T8. La expresión de la información genética en el cuerpo humano. Parte 1..pptx

Tema 8. La expresión de la información genética en el cuerpo humano. Parte 1. Estructura del DNA ● La estructura secundaria del DNA (hélice antiparalela, dextrógira)  ● El DNA también tiene una estructura terciaria, la cual facilita su empaquetamiento dentro de las células. *Cada célula humana c...

Tema 8. La expresión de la información genética en el cuerpo humano. Parte 1. Estructura del DNA ● La estructura secundaria del DNA (hélice antiparalela, dextrógira)  ● El DNA también tiene una estructura terciaria, la cual facilita su empaquetamiento dentro de las células. *Cada célula humana contiene unos 2 metros de DNA. ○ A esta estructura terciara también se le denomina: Superenrollamiento del DNA. ○ Para aumentar aún más la compactación, se asocia con unas proteínas denominadas histonas. Estructura del DNA ● La unión del DNA con las histonas, se denomina nucleosoma. ● La estructura del nucleosoma se compone de: Estructura del DNA ● La asociación de la cadena de DNA con las histonas, se denomina Fibra de 10 nm o cadena de nucleosomas. ● Esta fibra se vuelve a enrollar, formando una estructura que denominamos Fibra de 30nm o solenoide. ● Este solenoide se vuelve a plegar hasta formar la estructura visible durante la división celular: El cromosoma. Estructura del DNA ● Resumen de las estructuras de compactación del DNA y sus tamaños: ● Las histonas de la cromatina con genes activos (activa transcripcionalmente) difiere de la de regiones inactivas. Su estructura parece estar alterada, a veces de manera bastante extensa, en regiones muy activas. ○ Entre las principales modificaciones de histonas están: Estructura del DNA ● DNA humano: *Recordatorio GEN: Fragmento de DNA que codifica la información necesaria para sintetizar un producto biológico funcional, RNA o proteína. DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR Replicación del DNA ● Se trata de una replicación semiconservativa: ● Se da de manera bidireccional y semidiscontinua. ○ Las cadenas nuevas de DNA solo se sintetizan en sentido 5’3’. Replicación del DNA ● La responsable del emparejamiento de bases es la DNA polimerasa (DNA pol) *En E.coli hay hasta 5 DNA pol, con diferencias entre ellas. ● La hebra retardada, se sintetiza mediante los fragmentos de Okazaki. ● Tanto en la hebra adelantada como la retardada, a veces, ocurren fallos de emparejamiento: Replicación del DNA ● Ante estos fallos, la DNA pol I, tiene actividad exonucleasa 3’5’ y 5’3’, la cual es capaz de corregir los errores mediante la eliminación (corte) del emparejamiento incorrecto. Ejemplo act. Exonucleasa 3’5’. Replicación del DNA ● Por su parte, la DNA pol III, tiene actividad exonucleasa 3’5’, y su velocidad de polimerización es hasta 500 veces más rápida que la I. Además está formada por 10 subunidades con diferentes funciones. ● Su función ppal es sintetizar las hebras hijas. ● En la replicación del DNA, también está implicada la RNA pol ya que facilita el proceso. Replicación del DNA ● Cuando se han sintetizado todos los fragmentos de las nuevas hebras de DNA, estos se deben unir, reacción catalizada por la enzima ligasa. ● Resumen pasos replicación: Replicación del DNA ● Terminación: Las hebras sintetizadas se unen (por ligasa) y acaban formando 2 dobles hélices, donde en cada una de ellas una hebra corresponde a la hebra molde (anterior) y otra a la hebra recién sintetizada (hija). ● Respecto a las polimerasas eucarióticas, varían respecto a las que hemos visto en E.coli: DNA polimerasa δ polimeriza la hebra guía. DNA polimerasa α polimeriza la hebra retardada DNA polimerasa ε implicada en reparación del DNA Replicación del DNA ● Telómeros: Repeticiones de nucleótidos ricos en GT que cubren los extremos de cromosomas eucariotas. Su función es proporcionar algo de DNA desechable para adaptarse a la pérdida que ocurre cuando las moléculas de DNA lineal se replican. ● Esta pérdida es una consecuencia de que todas las DNA pol funcionan de manera unidireccional. La síntesis del extremo 5′ de la hebra retardada, formado por unión de fragmentos de Okazaki, pierde unos 100 pb o más, en cada replicación. ● La telomerasa, que regenera los telómeros, solo debe estar activa en células de la línea germinal. Replicación del DNA ● Regeneración de telómeros: ● Telómero humano: (5´)TTAGGG(3´) RNA: