Biología - Expresión Génica: Transcripción

Gene Expression

Transcription

• The process by which genetic information in DNA is copied into a complementary RNA molecule
• Occurs in the nucleus of eukaryotic cells and in the cytoplasm of prokaryotic cells
• Initiated when an enzyme called RNA polymerase binds to the gene's promoter region
• RNA polymerase reads the template DNA strand and matches the incoming nucleotides to the base pairing rules (A-T and G-C)
• The RNA molecule is synthesized in the 5' to 3' direction

Translation

• The process by which the genetic information in mRNA is used to build a polypeptide chain (protein)
• Occurs in the ribosomes, which read the mRNA sequence and assemble the corresponding amino acids
• Initiated when the small subunit of the ribosome binds to the mRNA
• The ribosome reads the mRNA sequence in the 5' to 3' direction, and the corresponding amino acids are brought to the ribosome by tRNA molecules
• The amino acids are linked together by peptide bonds to form a polypeptide chain

Gene Regulation

• The process by which cells control the expression of genes in response to changes in the environment or developmental cues
• Involves the interaction of transcription factors with specific DNA sequences to either stimulate or inhibit gene expression
• Types of gene regulation:
  • Positive regulation: transcription factors stimulate gene expression
  • Negative regulation: transcription factors inhibit gene expression
  • Inducible regulation: gene expression is induced in response to specific signals or environmental cues
• Gene regulation can occur at multiple levels, including:
  • Transcriptional regulation: regulation of transcription initiation
  • Post-transcriptional regulation: regulation of mRNA stability, translation, or localization
  • Epigenetic regulation: regulation of gene expression through changes in chromatin structure or DNA methylation

Expresión Genética

Transcripción

• La transcripción es el proceso por el cual la información genética en ADN se copia en una molécula de ARN complementaria
• Ocurre en el núcleo de las células eucariotas y en el citoplasma de las células procariotas
• Se inicia cuando la enzima RNA polimerasa se une a la región promotora del gen
• La RNA polimerasa lee la cadena de ADN template y empareja los nucleótidos entrantes según las reglas de apareamiento de bases (A-T y G-C)
• La molécula de ARN se sintetiza en la dirección 5' a 3'

Traducción

• La traducción es el proceso por el cual la información genética en ARNm se utiliza para construir una cadena de polipéptidos (proteína)
• Ocurre en los ribosomas, que leen la secuencia de ARNm y ensamblan los aminoácidos correspondientes
• Se inicia cuando la subunidad pequeña del ribosoma se une al ARNm
• El ribosoma lee la secuencia de ARNm en la dirección 5' a 3', y los aminoácidos correspondientes son llevados al ribosoma por moléculas de ARNt
• Los aminoácidos se unen entre sí mediante enlaces peptídicos para formar una cadena de polipéptidos

Regulación Genética

• La regulación genética es el proceso por el cual las células controlan la expresión de los genes en respuesta a cambios en el entorno o señales de desarrollo
• Implica la interacción de factores de transcripción con secuencias de ADN específicas para estimular o inhibir la expresión genética
• Tipos de regulación genética:
  • Regulación positiva: los factores de transcripción estimulan la expresión genética
  • Regulación negativa: los factores de transcripción inhiben la expresión genética
  • Regulación inducible: la expresión genética se induce en respuesta a señales específicas o estímulos ambientales
• La regulación genética puede ocurrir en múltiples niveles, incluyendo:
  • Regulación transcripcional: regulación de la iniciación de la transcripción
  • Regulación post-transcripcional: regulación de la estabilidad de ARNm, la traducción o la localización
  • Regulación epigenética: regulación de la expresión genética a través de cambios en la estructura de cromatina o metilación de ADN

Herencia Mendeliana

• Leyes de la Herencia:
  • La ley de la segregación: cada par de alelos se separa durante la formación de gametos.
  • La ley de la segregación independiente: los alelos para diferentes genes se ordenan de forma independiente durante la formación de gametos.
  • La ley de la dominancia: un alelo puede ser dominante sobre otro.
• Experimentos de Mendel:
  • Estudió plantas de guisantes (Pisum sativum) para entender patrones de herencia.
  • Descubrió los principios fundamentales de la herencia.

Cuadrados de Punnett

• Definición: Una representación gráfica de los genotipos y fenotipos posibles.
• Uso: se utiliza para predecir la probabilidad de herencia de rasgos específicos.

Transcripción

• Definición: El proceso de crear una copia de ARN complementaria a partir de una plantilla de ADN.
• Pasos:
  • Iniciación: La RNA polimerasa se une a la plantilla de ADN.
  • Desenrollado: La doble hélice de ADN se desenrolla y la plantilla se expone.
  • Síntesis: Los nucleótidos de ARN se agregan a la cadena de ARN en crecimiento.
  • Terminación: La transcripción se detiene cuando se alcanza una secuencia de terminación.
• Tipos de ARN:
  • ARNm (ARN mensajero): Lleva información genética del ADN al ribosoma.
  • ARNt (ARN de transferencia): Trae aminoácidos al ribosoma durante la traducción.
  • ARNr (ARN ribosómico): Forma parte integral del ribosoma.

Traducción

• Definición: El proceso de construcción de una cadena de polipéptidos a partir de una secuencia de ARNm.
• Pasos:
  • Iniciación: La subunidad pequeña del ribosoma se une al ARNm.
  • Elongación: Los aminoácidos son llevados al ribosoma por el ARNt y unidos entre sí.
  • Terminación: La cadena de polipéptidos se libera cuando se alcanza un codón de stop.
• Codones:
  • Codón de inicio: AUG (metionina).
  • Codones de stop: UAA, UAG, UGA.
  • Tabla de codones: Un gráfico que muestra el aminoácido correspondiente a cada codón.

Mutaciones

• Definición: Un cambio en la secuencia de ADN de un organismo.
• Tipos:
  • Mutación puntual: Un cambio en un solo nucleótido.
  • Mutación de desplazamiento: Una inserción o eliminación que altera el marco de lectura.
  • Mutación cromosómica: Un cambio en el número o estructura de los cromosomas.
• Efectos:
  • Mutación silenciosa: No tiene efecto en la secuencia de aminoácidos.
  • Mutación de sentido: Un cambio en la secuencia de aminoácidos.
  • Mutación de nonsense: Un codón de stop prematuro.

Epigenética

• Definición: El estudio de los cambios heredables en la función de los genes que ocurren sin un cambio en la secuencia de ADN subyacente.
• Mecanismos epigenéticos:
  • Metilación del ADN: La adición de un grupo metilo a una residuo de citosina.
  • Modificación de histonas: La adición de diversos grupos químicos a las proteínas histona.
• Efectos:
  • Silenciamiento de genes: La inhibición de la expresión de genes.
  • Imprinting: La expresión diferencial de genes según su origen parental.