Leccion 3.1 Transcripcion y Traduccion PDF

BIOLOGY The Essentials Third Edition Mariëlle Hoefnagels © 2019 McGraw-Hill Education. All rights reserved. Authorized only for instructor use in the classroom. No reproduction or further distribution permitted w...

BIOLOGY The Essentials Third Edition Mariëlle Hoefnagels © 2019 McGraw-Hill Education. All rights reserved. Authorized only for instructor use in the classroom. No reproduction or further distribution permitted without the prior written consent of McGraw-Hill Education.  UNIT 2: DNA, Inheritance, and Biotechnology Chapter 7 DNA Structure and Gene Function © 2019 McGraw-Hill Education  Objetivos 1. Conocer las reacciones químicas que producen a las proteinas. a. Transcripción y Traducción 2. Entender como las células regulan la expression genética y como las mutaciones cambian el ADN. © 2019 McGraw-Hill Education  Overview: Expresión Genética https://www.viddler.com/embed/e0d2858b © 2019 McGraw-Hill Education  Dogma central explica como el ADN codifica proteinas En células, la información genética fluye en un orden ADN ARN Proteina Section 7.2 Figure 7.3 © 2019 McGraw-Hill Education  ARN vs ADN ARN es un ácido nucleico que participa de síntesis de proteinas Figure 7.4 © 2019 McGraw-Hill Education  Tres tipos de ARN Interaccionan durante traducción. ARN mensajero (mARN) lleva la información que codifica una proteina. Es una copia de la información del ADN. ARN de transferencia (tARN) son conectores que llevan al amino ácido al lugar correcto en el mARN. ARN ribosomal (rARN) forma parte del ribosoma, la ubicación física donde ocurre la traducción. Figure 2.25 © 2019 McGraw-Hill Education  Dogma central En células, la información genética fluye en un orden Genes (secuencia ADN ADN) codifica para una proteina. Transcripción ADN sintetiza ARN el cual participa en ARN sintesis de proteinas Traducción Proteina Section 7.2 Figure 7.3 © 2019 McGraw-Hill Education  Transcripción y Traducción Transcripción Síntesis de una molécula de ARN usando información genética en el ADN. Traducción Síntesis de un polipéptido usando la información contenida en el ARNm Section 7.2 © 2019 McGraw-Hill Education  Figure 14.4 Procariota vs Eucariota Nuclear envelope DNA TRANSCRIPTION Pre-mRNA RNA PROCESSING mRNA DNA TRANSCRIPTION mRNA Ribosome TRANSLATION Ribosome TRANSLATION Polypeptide Polypeptide (a) Bacterial cell (b) Eukaryotic cell © 2019 McGraw-Hill Education  Pregunta de repaso Si un gen tiene una secuencia de nucleotidos incorrecta, cual sería la(s) consecuencia(s)? A. No puede codificar proteinas. B. El ARN Tambien tendrá una secuencia incorrecta. C. La célula no tendrá genoma. D. No habrá efectos en la síntesis de proteinas. E. Todas las opciones son correctas. © 2019 McGraw-Hill Education ©Nadiia Zamedianska/Shutterstock  7.2 Comprensión de Conceptos ¿Cuál es la relación entre un gen y una proteina? © 2019 McGraw-Hill Education  Transcripción usa ADN para crear ARN Serie de rxns químicas que ocurren en el núcleo de los eucariotas, formando moléculas de ARN. Produce una copia de ARN a partir de un gen. Section 7.3 Figures 7.5, 7.7 © 2019 McGraw-Hill Education  Transcripción Para crear ARN, se enlazan las bases nitrogenadas entre nucleótidos de ADN y ARN Figures 7.4, 7.5 © 2019 McGraw-Hill Education  Transcripción: Construcción de mRNA Transcripción se lleva a cabo en 3 pasos: Iniciación Elongación Terminación Figure 7.5 © 2019 McGraw-Hill Education  Overview: Transcripción https://www.viddler.com/embed/236c7ef9 © 2019 McGraw-Hill Education  Transcipción- Iniciación: Polimerasa de ARN II, una enzima, se enlaza al ADN en una secuencia de nucleótidos conocida como el promotor. Figure 