Tema 7 Expresión Génica 2024 - UAX PDF

TEMA 7 EXPRESIÓN GÉNICA PROF. DRA. M. ENCARNACIÓN FERNÁNDEZ CONTRERAS © 2023 UAX  EXPRESIÓN GÉNICA 1. INTRODUCCIÓN CONCEPTOS BÁSICOS EL ADN...

TEMA 7 EXPRESIÓN GÉNICA PROF. DRA. M. ENCARNACIÓN FERNÁNDEZ CONTRERAS © 2023 UAX  EXPRESIÓN GÉNICA 1. INTRODUCCIÓN CONCEPTOS BÁSICOS EL ADN 2. EXPRESIÓN GÉNICA REPLICACIÓN TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN IMPORTANCIA CLÍNICA GRADO EN ENFERMERÍA GRADO EN ENFERMERÍA  CONCEPTOS PREVIOS Definición: Proceso por el cual la información genética se convierte en moléculas funcionales, principalmente proteínas. Componentes clave: ADN: Contiene la información genética ARN: Intermediario en la síntesis de proteínas Proteínas: Productos fnales. Funciónes estructurales, enzimáticas y reguladoras expresion-genica-desvelada-en-3d/ https://blogdelaboratorio.com/la- GRADO EN ENFERMERÍA  INTRODUCCIÓN: CONCEPTOS PREVIOS PASOS Replicación Transcripción Traducción expresion-genica-desvelada-en-3d/ https://blogdelaboratorio.com/la- GRADO EN ENFERMERÍA  DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA Curtis H y col. Biología en contexto social. Panamericana, 8ª Ed. 2021 GRADO EN ENFERMERÍA GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN ADN 1. Molécula portadora de la información genética 2. Formado por desoxirribonucleótidos de A, G, C y T 3. Nunca presenta U 4. Estructura en doble hélice: Dos cadenas (polímeros) de desoxirribonucleótidos dispuestas de forma antiparalela que se enrollan entre sí. 5. Mantenimiento de la doble hélice: Puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas: C forma 3 puentes de hidrógeno con G. A forma 2 puentes de hidrógeno con T. GRADO EN ENFERMERÍA GRADO EN ENFERMERÍA Alberts B. Introducción a la Biología Celular. ·3ªEd. Panamericana, 2010 Ribonucleótido (= “Nucleótido”) = NTP https://www.bionova.org.es/biocast/tema09.htm Desoxirribonucleótido = dNTP REPLICACIÓN: ADN  REPLICACIÓN: ADN Watson JD y col. Biología Molecular del gen. ·7ªEd. Panamericana, 2016 GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN: ADN CH3 https://ecosistemas.win/cuales-son-las-diferencias-entre-el-adn-y-el-arn/ GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN: ADN Watson JD y col. Biología Molecular del gen. ·7ªEd. Panamericana, 2016 GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN : ADN WATSON Y CRICK (1953): TEORÍA DE LA DOBLE HÉLICE Única teoría coherente con: o Leyes de Chargaff: [A]=[T] [G]=[C] o Hallazgos de difracción de rayos X (Franklin y Wilkins) Explicaba el posible mecanismo de duplicación de la información. En 1962 Wilkins, Watson y Crick reciben el premio nobel (Franklin había muerto cuatro años antes). GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN : ADN WATSON Y CRICK (1953): TEORÍA DE LA DOBLE HÉLICE Fotografía 51 Rosalind Franklin 1920-1958 GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN : ADN CLASIFICACIÓN DEL ADN SÉGÚN ESTRUCTURA Lineal MONOCATENARIO Circular Núcleo eucariota Lineal Algunos virus BICATENARIO Procariotas Circular Mitocondrias y cloroplastos Algunos Virus GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN : ADN Nucleótido del extremo 5’ 5’ACTG3’ DISPOSICIÓN ANTIPARALELA Nucleótido del extremo 5’ GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN : ADN Bases nitrogenadas Cadena de ribosas y fosfatos 1. Las dos cadenas antiparalelas y complementarias forman una doble hélice dextrógira 2. Las bases nitrogenadas ocupan el centro de la hélice y las cadenas de azúcares y fosfatos se sitúan en el exterior. GRADO EN ENFERMERÍA © 2023 UAX GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN REPLICACIÓN Proceso en el que el ADN se duplica para asegurar que cada célula hija reciba una copia completa UBICACIÓN→ Núcleo FASES: 1. Iniciación: La enzima helicasa desenrolla la doble hélice. 