Biología Molecular PDF: Estructura, Replicación, y Transcripción

acidos nucleicos son polímeros formados por la unión de varios monómeros conocidos como nucleótidos, pueden formar largas cadenas estructura -​ pentosas : ribosa o desoxirribosa -​ base nitrogenada - adenina, guanina, citosina, timina -​ 3 grupo fosfato - permite unión entre nucleótidos...

acidos nucleicos son polímeros formados por la unión de varios monómeros conocidos como nucleótidos, pueden formar largas cadenas estructura -​ pentosas : ribosa o desoxirribosa -​ base nitrogenada - adenina, guanina, citosina, timina -​ 3 grupo fosfato - permite unión entre nucleótidos sin grupo fosfato es un nucleósido ADN- en el carbono 2 en vez de OH es H ARN - dos OH grupo fosfato - C5 base nitrogenada - C1 OH - BASES NITROGENADAS purinas: adenina y guanina -​ tiene dos anillos pirimidinas: citosina, timina, uracilo -​ tienen un solo anillo ESTRUCTURA PRIMARIA DE ÁCIDOS NUCLEICOS enlace fosfodiéster los nucleótidos se pegan uno debajo del otro por el C3 -​ ocupando 2 ATP para formar el enlace se lee de 5’ a 3’ : la dirección o sentido de la cadena es importante para leer la secuencia de nucleótidos correctamente secuencia del gen que codifica para una subunidad gamma de la proteína G, de humanos ESTRUCTURA SECUNDARIA - cadena lider y rezagada el ADN tiene 2 cadenas en la primera las bases nitrogenadas están a la derecha y en la rezagada en la izquierdo (invertida) por eso se lee de 3’ a 5’ -​ están unidas por puentes de hidrógeno guanina y citosina: 3 puentes adenina y timina: 2 puentes El ARN también tiene puentes de hidrógeno aunque sea una cadena enlace fosfodiéster: une entre la misma cadena puentes de hidrógeno: une las dos cadenas REGLA DE CHARGAFF: a él le debemos que las adeninas van con timina / guanina con citosina -​ a cada pareja se le llama par de bases (pb) podemos romper los puentes de hidrógeno con temperatura, acidez (ph) para poder leer el ADN -​ eso provoca desnaturalizar y eso provoca mutaciones -​ c - g tienen más enlaces lo que significa que necesitan más temperatura para romperlas Las cadenas son antiparalelas 1.​ Las 2 cadenas se complementan, por lo que no son idénticas. 2.​ Si una de las cadenas sufre daño, se puede corregir con ayuda de la hebra complementaria. 3.​ Permite la formación de la doble hélice. RNA puede hacer puentes de hidrógeno, plegandose con sigo mismo rRNA y mRNA hacen puentes de hidrógeno ESTRUCTURA TERCIARIA -​ histonas -​ más compacto (a partir de heterocromatina) también existe estructura terciaria en RNA CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS Carga: La carga neta del DNA es negativa El DNA genómico por su longitud y rigidez en solución es viscoso. El DNA y el RNA absorbe luz a 260 nm El DNA es soluble en agua. DIFERENCIAS ENTRE DNA Y RNA HISTORIA (no en el final pero sí en el parcial) -​ james watson & francis crick : descubrieron la doble hélice, inspirándose de la imagen de rosalind -​ rosalind franklin: encontró la estructura del ADN DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR -​ pasos de la expresión de genes (del ADN - ARN - proteínas) REPLICACIÓN -​ proceso fundamental, vital -​ la fase S del ciclo celular -​ replicación del ADN sea exacta en todas las células cuando ocurre? fase S se replica todo el genoma? si, todos los 46 cromosomas ¿Una célula puede hacer replicación de ADN varias veces? si, hasta que se los telómeros se desgasten, con el envejecimiento La replicación es semiconservativa. cada hebra funciona como molde para una nueva hija (complementaria) Demostrando en el ensayo de Meselson y Stahl en 1958. Por medio de ensayos con DNA marcado radiactivamente (tiamina radiactiva) POLIMERASAS -​ enzimas que dirigen la síntesis de ácidos nucleicos DNA POLIMERASA -​ lo único que reconocen son las dNTP (desoxirribonucleótidos-5’-trifosfato) -​ solo sintetizan de un sentido de 5’ a 3’ -​ DNApol (involucrada en replicación) -​ tiene que haber un primer/cebador para empezar a sintetizar tiene actividad exonucleasa de 3’ a 5’ -​ corrige / lee REPLICACIÓN DEL ADN -​ inicio: horquilla de replicación, se forma en una secuencia llamada origen de replicación, puede haber bastantes horquillas en células eucariontes complejo iniciador: proteína que reconoce el origen de replicación se una la helicasa y rompe la doble hélice -​ cebadores: fragmentos de RNA (por que las únicas que pueden iniciar desde 0 y la ADN no) pega ribonucleótidos -​ elongación: replisoma, complejo de varias proteínas en la replicación, sigue abriendo la cadena en la cadena rezagada están los fragmentos de okazaki, que van brincando , es discontinua -​ terminación: cuando se encuentra otro primer puede variar hacia donde se abre, es bidireccional ENZIMAS (de la elongación) TOPOISOMERASAS: giran tantito para ir liberando la tensión SSB (bucks) : evitan que se haga otra vez el doble enlace ADNpol: sintetiza la nueva cadena PRIMASA: pone el primer DNA ligasa forma el enlace fosfodiéster para que no se quede el hueco los primers ( de RNA) se retiran y se rellenan de ADN (nucleótidos) - los rellena ADN polimerasa RNAsa H: quita los primers de RNA La replicación es bidireccional - por eso es más rápida hay varias horquillas de replicación en células eucariontes TERMINACIÓN: se acaba la secuencia o choca una con otra TELÓMEROS Y TELOMERASA telómeros -​ protege la información del cromosoma -​ cuando ya estén muy desgastados entra a apoptosis telómeros se van haciendo cortos en cada replicación porque al final de la cadena no se pone un primer entonces la degradan antes de nacer si está activada la telomerasa, al nacer se empieza a desactivar -​ sigue funcionando en 2 tejidos: inmune y hematopoyético -​ 5´TTAGGG 3’ es lo que se va cortando - secuencia en tándem -​ tiene proteínas que protegen los extremos de los telómeros son TBP TELOMERAS -​ es una transcriptasa inversa ( de ARN a ADN) -​ alarga el final con complementario ARN a la cadena de ADN - lo utiliza como primer y llega el ADNpol TRANSCRIPCIÓN No transcribe todo, solo las porciones codificantes gen: locus , loci (plural) APO E4 , q9.2113 gen: unidad básica de herencia -​ es un segmento de DNA (el genoma de un individuo) que codifica para una proteína o una molécula de RNA expresión de un gen: se puede medir por la cantidad de RNA o de proteínas o de actividad de la proteína Es un proceso mediante el cual todos los organismos vivos, transforman la información codificada en un gen en una proteína o en una molécula de RNA, que es necesaria para su desarrollo, funcionamiento o reproducción. ej de expresión de gen: alcohol deshidrogenasa (se activa en altos niveles de etanol) GENES CONSTITUTIVOS Y GENES INDUCIBLES -​ genes inducibles: se prenden cuando los necesitan se apagan cuando no ej: maltasa -​ genes constitutivos: siempre están prendidos ej: RNA- pol diferenciación celular: una célula se especializa aunque la célula tenga diferenciación celular, todas las células tienen el mismo genoma, no se expresa en algunas células por la expresión génica, ya que cada una se expresa según su función y su morfología CARACTERÍSTICA DE GENES Y GENOMAS Entre el.5% y el.7% del genoma es diferente entre humanos regiones que están entre un gen: tiene algunas funciones regulatorias, otras no tienen funciones aparentes y varias de estas son repeticiones en tándem REGIONES POLIMÓRFICAS Y ALELOS región polimórfica: da origen a un alelo cómo se codifica el gen -​ pueden varias mucho se llaman, polimórficos (regiones específicas que cambian mucho) poliformismo - es lo que nos hace únicos -​ alelo: mismo gen, pero con una letra diferente (son las polimórficos de un solo nucleótido) no genera enfermedad nada más variabilidad STR: se repite una secuencia (polimorfismo en tándem) exones: zonas codificante intrones: no lleva codificante promotor: secuencia de nucleótidos para que inicie la transcripción terminador: -​ son genes UTR: untranslated region - región no traducida (una al principio y una al final) secuencia de poliadenilación (se le pone la cola de polia) -​ sirven de protección inicia acabando el promotor y termina antes del terminador CAP 5’UTR / AAAA cola de polia maduro ya puede salir del núcleo Estructura de un Gen Tipos de regiones: - Región estructural: Lleva la secuencia del producto génico. Se produce un transcrito primario o RNAm precursor (pre RNAm) - Región regulatoria: No lleva secuencia codificante, generalmente se encuentra río arriba de la región codificante. Incluye regiones promotoras y regiones regulatorias, que determinan si hay o no transcripción. - Región codificante. - Región no codificante. TRANSCRIPCIÓN -​ tiene una hebra molde y otra codificante -​ la que lee se llama hebra