Biología General

Mecanismo de la Reacción de la RNApol

• La reacción de la RNApol implica el ataque nucleofílico del 3'-OH del nucleótido naciente (generalmente ATP) al fosfato α del nucleótido entrante.
• Este proceso forma un nuevo enlace fosfodiéster, elongando la cadena de RNA.
• La RNA polimerasa cataliza la reacción, con Mg2+ como cofactor.
• La pirofosfatasa inorgánica hidroliza los pirofosfatos (PPi) a dos fosfatos inorgánicos (2 Pi), impulsando la reacción de polimerización.

Características de Polimerización

• Requiere una hebra molde de DNA desenrollada.
• La síntesis comienza en el extremo 3'-OH del RNA naciente.
• Requiere Mg2+ como cofactor.
• Los apareamientos de bases deben ser complementarios.
• Utiliza nucleótidos trifosfatados (dNTPs) como sustratos (ATP, UTP, CTP, GTP).
• La RNA polimerasa es autoiniciadora.

Orientación y Asimetría de la Transcripción

• El DNA tiene dos hebras, una hebra molde (transcrita) y una hebra codificante (no transcrita).
• La transcripción se realiza en la dirección 5' a 3'.
• La hebra molde define la secuencia del RNA transcrito.
• La transcripción crea una cadena de RNA antiparalela a la cadena molde.

Transcripción en Eucariotes

• La transcripción en eucariotas ocurre en el núcleo, mientras que la traducción ocurre en el citoplasma.
• El RNA transcrito se procesa en el núcleo antes de la traducción.
• Este RNA procesamiento incluye la adición de una caperuza 5', la cola de poli(A) en el extremo 3' y la eliminación de intrones mediante el empalme (splicing).

Estructura de la RNApol Procariota (E. coli)

• La RNA pol procariota (E. coli) está compuesta por cinco subunidades: dos α, una β, una β', y una σ.
• Cada subunidad tiene un peso molecular específico (kDa).
• La subunidad σ (11kDa) inicia el reconocimiento del promotor.

RNApol Eucarioticas

• Existen tres RNA polimerasas principales (RNA pol I, RNA pol II y RNA pol III) en eucariotas, cada una especializada en clases de genes específicas.
• Estructuras con diversas subunidades, con distintas funciones y roles en la transcripcion.
• La RNA Polimerasa se separa en distintos tipos, con diferencias en el tamaño y homologia.

Tipos de RNApol en Eucariotes

• RNA pol I: sintetiza rRNA (la mayoría de la célula).
• RNA pol II: sintetiza mRNA, y algunos snRNAs.
• RNA pol III: sintetiza tRNA, rRNA 5S, y otros pequeños RNAs.
• Cada tipo de RNA pol tiene una localización celular específica y juega un rol definido en la síntesis de diferentes tipos de RNA.

Etapas del Proceso de Transcripción: Gen Clase II

• La transcripción comienza en la región promotora y continúa hasta la región de terminación.
• Las regiones promotoras (basales y proximales) y distales definen puntos de unión para las proteínas reguladoras.
• Los genes eucariotas de clase II tienen secuencias promotoras específicas.

Iniciación (Transcripción)

• Factores de transcripción (TF) reconocen y se unen a la región promotora del DNA.
• La RNA polimerasa se une al complejo de inicio.
• Las hebras de DNA se separan creando la burbuja de transcripción.
• Se inicia la síntesis de RNA utilizando una hebra molde de DNA.

Liberación del Promotor y Elongación

• La RNA polimerasa se separa de los factores de transcripción generales.
• Continua la adición de nucleótidos en la dirección 5' a 3'.
• La polimerasa se desplaza a través del gen y sintetiza el RNA.
• Hay factores necesarios para la elongación para prevenir terminación prematura.

Terminación (Dependiente y Dependiente de "p" en Bacterias)

• Terminación dependiente de "p": una proteína "p" se une al RNA y provoca la liberación del complejo transcripcion.
• Terminación independiente de "p": El RNA forma una horquilla rica en pares de bases GC, seguida de una secuencia rica en U, que provoca la separación del RNA del DNA.