2. Elongación: La ADN polimerasa añade nucleótidos complementarios a cada cadena. 3. Terminación: Las dos moléculas de ADN se separan. GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN CARACTERÍSTICAS SENTIDO (Hebra en crecimiento): 5’→ 3’ BIDIRECCIONAL o Hélice 1 o Hélice 2 SEMICONSERVATIVA: Cada cadena de la doble hélice funciona como molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN Cada hebra de ADN sirve de molde para sintetizar otra hebra complementarias Biología molecular de la célula. 5ª Ed.(© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010) GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN ENZIMAS ENZIMAS FUNCIÓN Rompen los puentes de hidrógeno que Helicasas mantienen unidas las dos cadenas de la doble hélice. Se une al ADN de hélice sencilla y Proteínas SSB* estabilizan la apertura; retrasan la reestructuración de la doble hélice. Enzimas responsables de la síntesis de ADN ADN→Añaden específicamente los Polimerasas nucleótidos complementarios al molde *Single-stranded DNA binding proteins GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN POLIMERASAS DE ADN (ADN POLIMERASAS) CARACTERÍSTICAS Siempre necesitan un molde. Solo pueden agregar nucleótidos al extremo 3' de la cadena de ADN. No pueden comenzar una cadena de ADN desde cero→Requieren una cadena preexistente→segmento corto de nucleótidos llamado cebador. Pueden corregir, o revisar su trabajo, y eliminar la gran mayoría de nucleótidos "equivocados" que se agregan accidentalmente a la cadena. GRADO EN ENFERMERÍA  REPLICACIÓN RESUMEN https://www.youtube.com/watch?v=uEwyWgSvLc0 GRADO EN ENFERMERÍA GRADO EN ENFERMERÍA  TRANSCRIPCIÓN Síntesis de una cadena de ARN a partir de una cadena molde de ADN UBICACIÓN Eucariotas: Núcleo Procariotas: Citoplasma Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010) ENZIMAS→ARN POLIMERASAS GRADO EN ENFERMERÍA  TRANSCRIPCIÓN Sustrato→Nucleótidos trifosfato (NTP) Energía para la polimerización→Hidrólisis de los enlaces fosfato NTP→NMP+PPi* Hidrólisis PPi a P inorgánico Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010) ENZIMAS→ARN POLIMERASAS GRADO EN ENFERMERÍA GRADO EN ENFERMERÍA Alberts B. Introducción a la Biología Celular. ·3ªEd. Panamericana, 2010 Ribonucleótido (= “Nucleótido”) = NTP https://www.bionova.org.es/biocast/tema09.htm Desoxirribonucleótido = dNTP TRANSCRIPCIÓN  TRANSCRIPCIÓN FASES 1. Iniciación: Unión de la ARN polimerasa al promotor del gen 2. Elongación: Síntesis de la cadena de ARN 3. Terminación: Parada de la elongación al llegar al terminador 4. Ayuste (“Corte y ligamiento”): Eliminación de intrones y ligamiento de los exones Sólo en eucariotas 5. Modificación postranscripcional: Adición de Biología molecular de la célula, quinta edición (© Garland Science 2008 y Ediciones Omega 2010) nucleótidos para estabilizar el ARNm: Encapuchamiento (5’): Metil-G (atípico) PoliA (3’): Secuencia larga de A ENZIMAS→ARN POLIMERASAS GRADO EN ENFERMERÍA  TRANSCRIPCIÓN FASES 1. Iniciación: Unión de la ARN polimerasa al promotor del gen 2. Elongación: Síntesis de la cadena de ARN 3. Terminación: Parada de la elongación al llegar al terminador Pierce B.: Fundamentos de Genética. Conceptos y relaciones. 