UNIDAD III. PDF

ELABORADO POR: DI RIENZO LEÓN ANGELO PASQUALE (UNEFM-AÑO 2013) NÚCLEO Y NUCLÉOLO NÚCLEO Orgánulo celular más grande y membranoso que se encuentra en células eucariotas. Es el compartimiento limitado por membrana que contiene el genoma (información genética) necesaria para...

ELABORADO POR: DI RIENZO LEÓN ANGELO PASQUALE (UNEFM-AÑO 2013) NÚCLEO Y NUCLÉOLO NÚCLEO Orgánulo celular más grande y membranoso que se encuentra en células eucariotas. Es el compartimiento limitado por membrana que contiene el genoma (información genética) necesaria para la replicación del ADN, transcripción y procesamiento del ARN. Nota: La última etapa de la expresión genética (traducción) no tiene lugar en el núcleo, sino en el CITOPLASMA. Componentes del núcleo en interfase celular Envoltura Bicapa lipídica nuclear concéntrica que separa (carioteca) al núcleo del citoplasma. Nucleoplasma Nucléolo Poros nucleares Orificios de la envoltura nuclear que permiten la comunicación de materiales entre el Núcleo núcleo y el citoplasma. FIGURA: Partes del núcleo. Cromatina Complejo nucleoproteíco formado CARACTERÍSTICAS DEL NÚCLEO por ADN, proteínas histónicas y no - Ocupa del 10 al 50% del volumen histónicas. Su plegamiento da lugar a de la célula. los cromosomas. - Se localiza el genoma humano. Nucleoplasma Medio interno (Carioplasma o semilíquido donde se Generalidades: jugo nuclear) encuentra sumergida la información genética. - Número: Generalmente suele Nucléolo Sitio para la síntesis de existir un núcleo por célula, a ARNr (ribosómico) estas células se las denomina uninucleadas; aunque hay excepciones es decir hay células que carecen de núcleo, como los  eritrocitos de los mamíferos a Sus componentes fundamentales son: estas se las llama anucleadas, otras que 1. Dos membranas (Interna y tienen más de uno como los externa). hepatocitos que tienen dos 2. Lámina nuclear. (binucleadas) o los osteoclastos y 3. Cisterna perinuclear. las fibras musculares estriadas que Membrana Se continúa con la tienen muchos (plurinucleadas). nuclear membrana del RER, por externa tanto puede haber - Forma: No es estática, por lo ribosomas adheridos a ella. general es esférico. Se adopta a la Membrana Está en contacto estrecho célula. nuclear con la lámina nuclear. interna Contiene proteínas únicas específicas para el núcleo. - Tamaño: Depende de la actividad Lámina Delgada malla de de la célula. nuclear filamentos intermedios entrecruzados (lamininas). - Posición: Normalmente ocupa Se localiza en la periferia una posición central, aunque a del nucleoplasma y su veces puede ocupar una posición función es servir de soporte a la carioteca, excéntrica como ocurre en las estableciendo su forma células vegetales debido a las generalmente Esférica. Se vacuolas o en los adipocitos interrumpe a la altura de debido a la gota de grasa. los poros nucleares. Se unen a la cromatina a través de las histonas H2A LA FORMA Y TAMAÑO DE LA Y H2B. CÉLULA DEPENDE DE LA Cisterna Espacio existente entre la FUNCIÓN QUE REALIZA Y DE SU perinuclear membrana nuclear externa y la membrana nuclear UBICACIÓN. interna. Se comunica con la cavidad del RER. ENVOLTURA NUCLEAR Leyenda: Bicapa de fosfolípidos permeable solo a pequeñas moléculas apolares que separa RER: Retículo endoplásmico rugoso. al nucleoplasma del citoplasma. Posee Nota: Las alteraciones de la arquitectura perforaciones denominadas Poros de la lámina nuclear se asocian con nucleares. Le proporciona el armazón trastornos genéticos y con la apoptosis. estructural al núcleo.  