7.5 © 2019 McGraw-Hill Education  Transcipción- Iniciación : ADN como plantilla Una sola hebra, conocida como plantilla de ADN, es utilizada para transcribir la molécula de ARN. La otra hebra no participa de la transcripción. Figure 7.5 © 2019 McGraw-Hill Education  Transcripción- Elongación: ARN polimerasa sintetiza ARN ARN polimerasa se mueve a lo largo de la hebra plantilla, creando una copia de ARN. Figure 7.5 © 2019 McGraw-Hill Education  Transcripción- Elongación: ARN es complementario al ADN Bases nitrogenadas de ARN se parean con las bases de la hebra plantilla (ADN). ARN polimerasa une los nucleotidos del ARN en una hebra de ARN. Figure 7.5 © 2019 McGraw-Hill Education 10 Nontemplate strand of DNA RNA nucleotides RNA polymerase A T C C A A 3 5 3 end A U C C A 5 T A G G T T 3 5 Direction of transcription Template strand of DNA Newly made RNA © 2019 McGraw-Hill Education  Transcripción- Terminación ARN polimerasa llega a su final ARN polimerasa llega al final del gen (terminador). Figure 7.5 © 2019 McGraw-Hill Education  Transcripción- Terminación : Se complete el ARN En el terminador, el ARN, ADN y ARN polimerasa se separan. ADN se convierte en una doble hélice nuevamente. La célula produjo una ARN que es copia de un gen Figure 7.5 © 2019 McGraw-Hill Education  En células eucariotas, el ARN es procesado En células eucariotas, ARN pasa por unas alteraciones químicas y luego sale del núcleo para traducción. Figure 7.6 © 2019 McGraw-Hill Education  Procesamiento de ARN Una secuencia de nucleótidos conocido como “cap” es añadido a una sección del mRNA. Una cola poli (100-200 adeninas) es añadido a otra sección del mRNA. Estas estructuras aseguran que el ribosoma se enlace al lado correcto del mRNA © 2019 McGraw-Hill Education  Procesamiento de ARN remueve intrones Exones son Exons secuencias que crean amino ácidos. Intrones son secuencias de genes que no son usados para crear proteinas Los intrones se Introns remueven del mRNA. Figure 7.6 © 2019 McGraw-Hill Education  ARN procesado está listo para traducción Se va del núcleo. Se enlaza a un ribosoma y traducción comienza. Figure 7.6 © 2019 McGraw-Hill Education  Pregunta de repaso Si la plantilla de ADN tiene la siguiente secuencia de ADN, cual seria la secuencia del ARN complementario producida en la transcripción? Template strand: AGTCTT A. AGTCTT B. AGUCUU C. TCAGAA D. TCUGUU E. UCAGAA © 2019 McGraw-Hill Education ©Nadiia Zamedianska/Shutterstock  Pregunta de repaso Si la plantilla de ADN tiene la siguiente secuencia de ADN, cual seria la secuencia del ARN complementario producida en la transcripción? Template strand: TGCTTA A. ACGAAU B. AGCAAT C. ACGAAT D. UCGUUT © 2019 McGraw-Hill Education ©Nadiia Zamedianska/Shutterstock  En traducción, ARN construye una proteina Células traducen mensaje de mARN a una secuencia de amino acidos. Section 7.4 Figures 7.7, 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Todas las células tienen el mismo Código genético Un codón es un set de tres nucleótidos que codifican para un amino ácido. Figure 7.7 © 2019 McGraw-Hill Education  La tabla de codones muestra el Código genético El Código genético muestra que codon de mRNA corresponde a que amino ácido. Jump to long description Figure 7.7 © 2019 McGraw-Hill Education  tRNA “traduce” el código genético ARN de transferencia(tRNA) trae los amino ácidos al ribosoma. tRNAs reconocen el código genético. Cada tRNA tiene un anticodon que parea sus bases con el codón de Cada tRNA tienen un mRNA. amino ácido que parea con el codón Figure 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Traducción require mRNA, tRNA, y ribosomas Ribosomas están hechos de proteinas y rRNA. Ayudan