Estructura y función ● RNA: Su estructura es una hélice simple. ● Existen varios tipos: ○ mRNA  Mensajero. ○ tRNA  Transferencia. ○ rRNA  Ribosómico. ○ *Existen otros con función reguladora o catalítica, como iRNAs: RNA de interferencia. RNA: Estructura y función ● RNA: La hélice en ocasiones forma bucles, o se asocia consigo misma formando una horquilla y doble hélice. RNA: Estructura y función ● mRNA: Su función es llevar la información contenida en el DNA para la síntesis de una proteína en los ribosomas. ● Según si contiene un gen o varios genes, se denomina, respectivamente: ○ Monocistrónico. ○ Policistrónico. RNA: Estructura y función ● tRNA: El RNA de transferencia constituye el elemento que conecta la molécula de mRNA y la cadena creciente de aas. Un tRNA específico se empareja con su secuencia complementaria en el mRNA y el aminoácido correcto se inserta en la proteína que se está sintetizando. ● Su estructura secundaria es siempre similar: RNA: Estructura y función ● Los ribosomas están formados por diferentes subunidades, las cuales a su vez están formados por diferentes rRNA y proteínas. Transcripción del DNA ● La transcripción (DNA a RNA), posee varias características: ○ Es un proceso selectivo. ○ Es monocatenaria (se hace a partir de una hebra de DNA y produce una hebra de RNA): ○ Es reiterativa. Transcripción del DNA ● La transcripción tiene direccionalidad: Se produce en sentido 5’3’, tomando como modelo la hebra molde del DNA 3’5’. ● Esta RNApol es dependiente de DNA. Transcripción del DNA ● Terminología y orientación de la transcripción: + Hebra molde - ● DNA: Hebra - : Hebra molde/antisentido. Hebra + : Hebra codificante/ con sentido. ● RNA: Hebra + : Hebra con sentido. Transcripción del DNA ● Actividad de la RNA pol (polimerasa)  *EN EUCARIOTAS RNA pol II. ● La RNApol está formada por un núcleo con 5 subunidades  ○ Además de por otra subunidad σ (sigma). Transcripción del DNA ● RNA pol en eucariotas: Tipo Localización Producto génico I Nucleolo rRNAs (28S; 18S; 5,8S) II Nucleoplasma Precursores de mRNA y snRNA (RNAs nucleares pequeños III Nucleoplasma tRNAs y rRNA 5S Transcripción del DNA ● Iniciación de la transcripción: ● Existen unan regiones que marcarán el punto de inicio de la transcripción, la RNA pol los reconoce y se une al DNA. ○ Ej: en E.coli. Transcripción del DNA ● Iniciación de la transcripción: ● Una de las principales secuencias consenso de esta región promotora es la caja TATA, la cual está muy conservada en la evolución y aparece en procariotas, eucariotas y arqueas. ● Es el sitio de unión de los factores de transcripción, y aparece unos 25 pb río arriba. Su secuencia consenso es del tipo: 5'-TATAAA-3’. TBP: Proteína de unión a la caja TATA A, B, D, E, F, H: Factores de transcripción TFII Inr: Secuencia iniciadora CTD: Dominio carboxilo terminal de RNA pol II Transcripción del DNA ● Elongación: El mRNA sigue creciendo por acción de la RNA pol (II), y en este momento se forma un pequeño híbrido DNARNA. Transcripción del DNA ● Terminación: Se finaliza la síntesis de RNA, pudiendo ser dependiente de Ro o independiente (en procariotas): ● Es señalada por una secuencia en la cadena molde de DNA, que es reconocida por una proteína de terminación, el factor rho (ρ). Rho es una helicasa estimulada por RNA, dependiente de ATP, que altera el complejo de alargamiento de la transcripción compuesto por RNA pol-RNA naciente y DNA. ● En ocasiones casos, la RNApol bacteriana puede reconocer de manera directa señales de terminación codificadas por DNA sin ayuda del factor rho. Después de la terminación de la síntesis del RNA, la enzima se separa de la plantilla de DNA y probablemente se disocia. Transcripción del DNA ● Terminación: ● En células eucarióticas no se ha conseguido una comprensión plena de la terminación, pero las proteínas que catalizan el procesamiento, terminación y poliadenilación de RNA parecen cargarse sobre la RNA pol II poco después del inicio. ● Más de una molécula de RNA polimerasa puede transcribir de manera simultánea la misma cadena plantilla de un gen, pero el proceso está modulado por fases y espaciado de modo que en cualquier momento cada una está transcribiendo una parte diferente de la secuencia de DNA. Transcripción del DNA ● Resumen proceso transcripción: Vídeo Replicación DNA y Transcripción a RNA ● https://www.youtube.com/watch?v=7Hk9jct2ozY