REPLICACIÓN TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN

1. REPLICACIÓN • TRANSCRIPCIÓN • TRADUCCIÓN

3. Replicación del ADN Necesidad : Cuando una célula se divide, o cuando se originan los gametos, las nuevas células que se forman deben contener la información genética que les permita sintetizar todas las enzimas y el resto de las proteínas necesarias para realizar sus funciones vitales.

4. Replicación del ADN Definición proceso según el cual una molécula de ADN de doble hélice da lugar a otras dos moléculas de ADN con la misma secuencia de bases.

5. Replicación del ADN Primeras dudas. • Al estar formada por dos hebras complementarias y antiparalelas. Una de las primeras dudas que se plantearon fue la de cómo se replicaba el ADN. A este respecto surgieron tres hipótesis: conservativa, semiconservativa y dispersiva.

6. Hipótesis Replicación del ADN Conservativa, Cada hebra de ADN forma una copia y una célula hija recibe la molécula original y la otra célula recibe la copia.

7. Hipótesis Replicación del ADN Semiconservativa Cada hebra de ADN forma una hebra complementaria y cada célula hija recibe una molécula de ADN que consta de una hebra original y de su complementaria sintetizada de nuevo.

8. Hipótesis Replicación del ADN DISPERSIVA Las cadenas hijas constan de fragmentos de la cadena antigua y fragmentos de la nueva.

10. EXPERIENCIAS DE MESELSON Y STAHL Se cultivan bacterias E. coli en un medio con 15N (nitrógeno pesado) durante cierto tiempo para que todo el ADN esté formado por dos hebras de 15N (15N-15N) más pesadas. Si se centrifuga, este ADN más pesado migra hacia el fondo del tubo y se obtiene el resultado que se observa en la figura.

11. EXPERIENCIAS DE MESELSON Y STAHL A continuación, se cultivan las bacterias en nitrógeno 14 (14N) más ligero durante 30 minutos, lo que dura un ciclo de replicación. Si la hipótesis de la síntesis conservativa fuese la correcta, se debería obtener lo que se ve en la figura, una banda de ADN pesado (15N-15N) y otra con ADN ligero (14N-14N) pero...

12. EXPERIENCIAS DE MESELSON Y STAHL .. lo que se obtiene en realidad es lo que se observa en la figura: una sola banda en posición intermedia, pues está formada por ADN mixto (15N-14N). Esto es, todas las células hijas tienen un ADN con una hebra con 15N y otra con 14N. La hipótesis de la síntesis semiconservativa es la correcta.

13. EXPERIENCIAS DE MESELSON Y STAHL Además, si se da otro ciclo de replicación en 14N, se obtiene una banda de ADN mixto (14N-15N) y otra de ADN (14N-14N), lo que también está de acuerdo con la hipótesis de la síntesis semiconservativa.

14. Conclusión sobre cómo es la replicación del DNA • Se dice que la síntesis es semiconservativaporque cada una de las moléculas de ADN "hijas" está formada por una hebra de ADN original y otra complementaria sintetizada de nuevo

15. Diferencias entre las células procariotas y eucariotas • En la célula procarióticala replicación parte de un único punto y progresa en ambas direcciones hasta completarse. • En la célula eucarióticael proceso no empieza por los extremos de la molécula sino que parte de varios puntos a la vez y progresa en ambas direcciones formando los llamados ojos de replicación u horquillas

17. Características de la replicación del DNA • Comienza en una secuencia de nucleótidos particular en el cromosoma: el origen de la replicación. • Ocurre bidireccionalmente a partir de un punto y por medio de dos horquillas de replicación que se mueven en direcciones opuestas se copian las dos cadenas

18. En casos particulares como el ADN mitocondrial, algunos plásmidos y algunos genomas de fagosmonocatenarios pequeños, la replicación se da unidireccionalmente pudiendo haber uno o dos orígenes de replicación

19. Enzimas que separan las cadenas Las helicasasque rompen los puentes de H entre las bases para separar las dos cadenas. proteínas SSB estabilizan las cadenas separadas impidiendo que se unan. Las topoisomerasas, impiden el superenrrollamiento.

