Estructura y Replicación del Genoma Bacteriano

Estructura y Replicación del Genoma Bacteriano

• El ADN contiene la información genética, excepto en algunos virus.
• La replicación del ADN ocurre antes de la división celular.
• El ADN se transcribe en ARN (molécula intermediaria) para la producción de proteínas.
• El ARN mensajero (mRNA) se traduce en proteínas.
• El genoma bacteriano está compuesto de cromosoma(s) y elementos génicos móviles.
• Un cromosoma es una estructura de ADN generalmente circular.
• Los elementos génicos móviles incluyen plásmidos, secuencias de inserción y transposones.
• Los plásmidos son ADN extracromosómico, generalmente circular, que lleva información no esencial.
• Secuencias de inserción y transposones son fragmentos de ADN que se mueven dentro del genoma.
• Los genes de origen vírico pueden ser ADN o ARN de simple o doble cadena.
• Los genomas de orgánulos eucariotas (mitocondrias y cloroplastos) también pueden contener ADN.

Elementos Génicos

• Procariotas:

  • Cromosoma: ADN de doble cadena (dsDNA), típicamente circular.
  • Plásmido: dsDNA, extracromosómico, circular, transporta genes no esenciales.
  • Genoma vírico: ADN o ARN (simple o doble cadena).
  • Elemento transponible: fragmento de ADN que se mueve dentro del genoma (transposones, secuencias de inserción).

• Eucariotas:

  • Cromosoma: dsDNA, lineal.
  • Plásmido: dsDNA, extracromosómico, puede ser circular o lineal.
  • Mitocondria/cloroplasto: dsDNA (circular).
  • Genoma vírico: ADN o ARN (simple o doble cadena).
  • Elemento transponible: fragmento de ADN que se mueve dentro del genoma

Cromosoma Procariota

• La mayoría de las bacterias presentan un único cromosoma dsDNA circular.
• El tamaño medio es de 2 Megabases (Mpb), pero hay excepciones (a veces varios cromosomas o tamaños diferentes en distintas cepas).
• El cromosoma se compacta en el nucleoide.
• Proteínas H-NS regulan expresión y compactación. Las proteínas HU funcionan de manera similar a las histonas eucariotas.
• La topoisomerasa I y la DNA gyrase (topoisomerasa IV) controlan el superenrollamiento del ADN.

Replicación del Cromosoma Bacteriano

• La replicación es semiconservativa y bidireccional.
• Comienza en un origen de replicación (oriC), formando dos horquillas de replicación que se mueven en direcciones opuestas.
• Enzimas clave en la replicación incluyen la helicasa, la primasa, las DNA polimerasas (III, I), y la ligasa.
• La replicación continúa hasta que el cromosoma está completamente copiado para ser distribuido a células hijas.

Transcripción

• La transcripción crea ARN a partir de ADN.
• La ARN polimerasa es la enzima que realiza la transcripción.
• Existen promotores donde se inicia la transcripción.
• La transcripción en procariotas es acoplada a la traducción.
• Se transcribe un operón, que es un conjunto de genes que se transcriben como un solo ARN mensajero (mRNA).
• Existe una región líder que tiene una secuencia con un codón de inicio y la Shine-Dalgarno, necesaria para la traducción.
• Una vez los ribosomas detectan el codón de inicio, se inicia la traducción.

Terminación de la transcripción

• La terminación de la transcripción puede ser independiente de rho o dependiente de rho.
• Terminación dependiente de rho implica que la proteína rho se una a la secuencia y termina la transcripción.
• La terminación independiente de rho involucra estructuras de ARN que hacen que la ARN polimerasa se separe del ADN.

Traducción

• La traducción usa el mRNA para crear proteínas.
• Usa el código genético para correlacionar aminoácidos con tripletes (codones) de bases en mRNA.
• Los ribosomas son las estructuras donde se lleva a cabo la traducción.
• El tRNA lleva los aminoácidos correspondientes a los codones del mRNA.
• La traducción se inicia en el codón de inicio AUG y termina en los codones de parada UAA, UAG o UGA.
• Proteínas RF (release factors) se unen a los codones de parada para liberar la cadena peptídica.