Terminación en Eucariotes

• En eucariotas, existen procesos complejos para indicar la finalización de la transcripción, con algunas proteínas diferentes que participan en cada polimerasa.

Niveles de Regulación de la Expresión Génica en Eucariotes

• La expresión génica se regula a diferentes niveles, desde el DNA hasta las proteínas maduras.
• Los niveles de expresión se pueden regular mediante mecanismos pre-transcripcionales, transcripcionales, postranscripcionales, y postraduccionales.

Expresión Génica Diferencial

• La mayoría de los genes humanos codifican para proteínas con diferentes funciones.

Control Pretranscripcional

• El acceso al DNA se ve afectado por mecanismos que modifican la estructura de la cromatina (por ejemplo la acetilación de histonas).

Motivos Estructurales de Proteínas Reguladoras (TF)

• Existen diferentes motivos estructurales que emplean las proteínas que se unen al DNA.

Regulación Epigenética

• La metilación del DNA puede afectar la expresión génica inhibiendo la unión de factores de transcripción.
• Proteínas específicas reconocen y se unen al DNA metilado, con efectos moduladores de la transcripción.

Promotores de Genes de Clase II

• Las secuencias basales del promotor (TATA, Inr) y proximales (CCAAT, GC) en genes de clase II proporcionan sitios específicos de inicio de transcripción.
• La frecuencia con la que ocurre la transcripción puede depender también de elementos distales de control.

Secuencias o Elementos Distales

• Los potenciadores y silenciadores se ubican distantes del sitio de inicio.
• Los factores específicos para los elementos de respuesta pueden controlar si un gen se activa o reprime.
• Factores que pueden modificar la velocidad de transcripción.

Factores de Transcripción (TF)

• Los factores de transcripción actúan en cis (secuencia en el DNA) y en trans (proteínas que se unen al DNA).

TFs generales y genes constitutivos

• Las proteínas de housekeeping son esenciales para la transcripción de genes necesarios para la actividad básica de la célula.
• Los factores generales ayudan a formar el complejo de transcripcion y también incluyen la formacion de los factores y transcripción del mRNA.

TFs inducibles

• Hay factores de transcripción específicos que responden a señales externas.
• Las interacciones con RNApol y otros factores pueden activar o modular la transcripción de genes específicos.

TFs de Clase I y Clase III

• Los elementos de control ICR y otros motivos específicos son comunes en los promotores de la región transcrita.
• Los factores de transcripción para el tipo I son necesarios para activar o inhibir la transcripción.

Procesamiento postranscripcional (Maduración de RNA)

• El procesamiento postranscripcional implica la eliminación de intrones (empalme) y la modificación de extremos de RNA en pre-mRNA eucariótico.
• Se añaden otros grupos a los mRNA.

Gen Procariota para una Proteína

• El gen no contiene intrones y tiene un solo exon.
• No se requiere proceso de empalme (splicing).

Gen Eucariota para una Proteína

• El gen contiene intrones y exones separados.
• El RNA sufre procesamiento postranscripcional (empalme) para dar lugar al mRNA maduro.

Formación del Cap de Guanosina (5')

• Adición de la estructura de la caperuza en el extremo 5' del RNA transcrito.
• Protector contra enzimas, marcador para ribosomas.

Formación de la Cola de Poli-A (3')

• La adición de la cola de poli-A en el extremo 3' del transcrito.
• Importante para la estabilidad y transporte del RNA.

Splicing

• Mecanismo por el cual se eliminan los intrones y se unen los exones en el pre-mRNA eucariota.

snRNAs

• Pequeños RNAs nucleares que participan en el proceso de empalme (splicing).

Formación del Spliceosoma

• Complejo de proteínas y snRNAs que cataliza la reacción de empalme.

Modificaciones postranscripcionales de RNA

• Existen varias modificaciones dependiendo del tipo de RNA, que incluye modificaciones, corte, o empalme.