POROS NUCLEARES - Proteínas de anclaje: Sujetan las columnas con la envoltura Están formados por la fusión de la nuclear. membrana interna y externa de la - Proteínas radiales: Se originan envoltura nuclear, estableciendo canales de las columnas proteicas y se para el transporte bidireccional encuentran en el centro del poro. nucleocitoplasmático. Se constituyen por Permiten que el complejo del poro proteínas denominadas Nucleoporinas, se comporte como un diafragma. las cuales componen una estructura - Fibrillas proteicas: Nacen de la denominada Complejo del Poro. boca interna y externa del Nota: El número de poros nucleares complejo y se proyectan hacia el depende del grado de actividad nucleoplasma y el citosol metabólica de la célula; a mayor respectivamente. Intervienen en el actividad, mayor cantidad de poros pasaje de las proteínas a través del nucleares. poro. COMPLEJO DEL PORO NUCLEAR Anillos del complejo del poro nuclear: (NPC): 1. Anillo citoplasmático: De este, - Abarca las dos membranas protruyen hacia el citoplasma nucleares. ocho fibrillas proteicas cortas. - Es un armazón central octogonal 2. Anillo medio: Formado por ocho formado por ocho subunidades proteínas transmembranales que proteicas, con forma cilíndrica y se proyectan hacia la luz del poro localizada en la periferia de cada nuclear y a la cisterna perinuclear. poro. Su centro está ocupado por una - Se comporta como un diafragma estructura denominada que adapta su abertura a las Transportador (con forma de dimensiones de las moléculas que reloj de arena). deben atravesarlo. 3. Anillo nucleoplásmico: Favorece la salida de distintos tipos de Elementos: ARN. De él, se desprende una estructura denominada - Ocho columnas proteicas: “Canastilla nuclear” que Forman la pared cilíndrica. En el sobresale hacia el nucleoplasma. lado citosólico, los extremos de La canastilla se deforma en el las columnas originan la boca proceso de salida nuclear. interna (anillo) del poro nuclear. Nota: procesamiento de los ARN, las que se combinan con el ARNr en el nucléolo, las - El anillo citoplasmático y medio ADN polimerasas, las ARN polimerasas, originan un Orificio central. El entre otros. Dichas proteínas se etiquetan orificio central está delimitado por para ser transportadas al núcleo con una estructura cilíndrica, el secuencia de aminoácidos específicos Transportador Central, el cual denominadas Señales de localización está unido a 16 brazos radiales (8 nuclear (NSL) que interactúan con una externos y 8 internos). proteína heterodimérica denominada - Cada anillo está unido al Importina y no directamente con las Transportador Central mediante 8 proteínas del complejo del poro. brazos radiales que se introducen en el orificio central. 2. Salida de macromoléculas del núcleo: Transportador Anillo citoplasmático Las proteínas que salen del núcleo son central envejecidas o que dejaron de funcionar, se dirigen al citosol a fin de ser destruidas por Proteasomas. Dichas proteínas se Anillo etiquetan para salir del núcleo con una Medio secuencia de aminoácidos denominadas “Señales de exportación nuclear (NES)” que interactúa con una proteína denominada Exportina. Anillo Nucleoplásmico Notas: - Existen NSL y NES reconocidos FIGURA: Complejo del Poro. por transportinas. - La importina y la exportina unidas TRANSPORTE DE al péptido señal, al llegar al MACROMOLÉCULAS A TRAVÉS complejo del poro, se unen a una DE LOS POROS NUCLEARES proteína denominada Ran (es la Las moléculas menores a 11nm entran que controla el movimiento de o salen del núcleo por Difusión simple. macromoléculas a través del poro nuclear) que hidroliza el GTP. 1. Entrada de macromoléculas al - La importina es un αβ- núcleo: heterodimero porque contiene dos Las macromoléculas que