a los tres tipos de ARN a interactuar entre ellos para construer una proteina. Subunidad pequeña se enlaza con mRNA. Subunidad grande se enlaza con tRNA. Figure 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Traducción construye una proteina Traducción tiene 3 pasos: Iniciación Elongación Terminación Figure 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Traducción-Iniciación: mRNA Para comenzar traducción, mRNA se enlaza a una subunidad ribosomal. Figure 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Traducción-Iniciación: tRNA tRNA se enlaza a mRNA. Sus anticodones se parean con los codones del mRNA. Jump to long description Figure 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Traducción-Iniciación: Ribosomas Subunidad grande se enlaza a la subunidad pequeña para completer iniciación. Jump to long description Figure 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Traducción-elongación: tRNA parea amino ácidos al mRNA The next tRNA enters the ribosome next to the initiator tRNA. Its anticodon base pairs with the next mRNA codon. Amino ácidos se posicionan al lado del otro. Figure 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Traducción-elongación: Amino ácids se enlazan Enzimas en la subunidad grande unen los amino ácidos para formar un enlace péptido. Enlace péptido Figures 2.20, 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Traducción-elongación: En cada codon de mARN, el proceso de elongación se repite: El próximo tARN entra al ribosoma y su codon con bases complementarias se enlazan al codon de mARN. Enlaces péptidos Figure 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Traducción-terminación: Factor de liberación termina el proceso El ribosoma llega al codon que para el proceso (ubicado al final del mRNA). Una proteina llamada Factor de liberación se enlaza a ese codon. Figure 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Traducción-terminación: Síntesis de proteinas se completa El polipéptido se desprende del mRNA y se dobla en una proteina functional. polypeptide Jump to long description Figures 2.20, 2.21, 7.8 © 2019 McGraw-Hill Education  Traducción es eficiente Múltiples ribosomas se pueden enlazar simultaneamente a una molécula de mRNA para formar muchos polipéptidos. Figure 7.9 © 2019 McGraw-Hill Education (b): ©Dr. Elena Kiseleva/SPL/Science Source  Resumen Traducción https://www.viddler.com/embed/97171dce © 2019 McGraw-Hill Education  Pregunta de repaso En células eucariotas, la transcripción se lleva a cabo en ___, mientras que traduccion ocurre en ____. A. nucleo; ribosoma B. citoplasma; citoplasma C. citoplasma; ribosoma D. ribosoma; citoplasma © 2019 McGraw-Hill Education ©Nadiia Zamedianska/Shutterstock  Pregunta de repaso Observe la imagen, cuál ribosoma ha estado en el mRNA más tiempo? A. Círculo izquierdo B. Círculo derecho Figure 7.9 © 2019 McGraw-Hill Education ©Nadiia Zamedianska/Shutterstock (b): ©Dr. Elena Kiseleva/SPL/Science Source  7.4 Mastering Concepts Una hebra de ADN tiene la siguiente secuencia, cuál sería la secuencia de amino ácidos de la proteina correspondiente? Plantilla ADN: ATGAGTCTTGAATAA © 2019 McGraw-Hill Education  7.4 Mastering Concepts Una hebra de ADN tiene la siguiente secuencia, cuál sería la secuencia de amino ácidos de la proteina correspondiente? Hebra Plantilla: ATGAGTCTTGAATAA ARN UACUCAGAACUUAUU UAC- Tirosina CUU- Leucina UCA- Serina AUU- Isoleucina GAA- Acido glutámico © 2019 McGraw-Hill Education  Células regulan expression genética Expresión genética es el proceso por el cual se sintetiza ARN y luego una proteina Todas las células tienen formas de controlar la tasa y tiempo de traducción Células