromatina.
• Separación de las hebras de ADN ( ruptura de los enlaces puentes de hidrógeno), gracias a la enzima helicasa.
• Localización de un gen, por factores de transcripción (proteínas), uniéndose a una región cercana al sitio de inicio: TAC.
• La enzima ARN polimerasa inicia la lectura del ADN y la síntesis del ARN mensajero complementario, a partir de la lectura de la secuencia TAC y finaliza al llegar a una secuencia de término conformada por ATT, ACT o ATC.
La síntesis de ARN incluye la
separación de las cadenas
del ADN y la síntesis de una
molécula de ARN en la
dirección 5' a 3' por la ARN
polimerasa, usando una de
las cadenas del ADN como
molde.
La complementación en el
apareamiento de las bases, A, T, G,
y C en el molde del ADN determinan
específicamente al U, A, C, y G,
respectivamente, en la cadena de
ARN que es sintetizada.
La ARN polimerasa cataliza a la reacción química de la síntesis del ARN en la cadena molde del ADN.
Transcripción del ADN
Todas las clases de ARN se forman por _____________, que es una forma de copia del ADN diferente a la replicación.
En el caso de la transcripción se copia sólo una hebra del ADN, la que se denomina ______________.
transcripción
templado
Transcripción del ADN
Otra diferencia es el hecho de que la enzima responsable de la formación delARN es la __________________, la que además en este proceso de lectura realizaun cambio en la complementación de bases, ya que en el ARN el nucleótidotimina es reemplazado por uracilo.La hebra de ADN se abre parcialmente para exponer una de sus hebras, lo cuales un requisito indispensable para que actúe la ARN polimerasa, la que es leída
por la enzima para generar la hebra de ARN (monocaternario).
ARN polimerasa
Transcripción del ADN
El proceso de transcripciónpermite que el mensajegenético pueda copiarse en laforma de una molécula de_____. El ARNm equivale a ungen. El ADN no sale delnúcleo.
Los tipos de ARN que seforman y que participan en lasíntesis de proteínas son tres:ARNm (mensajero), ARNt(transferencia) y ARNr(ribosomal).
ARN
¿?Resuelve las actividades de
la guía.Cuestionario N°2
Estudia, no dejes que los contenidos se acumulen.
EXPRESIÓN DEL MENSAJE GENÉTICO
• La información genética es la causa de la síntesis de proteínas específicas, entre ellas las enzimas, responsables de las características estructurales y funcionales de un organismo.
TRADUCCIÓN
• Traducción = síntesis de proteínas.
• Se necesita:• Ribosomas
• ARN mensajero
• Aminoácidos
• ARN de transferencia
• Enzimas y energía
TRADUCCIÓNRIBOSOMAS
Orgánulos citoplasmáticos. Complejos supramacromoleculares. (ARNr y Prot.)
Formados por 2 subunidades:Subunidad pequeña se une ARNm
Subunidad grande se unen aa
Se unen cuando van a sintetizar proteínas
TRADUCCIÓN
Antes de que se inicie la síntesis:
activación de los aa que van a ser unidos (citoplasma)
Cada aa se une a una molécula de ARNtespecífica por su extremo 3’
Complejo: aminoacil-ARNt
TRADUCCIÓN
INICIACIÓN Codón iniciador (ARNm): AUG se une a la subunidad
menor. Fijación del primer aminoacil-ARNt, con el anticodón
correspondiente: UAC Inicio: unión de subunidad mayor.
COMPLEJO DE INICIACIÓN
TRADUCCIÓN
INICIACIÓN
La porción de ARNmcubierta por el ribosoma corresponde a 6 nucleótidos = 2 codones.
Sitio PSitio A
TRADUCCIÓN
ELONGACIÓN
La cadena peptídica se sintetiza por la unión de los sucesivos aa que se van situando en el ribosoma transportados por los correspondientes ARNt.
El ribosoma se desplaza a lo largo de la cadena de ARNm.
TRADUCCIÓN
ELONGACIÓN
3 subetapas:
o Unión de un aminoacil ARNt al sitio A
o Formación del enlace peptídico
o Translocación del dipéptido al sitio P
TRADUCCIÓN
TRADUCCIÓN
TERMINACIÓN
Existen 3 codones de terminación:
UAA, UAG, UGA.