ingresan al subunidades: núcleo son proteínas que promueven el  a) Subunidad α: Reconoce al - La proteína N1 asocia la histona péptido señal. H3 con la H4. b) Subunidad β: Es una subunidad de α, transforma a Los nucleosomas están formados por la molécula para su un núcleo proteico constituido por un incorporación al núcleo. octámero de histonas, proteínas fuertemente básicas y muy conservadas CROMATINA filogenéticamente. Unidad Fundamental: Nucleosoma. El octámero está formado por dos moléculas de cada una de las histonas Es el material del que están H2a, H2b, H3 y H4. Cada octámero de compuestos los cromosomas y es visible histonas está rodeado por 1.7 vueltas de en la interfase celular. Complejo formado ADN bicatenario. por el ADN, histonas y proteínas no histonicas. CROMOSOMAS Durante la interfase la cromatina presenta dos partes: 1. Heterocromatina: Cromatina muy condensada y es transcripcionalmente inactiva. 2. Eucromatina: Cromatina descondensada y distribuida por todo el núcleo, además se transcribe con mayor facilidad. Es la forma en la que se expresa la Histonas: Proteínas básicas que tienen un cromatina durante los procesos de papel fundamental en el plegamiento de la división células. Es el resultado de la cromatina. Tipos: condensación de las fibras de cromatina. Son estructuras nucleares dotadas de 1. No nucleosómica: H1. organización e individualidad, capaces de 2. Nucleosómicas: H2A, H2B, H3, H4. autoduplicarse y transmitir el material genético de una generación a otra. Cada Proteínas no histónicas: Fosfoproteínas, cromosoma está compuesto por dos nucleoplasmina, antígeno nuclear de cromátidas hermanas unidas en un punto proliferación, proteína N1 y proteínas denominado Centromero. residuales. - La Nucleoplasmina asocia la histona H2A con H2B.  El genoma del hombre se integra de 46 evidentes en las neuronas y los cromosomas que representan 23 pares hepatocitos. homólogos de cromosomas, de los cuales: COMPOSICIÓN QUÍMICA - 22 pares son autosomas. - ARN 10-30%. - Un par de cromosomas sexuales - ADN 1-3%. (determinan el sexo): - Ribonucleoproteínas pequeñas. a) Mujer: XX. b) Hombre: XY. ULTRAESTRUCTURA DEL NUCLÉOLO (ME) Nota: Entre el 80-90% de la masa nuclear 1. Parte Amorfa: está constituida por fibras de cromatina. Corresponde a los espacios con escasa ELECTRONDENSIDAD. NUCLÉOLO Posee ADN. Equivale al nucleoplasma. 2. Parte Densa: Se subdivide en: a) Parte Granular: Posee gránulos de ribonucleoproteínas de 25 nm, contiene ARN. Es un depósito de partículas pre-ribosómicas. Se ensamblan las subunidades ribosomales maduras. b) Parte Fibrilar: Más densa. Posee fibrillas de 8-10 nm. Sitio de transcripción y procesamiento Contiene ribonucleoproteínas y de los ARN ribosómicos (menos el ARNr ARNr recién sintetizados. 5S) y el ensamblaje de los ribosomas. Está rodeado por una capa de cromatina 3. Centro Fibrilar: Posee fibrillas condensada. No presenta membrana. El agrupadas en un cuerpo esférico. nucléolo sintetiza 3 de los 4 ARNr, Contiene ADN activo mediante una enzima, la ARN (transcribiéndose) y ARN. polimerasa I. El ARNr 5S se transcribe Corresponde a los Organizadores fuera del nucléolo por la ARN Nucleolares activos. Pueden haber polimerasa III. varios. Cumple función de almacén de reservas proteicas para Una célula puede contener uno o la traducción. varios nucléolos, dependiendo del grado de actividad metabólica. Son muy  PREGUNTAS DE SELECCIÓN (1) 1. Con relación al núcleo señale la alternativa INCORRECTA: a) Es el organelo que controla la actividad celular. b) Su forma depende de la función que realice la célula. c) Su tamaño depende de la actividad celular. d) Está presente en los eritrocitos. 