20. ¿Qué se necesita para la replicación del DNA? • Para que pueda comenzar una secuencia de cebador de RNA sintetizado por la enzima RNA primasa, con sus bases correctamente apareadas con la cadena molde. • La adición de nucleótidos de DNA a la cadena es catalizada por la DNA polimerasas III. • Estas enzimas sintetizan nuevas cadenas sólo en la dirección 5' a 3', añadiendo nucleótidos trifosfatos uno a uno al extremo 3' de la cadena creciente.

21. La dirección de la replicación del ADN • La dirección en la que progresa la replicación es la misma en ambas hebras. Ahora bien, las enzimas que unen los nucleótidos sólo pueden efectuar la unión en dirección 5‘ 3'. • Esto nos indica que ambas hebras, al ser antiparalelas, deben de sintetizarse de diferente manera.

22. Dos cadenas=Dos síntesis distintas La cadena que se sintetiza en el mismo sentido que avanza la horquilla de replicación se denomina hebra adelantaday se sintetiza de forma continua por la ADN polimerasa, mientras que la que se sintetiza en sentido contrario al avance se denomina hebra rezagada o retrasada.

23. G G T G C A A C T T C G A U G Síntesis continua de la cadena 5’ -3’ A T C G A A C C G T T G C A C C G T T G C A C Síntesis continua de la cadena en dirección 5'3'. La síntesis de esta cadena no plantea ningún problema. Así, una vez separadas ambas cadenas, se sintetiza el primer y la ADN pol. III (una de las enzimas que unen los nucleótidos) va a elongar la cadena en dirección 5'3'.

24. La replicación de la otra cadena del DNA • La replicación de la otra cadena es discontinua. porque el ADN se va a ir sintetizando en fragmentos que, posteriormente, son soldados uno al otro. • En la cadena rezagada,fragmentos de Okazaki se sintetizan en la dirección 5' a 3'. • La ADN pol I, elimina los cebadores de ARN y rellena los huecos con nucleótidos de ADN, por último actúa la ADN ligasauniendo los fragmentos.

25. C G A T A G C T U G G C G T G T G A A C C C A Síntesis discontinua de la cadena 3’ -5’ A T C G A A C C G T T G C A C C G T T G C Síntesis discontinua. La cadena complementaria no se va a replicar en sentido 3'5' sino que se replica discontinuamente en dirección 5'3'. Primero se sintetiza el primer (ARN) y posteriormente este se elonga con ADN. El ARN es posteriormente eliminado y los diferentes fragmentos sintetizados, llamados fragmentos de Okazaki, son unidos entre sí.

28. Corrección de errores en la replicación del DNA • En el curso de la síntesis de DNA, la DNA polimerasa corrige los errores, retrocediendo cuando es necesario para eliminar nucleótidos que no estén correctamente apareados con la cadena molde.

29. Incorporación de los nucleótidos en la replicación del ADN • Los nucleótidos, antes de ser incorporados a las cadenas crecientes de ADN, se encuentran en forma de trifosfatos. • La energía requerida para impulsar la replicación proviene de la eliminación de dos fosfatos y la degradación del enlace P ~ P.

30. La replicación en un ojo de replicación primer ADN 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’

34. LA TRANSCRIPCIÓN Concepto molecular de gen: • La mayoría de los genes son fragmentos de la molécula de ADN que determinan la síntesis de una proteína, otros realizan funciones reguladoras.