No hay ARNt con los anticodonescorrespondientes.
Cuando el ribosoma llega a uno de ellos, la cadena peptídica se acaba.
TRADUCCIÓN
TERMINACIÓN
TRADUCCIÓN
TRADUCCIÓN
Como consecuencia se libera:
La cadena proteica
Las 2 subunidades ribosómicas separadas
El ARNm
TRADUCCIÓN
• La velocidad de síntesis proteica es alta: hasta 1400 amioácidos por minuto.
• Varios ribosomas pueden leer a la vez un mismo ARNm = polirribosoma o polisoma.
Mayor efectividad y ahorro de tiempo.
TRADUCCIÓN
El ARNm se “desplaza” a través del ribosoma, en el cual ocurre la “lectura” de cada uno de los codones del ARNm.
TRADUCCIÓN
Una vez que el ARNm ha madurado, se produce la síntesis de proteínas a partir de la “lectura” de este ARNm. Este proceso ocurre en los ribosomas presentes en el citoplasma.
TRADUCCIÓN
• Cada vez que un codón es leído, se añade un nuevo aminoácido a la proteína que se está sintetizando.
• Comienza con la lectura del primer codón en el ARNm: AUG ( secuencia complementaria al sitio de inicio de la transcripción: TAC ). Este codón codifica para el aminoácido metionina. Por lo tanto, este aminoácido se encuentra en el extremo inicial de todas las proteínas.
ARN de tranferencia: “traduce” el mensaje para la síntesis de proteínas. Se unen a un codón a través de una de sus regiones, llamada anticodón, por complementariedad de bases.
Para cada codón en el ARNm existen moléculas de ARNt que contienen un anticodón complementario. Existen también 64 moléculas de ARNt.
Código Genético.
Código Genético.
El código se arma sobre la base de los _________ nucleótidos queconforman al ARN, más específicamente el ARN mensajero. Estos cuatronucleótidos representan un “abecedario”. El código contienecombinaciones de a tres (tripletes) que reciben la denominación de________.
Al observar el código genético completo se puede apreciar que cadacodón determina un aminoácido. Sin embargo, de esta mismaobservación se desprende que un aminoácido está determinado pormás de un codón, por ejemplo, el aminoácido prolina es codificado porlos codones CCU, CCC, CCA y CCG. Esta característica del códigogenético se conoce como ________________ o _________________.
Existen tres combinaciones (codones) que no determinan ningúnaminoácido: UAA, UGA y UAG. Estos se denominan sin sentido yrepresentan una señal de terminación de la traducción.
Otra característica del código genético es su ______________, es decir,las mismas claves son utilizadas por todos los seres vivos.
cuatro
codón
degeneración ambigüedad
universalidad
Síntesis de proteínas
AUG AAU UUC CUG UUA UUU UGAARNm
1. ARN mensajero (ARNm)
Corresponde a una copia equivalente del ADN queespecifica el número de aminoácidos de la proteína y elorden en que se encontrarán. Se organiza en secuencias detres nucleótidos (tripletes) que se denominan __________,por ejemplo UAC.
codones
Síntesis de proteínas
P A
2. Ribosomas
Representan el lugar físico en el que ocurre la síntesisproteica (traducción). Cada ribosoma corresponde a unaasociación de ___________ y un conjunto de ARNdenominados ____________ (ARNr). El ARNr es el másabundante en la célula (70-80 %).
proteínasribosomales
Síntesis de proteínas
3. ARN transferencia (ARNt)
AUU
La función del ARNt es llevar aminoácidos hacia el lugar desíntesis de proteínas: el ribosoma. El ARNt funciona como unadaptador que traduce el codón del ARNm. Para ello el ARNttiene un triplete denominado ______________.anticodón
Etapas de la traducción
1. Activación
El primer paso que debe ocurrir es la unión química del______________ a su ARNt. Este paso se conoce también comocarga. Este proceso requiere consumo de ATP y la participaciónde enzimas, la aminoacil ARNt sintetasa. Esta enzima esaltamente específica, ya que reconocen a un solo tipo deaminoácido y un subgrupo de ARNt.