Procesamiento del tRNA y rRNA

• El rRNA y tRNA procariótico y eucariótico sufre procesamientos distintos.

Splicing alternativo

• Mecanismo por el cual se generan diferentes versiones de un mismo mRNA a partir de un mismo gen.

Jacob y Monod

• Modelo para describir la regulación de los genes que codifican para proteínas implicadas en el metabolismo de la lactosa.

El Código Genético

• El conjunto de reglas que relacionan las secuencias de nucleótidos de un gen y la secuencia de aminoácidos de una proteína.
• Es universal (con pocas excepciones), degenerado (un mismo aminoácido puede ser codificado por más de un codón), y sin solapamiento.

Codones Del Código Genético

• Conjunto de tripletes de nucleótidos que codifican para aminoácidos o señales de terminación.

Modelo Del Código Genético

• Representación gráfica del código, indicando los codones y el aminoácido que codifican.

Degeneración

• El código genético presenta degeneración, es decir, varios codones pueden codificar el mismo aminoácido.

Hipótesis del Bamboleo

• Explica la degeneración del código y como los anticodones pueden reconocer más de un codón similar.

Casi Universalidad Del Código Genético

• Con algunas excepciones, el código genético es universal, con pocas diferencias en algunos organelos celulares.

Traducción (Características)

• Proceso por el cual la información codificada en el mRNA se traduce en una cadena de aminoácidos que formará una proteína.
• Requiere de ribosomas, mRNA, tRNA y diversos factores proteicos.

Sentido de Avance de la Síntesis Proteica

• La síntesis de proteínas se realiza en la dirección 5' a 3' del mRNA.

mRNA: Monocistrónico y Policistrónico

• mRNA monocistrónico contiene información para una sola proteína.
• mRNA policistrónico contiene información para varias proteínas.

Iniciación de la Traducción

• La traducción inicia con la unión del mRNA y el tRNA inicial (Met-tRNA) al ribosoma.

Ubicación del tRNA en el sitio A

• El ribosoma tiene tres sitios para la unión del tRNA (sitio A, P y E).

Formación del Enlace Peptídico

• La unión de dos aminoácidos se forma mediante un enlace peptídico en el ribosoma.

Translocación

• Movimiento del ribosoma a lo largo del mRNA para avanzar hacia el siguiente codón.

Terminación

• La traducción finaliza cuando se alcanza un codón de terminación.

Introducción a la Maduración Postranscripcional

• Proceso de modificación de la proteína recién sintetizada después de salir del ribosoma.

Maduración del Polipeptido

• Proceso por el cual la proteína recién sintetizada alcanza su estructura funcional madura, que implica plegamiento, modificación de aminoácidos o glicosilación.

Tráfico proteico

• Ruta de las proteínas en la célula, incluyendo compartimentos como el RE y el Golgi, que las modifican o direccionan a su destino final.

Órgano o sistema implicados en Tráfico Proteico

• Retículo endoplasmático (RE) y aparato de Golgi, sitios esenciales en la modificación y transporte de proteínas dentro de la célula.

Maduración por modificación de aminoácidos: Acetilación, Carboxilación, Fosforilación, Hidroxilación.

• Modificación y activación por adición, transferencia o unión a los diversos aminoácidos.

Modificación del polipéptido con Glúcidos

• Tipos de modificaciones: glicoproteínas, proteoglicanos, glicosilaciones O-glicosídicas y N-glicosídicas.

Acilación de cadenas laterales con ácidos grasos

• Modificación mediante la incorporación de lípidos a las cadenas laterales.

Plegamiento de proteínas

• Proceso por el que las proteínas alcanzan su configuración tridimensional funcional.

Este cuestionario abarca conceptos clave de biología, incluyendo características de los sistemas biológicos, el concepto de homeostasis, y la evolución. Además, explora la clasificación de organismos y el papel de las enzimas. Ideal para estudiantes que desean fortalecer su comprensión de la biología general.