5ª Ed. Panamericana 2021 PROMOTOR Secuencia de ADN por la que comienza la transcripcion GRADO EN ENFERMERÍA  TRANSCRIPCIÓN: FASES INTRONES Secuencias NO codificantes 4. Ayuste (“corte y ligamiento”): NO se traducen a proteínas Eliminación de intrones y ligamiento de los exones EXONES Sólo en eucariotas Secuencias codificantes SÍ se traducen a proteínas GRADO EN ENFERMERÍA  TRANSCRIPCIÓN: FASES 5. Modificación postranscripcional: Adición de nucleótidos para estabilizar el ARNm: Encapuchamiento (5’): Metil-G (atípico) Poliadenilación (3’): Secuencia larga de A (PoliA) Pierce B.: Fundamentos de Genética. Conceptos y relaciones. 5ª Ed. Panamericana 2021 GRADO EN ENFERMERÍA  TRANSCRIPCIÓN ARN POLIMERASA REPLICACIÓN TRANSCRIPCIÓN Enzima ADN polimerasa ARN polimerasa Reacción Síntesis de ADN Síntesis de ARN Sustrato dNTP NTP Necesidad de cebador Sí No Corrección de errores Sí Sí GRADO EN ENFERMERÍA GRADO EN ENFERMERÍA  TRADUCCIÓN Síntesis de proteínas a partir de la información del ARNm UBICACIÓN: En los ribosomas Eucariotas: RER Procariotas: Citoplasma GRADO EN ENFERMERÍA  TRADUCCIÓN CÓDIGO GENÉTICO Sistema de correspondencia entre codones (tripletes del ARNm) y aminoácidos (aa) Universal Degenerado (redundante)→Un aa puede estar codificado por varios codones No es ambiguo Contiene codones que constituyen señales de inicio y de terminación de la traducción Curtis H. Biología en contexto social. 8ª Ed. Panamericana. 2021 GRADO EN ENFERMERÍA  TRADUCCIÓN FASES 1. Iniciación: El ribosoma se une al ARNm en el codón de inicio (AUG). 2. Elongación: Cada codón del ARNm se empareja con el anticodón del ARN de transferencia (ARNt), que lleva un aminoácido específico. Se forma un enlace peptídico con el aminoácido anterior. 3. Terminación: La síntesis se detiene al llegar a un codón de terminación (UAA, UAG o UGA). GRADO EN ENFERMERÍA  TRADUCCIÓN: FASES Curtis H. y col: Biología en el contexto social. 7ª Ed. Panamericana 2016 GRADO EN ENFERMERÍA  TRADUCCIÓN: FASES TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN https://www.youtube.com/watch?v=KPsnmH666cI&t=97s EXPRESIÓN GÉNICA RESUMEN https://www.youtube.com/watch?v=LCIkd-WwC7o GRADO EN ENFERMERÍA GRADO EN ENFERMERÍA  IMPORTANCIA CLÍNICA: MUTACIONES Alteraciones en la expresión génica→Proteínas defectuosas→ENFERMEDAD (Ej.: Cáncer). Cambios en el material genético→MUTACIONES TIPOS DE MUTACIONES Germinales (transmisibles) SEGÚN LINEA CELULAR Somáticas (no transmisibles Espontáneas: Aparición natural SEGÚN ORIGEN Inducidas: Exposición a agentes mutágenos Génicas: Alteración de la secuencia de nucleótidos SEGÚN EXTENSIÓN DEL Cromosómicas: Alteración de la estructura del MAT. GENÉTICO cromosoma AFECTADO Genómicas: Alteración del nº. de cromosomas GRADO EN ENFERMERÍA  IMPORTANCIA CLÍNICA: MUTACIONES MUTACIONES GÉNICAS TIPO CONSECUENCIA Silenciosa El aminoácido resultante es el mismo Neutra El aminoácido resultante es equivalente desde el punto de vista químico La proteína no pierde su función Cambio de sentido El aminoácido es distinto La proteína pierde su función (missense) Sin sentido (nonsense) El triplete resultante es un codón de terminación Parada de la traducción→Proteína “truncada” (más corta) Cambio de fase o pauta Inserción o deleción (pérdida) de uno o varios nucleótidos→Cambio en el resto de la secuencia de lectura GRADO EN ENFERMERÍA  IMPORTANCIA CLÍNICA: MUTACIONES MUTACIONES GÉNICAS (EJEMPLOS) TIPO Codon/aa Codon/aa Silenciosa CGA/Arginina CGG/Arginina Neutra AAA/Lisina (básico) AGA/Arginina (básico) Cambio de sentido GGU/Glicina (pequeño, GUU/Valina (más grande, de (missense) cadena lineal) cadena ramificada) Sin sentido (nonsense) CAG/Glutamina UAG/FIN Cambio de fase o pauta UUA-CCA-ACA-GAU UUA-C..AA-CAG-AU… de lectura Leu—Pro—Thr--Asp Leu—Gln—Gln--… GRADO EN ENFERMERÍA