aminoácido
AUG AAU UUC CUG UUA UUU UGAARNm
P A
Etapas de la traducción
2. Iniciación
Los ribosomas son estructuras que se arman sólo al momentode la traducción. Antes se encuentran separadas en sussubunidades _______ y ________.mayormenor
P AAUG AAU UUC CUG UUA UUU UGA
ARNm
UAC
Met
El primer evento que ocurre es la unión de la subunidad menoral ARNm. El complejo de iniciación se arma de tal manera que elprimer ARNt se une al sitio ___ del ribosoma.P
2. Iniciación
2. Iniciación
P AAUG AAU UUC CUG UUA UUU UGA
ARNm
UAC
Met
A continuación se une la subunidad mayor estableciéndose laestructura mínima para iniciar la lectura del resto del ARNm. Estaunión es de tal forma que el primer codón del ARNm quedadispuesto en el sitio P del ribosoma. El sitio ___ queda libre paraleerse los siguientes codones del ARNm.
A
Al revisar en el código genético el codón AUG encontramos elaminoácido _____________. Este corresponde a un codón de inicio quese encuentra tanto en procariontes como eucariontes.
metionina
P AAUG AAU UUC CUG UUA UUU UGA
ARNm
UAC
MetUUA
Asn
La elongación comenzará cuando se inicia la lectura del resto de loscodones del ARNm. Para ello el segundo codón, ____, queda en el sitioA del ribosoma. Luego el ARNt correspondiente lee el codón e ingresa.El anticodón es ____ y el aminoácido transportado es _________________(Asn). De esta forma el ARNt funciona como un _____________ o_________________, leyendo los codones del ARNm y colocando elaminoácido correspondiente.
AAU
UUA asparragina
adaptadorinterprete
3. Elongación
3. Elongación
P AAUG AAU UUC CUG UUA UUU UGA
ARNm
UAC
Met
UUA
Asn
Luego del ingreso del segundo ARNt los aminoácidos quedanenfrentados.
3. Elongación
P AAUG AAU UUC CUG UUA UUU UGA
ARNm
UAC
Met
UUA
Asn
La enzima peptidil transferasa cataliza la formación del________________ entre los dos aminoácidos.enlace peptídico
3. Elongación
P AAUG AAU UUC CUG UUA UUU UGA
ARNm
Met
UUA
Asn
Se retira el primer ARNt que había ingresado con lo quequeda libre el sitio ___ del ribosoma.P
P AAUG AAU UUC CUG UUA UUU UGA
ARNm
Met
UUA
Asn
3. Elongación
El ribosoma ________ sobre el ARNm de forma que el sitio A quedanuevamente libre para continuar con la traducción del ARNm. Estaacción del ribosoma permite que la lectura del ARNm seaordenada.
avanza
Explica los eventos que deberán ocurrir a continuación
4. Terminación
P AAUG AAU UUC CUG UUA UUU UGA
ARNm
Met Asn Phe Leu Leu
AAA
Phe
El codón _____ es un codón sin sentido que determina el terminode la traducción (STOP). Este codón es importante porque marcaen forma precisa la longitud del péptido en formación. De estamanera se determina parte del concepto de estructura primaria delas proteínas.
El ribosoma reconoce esta secuencia produciéndose eldesprendimiento del ARNm y el péptido ya formado
UGA
A continuación se presenta una secuencia del ADN (templado) apartir de la cual debes completar la hebra complementaria, elARNm, el ARNt y los aminoácidos correspondientes, para lo cualte puedes ayudar de la tabla que muestra el código genético.
ADN templado: TAC AAT TTT TTC AGA CCA ATC
ADN complementario:
ARN mensajero:
ARN transferencia:
Secuencia deaminoácidos:
ATG TTA AAA AAG TCT GGT TAG
AUG UUA AAA AAG UCU GGU UAG
UAC AAU UUU UUC AGA CCA
Met Leu Lys Lys Arg Gly STOP
Mutación génica
Síntesis
Expresión de la información genética
o
Síntesis de proteínas
Se requiere de …
Unidades deconstrucción:aminoácidos
Ribosomas
funcionan como un …
Ordenador dela traducción
ARNt (de transferencia)
funcionan como un …
Traductor del mensaje genético
ARNm (mensajero)
se organiza en…
Codones
funcionan como una …
Copia del mensaje que porta el ADN
el conjunto constituye el…
Código genético