35. LA TRANSCRIPCIÓN La estructura de los genes en eucariotas • Es compleja. • La secuencia de nucleótidos que constituye un gen, y los propios genes entre sí, no se disponen linealmente en los cromosomas sino espaciados por fragmentos de ADN que no poseen información que pueda ser transcrita. • En todo gen, además, distinguiremos las siguientes regiones: • La región promotora o promotor (P) • La región codificadora (C) • La región terminadora o terminador (T)

36. contiene la información para la síntesis de la proteína. Los fragmentos que no contienen información: intrones, y los que sí contienen información: exones. el principio de esta región viene marcado por la secuencia de bases nitrogenadas ATG y el final por una de estas tres tripletas: TAA, TAG, TGA; tripletas sin sentido al principio del gen, sirve para que las enzimas que realizan la transcripción reconozcan el principio Marca el final del gen.

37. LA TRANSCRIPCIÓN • El ADN se encuentra en el núcleo celular y el ribosomaen el hialoplasma Es por esto que la información contenida en la estructura primaria del ADN debe transcribirse a una molécula de ARN denominada ARN mensajero (ARNm). También se sintetizan en el núcleo el ARNr y el ARNt, necesarios para la síntesis proteica. • Los procesos de síntesis de ARN a partir del ADN constituyen la transcripción de la información genética.

38. Fases de la transcripción • 1.Iniciación: Una ARN-polimerasa comienza la síntesis del precursor del ARN a partir de unas señales de iniciación que se encuentran en el ADN • 2. Alargamiento: La síntesis de la cadena continúa en dirección 5´ 3'. Como en la síntesis del DNA, los ribonucleótidos, que están presentes en la célula como trifosfatos, se añaden uno por uno al extremo 3' de la cadena en crecimiento de RNA.

39. Fases de la transcripción • 3. Finalización: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la región terminadora del gen, finaliza la síntesis del ARN. • 4. Maduración: El ARNm precursor contiene tanto exones como intrones.. En el proceso de maduración un sistema enzimático reconoce, corta y retira los intrones y las ARN-ligasas unen los exones, formándose el ARNm maduro.

40. LA TRANSCRIPCIÓN Las moléculas de mRNA son largas copias (o transcriptos) de secuencias de DNA -de 500 a 10.000 nucleótidos- y de cadena simple. Cada nueva molécula de mRNA se copia -o transcribe- de una de las dos cadenas de DNA (la cadena molde) según el mismo principio de apareamiento de bases que gobierna la replicación del DNA.

41. La Transcripción en PROCARIOTAS: Diferencias con EUCARIOTAS En los procariotas • el ARNm no tiene intrones y por lo tanto no requiere de un mecanismo de maduración. • Al mismo tiempo que el ARNm se transcribe se está ya traduciendo. • Los genes son policistrónicos, esto es, un ARNm contienen información para varias proteínas.

43. LA TRADUCCIÓN

44. La Traducción-Tripletes La disposición de las bases nitrogenadas en el ARNm es la que codifica la secuencia de aminoácidos de la proteína. CRICK demostró que los aminoácidos en las proteínas van a estar codificados por secuencias de tres bases nitrogenadas consecutivas de las cadenas de ARNm, a partir de la secuencia de iniciación AUG. Cada una de estas secuencias de tres bases se llaman tripletas o codones.

45. La TraducciónCódigo genético Al haber en las proteínas 20 aminoácidos distintos, y existir 64 codones o combinaciones de tres bases, se deduce, que varias tripletas codificarán un mismo aminoácido. Este código, que relaciona la secuencia de bases del ARN con la secuencia de aminoácidos en las proteínas, recibe el nombre de código genético.

46. CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO GENÉTICO El código genético es universal. Todos los seres vivos lo emplean; con ciertas excepciones, por ejemplo, el de las mitocondrias, que tiene algunas diferencias. Se trata de un código degeneradopues el número de tripletas (64) es superior al de aminoácidos existentes en las proteínas (20).

47. Código Genético Existen tres tripletas que no codifican ningún aminoácido, son las tripletes " sin sentido", de "paro" o " stop". Estas tripletas marcan el final de la región a traducir, esto es, el final de la molécula proteica. La secuencia AUG codifica el principio de la región que se va a traducir y al mismo tiempo sirve para codificar al aminoácido metionina. Por lo tanto, todas las proteínas comienzan por la metionina. que puede ser eliminada.