eucarioticas pueden controlar la tasa y tiempode traducción. Section 7.5 Figure 7.7 © 2019 McGraw-Hill Education  Pregunta de repaso ¿Cuál es el producto final de la expresión de un gen? A. ARNm B. ARNt C. ARNr D. polipéptido © 2019 McGraw-Hill Education ©Nadiia Zamedianska/Shutterstock  Pregunta de repaso ¿Cuál de los siguientes es el mejor ejemplo de la expresión genética? A. Un sapo se adapta a las variaciones de temperature en su ambiente B. El pelaje de un ratón es el resultado de un pigmento producido por enzimas codificadas por genes. C. El ADN se replica durante la fase S del ciclo celular. D. La mutación altera la secuencia de nucleótidos en una region del ADN. © 2019 McGraw-Hill Education ©Nadiia Zamedianska/Shutterstock  Mutaciones cambian el ADN Una mutación es un cambio en la secuencia de nucleotidos del ADN celular. Esta mutación ocasiona que le crezcan patas en donde van las antenas. Section 7.6 Figure 7.13 © 2019 McGraw-Hill Education (a): ©Andrew Syred/SPL/Science Source; (b): ©Eye of Science/Science Source  Tipos de mutaciones a pequeña escala 1. Sustitución - Se sustituye un par de bases por un par de bases diferentes. 2. Inserción y Supresión - Adición o eliminación de pares de nucleótidos en un gen. © 2019 McGraw-Hill Education  Sustitución a) Mutación silenciosa Mutación que no tiene efecto en el fenotipo. b) Mutación con cambio de sentido (missense mutation) Codón alterado da lugar a un aminoácido diferente. c) Mutación sin sentido (nonsense mutation) Codón alterado puede corresponder a una señal de terminación. © 2019 McGraw-Hill Education  Figure 14.26a Tipo silvestre (Wild type) Hebra plantilla de ADN 3 T A C T T C A A A C C G A T T 5 5 A T G A A G T T T G G C T A A 3 ARNm 5 A U G A A G U U U G G C U A A 3 Proteina Met Lys Phe Gly Stop Nucleotide-pair substitution: silent Hebra plantilla mutada de ADN A en vez de G 3 T A C T T C A A A C C A A T T 5 5 A T G A A G T T T G G T T A A 3 U en vez de C 5 A U G A A G U U U G G U U A A 3 Met Lys Phe Gly Stop © 2019 McGraw-Hill Education  Figure 14.26b Tipo silvestre (Wild type) Hebra plantilla de ADN 3 T A C T T C A A A C C G A T T 5 5 A T G A A G T T T G G C T A A 3 ARNm 5 A U G A A G U U U G G C U A A 3 Proteina Met Lys Phe Gly Stop Hebra plantilla mutada de ADN T en vez de C 3 T A C T T C A A A T C G A T T 5 5 A T G A A G T T T A G C T A A 3 A en vez de G 5 A U G A A G U U U A G C U A A 3 Met Lys Phe Ser Stop © 2019 McGraw-Hill Education  Figure 14.25 Wild-type hemoglobin Sickle-cell hemoglobin Wild-type hemoglobin DNA Mutant hemoglobin DNA 3 C T C 5 3 C A C 5 5 G A G 3 5 G T G 3 mRNA mRNA 5 G A G 3 5 G UG 3 Normal hemoglobin Sickle-cell hemoglobin Glu Val © 2019 McGraw-Hill Education  Figure 14.26c Tipo silvestre (Wild type) Hebra plantilla de ADN 3 T A C T T C A A A C C G A T T 5 5 A T G A A G T T T G G C T A A 3 ARNm 5 A U G A A G U U U G G C U A A 3 Proteina Met Lys Phe Gly Stop Hebra plantilla mutada de ADN A en vez de T 3 T A C A T C A A A C C G A T T 5 5 A T G T A G T T T G G C T A A 3 U en vez de A 5 A U G U A G U U U G G C U A A 3 Met Stop © 2019 McGraw-Hill Education  Inserción y Supresión a) Mutación con cambio del marco de lectura (Frameshift Mutation). Los codones son sets de 3 nucleótidos. Afecta la lectura de codones y, por consiguiente, altera el producto (aminoácidos). © 2019 McGraw-Hill Education  Inserción y Supresión © 2019 McGraw-Hill Education  Que causa mutaciones? Químicos Radiación UV Rayos X Alteraciones aleatorias en la replicación de ADN. Infecciones virales Hay algunas mutaciones beneficiosas y otras no. Figure 7.13 © 2019 McGraw-Hill Education (a): ©Andrew Syred/SPL/Science Source; (b): ©Eye of Science/Science Source