molde, -​ de la hebra codificante - lleva el código  -​ de la molde (3’ a 5’) saco el RNA y resulta siendo el mismo código que la codificante solo que en vez de timina es uracilo (de 5’ a 3’) RNA- pol II -​ mRNA -​ va de 5’ a 3’ -​ cambia T por U y el azúcar es diferente -​ alfa amanitina inhibe la pol II y III Genes policistrónicos = procariotas y virus , se llaman operones Ej: Operón Lac. Genes monocistrónicos = eucariotas (cada gen tiene un promotor y terminador) 1. Se requieren Factores de transcripción generales que reconozcan el promotor y se le une a ellos: - 25 a 30 nucleótidos corriente arriba (upstream, desde el -1) del promotor se encuentra una secuencia similar a caja TATA. (secuencias de TTAAATAATTA) - llaman a los factores de transcripción - Entre estos elementos están: BRE, TATAA, Inr, DCE, MTE y DPE, en ese orden. 2. Después inicia la formación del complejo de iniciación poco a poco y en orden. Este complejo está formado por varios factores de transcripción y la RNA-pol II. TAF y TBP se unen a los promotores TATA y lnr respectivamente. TAF- reconoce la caja TATA 3. TF II B llega y se une a TBP. Actúa como puente para que llegue RNA pol II. 4. TF II E estabiliza la región desnaturalizada 5. Llega RNA pol II ayudada porTFIIFAl menos estos 5 Factores de transcripción generales, son necesarios para la unión de la RNA pol II. 6. El complejo de iniciación desnaturaliza el DNA. - TF II H tiene actividad de helicasas, lo que produce la burbuja de transcripción. tata- promotor TAF Y TBP- factores de transcripción (proteínas) reconoce caja TATA TFIIH : factores de transcripción , tiene actividad de helicasa, lo que produce la burbuja de transcripción ELONGACIÓN: 1.​ Se pone en marcha cuando TFIIH fosforila la CTD de la RNA pol II.(lee de 3 a 5 y pega de 5 a 3) 2.​ También hay topoisomerasas que liberan la tensión. 3.​ Se va formando de manera temporal un híbrido RNA:DNA ( 4.​ Por detrás de la polimerasa, la cadena de RNA nuevo se desprende del DNA. El DNA se vuelve a enrollar TERMINACIÓN: con el terminador -​ RLP: desfosforila la RNA-pol- II y se apaga ERRORES EN LA TRANSCRIPCIÓN -​ la RNA pol II se puede llegar a equivocar masomenos cada una mil veces por cada par de bases) -​ RNAm no importante tanto ya que de los ARNm salen muchas más proteínas -​ del DNA siempre se va a quedar ahi * (RNA tiene vida corta) CARACTERÍSTICAS 4. la transcripción ocurre en el núcleo, RNA sale, traducción en el citoplasma MADURACIÓN DEL RNA MENSAJERO - todavía en el núcleo Una vez que éste proceso termina, el RNAm maduro podrá salir al citoplasma, a través de los poros nucleares. - La maduración del RNAm le confiere: - Estabilidad - Resistencia a nucleasas - Permite plegamiento tridimensional - Permite que sea reconocido por otros componentes celulares lo que facilita el inicio de la traducción. - Implica: - 5' Cap / Caperuza 5' - Colita de poliA - Corte y empalme / Splicing CAP: guanosina metilada, que se pega al revés (C5 a C5) con 2 fosfatos -​ ribosa con guanina (guanosina) -​ se pone cuando inicia la transición -​ 3 pasos desfosforilar guanosilacion : le pegas la guanosina metilación : se le pega un grupo metilo CH3 -​ exonucleasa: no reconoce el capping- no la degrada *una vez fuera del núcleo el CAP sirve punto de unión a ribosomas COLITA DE POLIA -​ se transcribe también la secuencia y una enzima (endonucleasa) reconoce la secuencia y corta después de la secuencia, el ADN sale y se le pegan adenosinas (polia polimerasa - es la que pegas las adenosinas) -​ para darle estabilidad, proteger -​ se le pegan proteínas accesorias (PABP), le dan estabilidad SPLICING intrones - regiones no codificantes exones - regiones codificantes -Todos los genes de eucariontes tienen intrones, con algunas excepciones como los genes de histonas. -En general, los intrones son muy abundantes y mucho más grandes que los exones -En promedio un intrón (de humanos) mide 20kb, un exón en promedio mide 1 kb -Hay alrededor de 40 intrones por gen. *los intrones son más grandes que los exones hay algunos intrones con funciones de regulación SPLICEOSOMA los intrones tienen secuencia -​ secuencia de splicing 5’ -​ secuencia de ramificación -​ secuencia de splicing 3’ *los intrones inician con GU y terminan con AG que pasaria si ocurre una mutación en la secuencia de splicing 5’: no lo corta, el intrón se queda