2. ¿Cuál de las siguientes proposiciones es verdadera? a) La cromatina es la forma en que se expresa el cromosoma durante los procesos de división celular. b) Las histonas H2A y H2B se unen entre sí por medio de la proteína N1 y además ensamblan la lámina nuclear a la Cariolinfa. c) La envoltura nuclear presenta dos membranas: La externa que se une con la lámina nuclear y la interna que comunica con el RER. d) El nucleoplasma es el material encerrado por la envoltura nuclear con exclusión de la cromatina y el nucléolo. 3. Con respecto al complejo del poro nuclear: a) Es la base para el transporte unidireccional nucleocitoplasmático. b) Las proteínas radiales le otorgan una característica estática. c) El orificio central es proporcionado por los anillos citoplasmático y medio; además se delimita por un transportador central con forma de reloj de arena localizado en el centro del anillo Nucleoplasmático. d) El anillo Nucleoplasmático no se modifica durante la salida de macromoléculas del núcleo al citoplasma. e) Ninguna de las anteriores. f) Todas las anteriores. 4. En relación al transporte de moléculas a través de los poros nucleares: a) Es un proceso que siempre requiere gasto energético. b) La incorporación de macromoléculas al interior del núcleo requiere de la interacción de la importina con el NLS etiquetado en la proteína que viene del citoplasma. c) La proteína Ran es la encargada de controlar el movimiento de macromoléculas a través del poro nuclear y es dependiente de GTP. d) El complejo Ran-Exportina-proteína no existe. e) Todas son correctas. f) Existe más de una respuesta correcta. 5. ¿Cuál de las siguientes proposiciones es incorrecta? a) Eucromatina es la parte condensada de la cromatina con ADN activo. b) El nucléolo no sintetiza el ARNr 5S. c) Cada octámero de histonas del nucleosoma está rodeado por 1.7 vueltas de ADN bicatenario. d) La ARN polimerasa III sintetiza el ARNr 5S en el nucléolo.  NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS Notas: NUCLEICOS - Si es una base púrica, el carbono 1 Bases nitrogenadas: Compuestos de la pentosa se enlaza con el orgánicos heterocíclicos de carácter nitrógeno 9 de la base aromático y conformación espacial plana nitrogenada. que incluyen dos o más átomos de - Si es una base pirimídinica, el hidrógeno, contienen la información carbono 1 de la pentosa se enlaza genética. Existen cinco tipos que se con el nitrógeno 1 de la base clasifican en dos grupos: nitrogenada. 1. Bases púricas: Se trata de un sistema Existen dos tipos de nucleósidos, plano de nueve átomos (cinco dependiendo de la pentosa que carbonos y cuatro nitrógenos). contenga: - Adenina (A) 1. Ribonucleósidos: - Guanina (G) Contienen β-D-ribosa como 2. Bases pirimídinicas: Es un sistema componente glucídico. plano de seis átomos (cuatro 2. Desoxirribonucleosidos: carbonos y dos nitrógenos). Contienen β-D-2-desoxirribosa - Timina (T) como componente glucídico. - Citosina ( C ) - Uracilo (U) Nomenclatura: En condiciones fisiológicas, 1. Si es una base púrica se coloca la predominan los tautómeros amino y oxo terminación –OSINA. de las purinas, pirimidinas y sus Ejemplos: Adenosina, guanosina. derivados. 2. Si es una base pirimídinica se NUCLEÓSIDOS coloca la terminación –IDINA. Estructura: Pentosa + Base nitrogenada. Ejemplos: Timidina, citidina, uridina. La unión de la pentosa con la base 3. Si la pentosa es la β-D-2- nitrogenada se realiza por enlace N- desoxirribosa se le coloca el glucosídicos (por tanto ocurre la prefijo DESOXI. liberación de una molécula de agua). Ejemplos: Desoxiadenosina (dA), La pentosa puede ser: Ribosa o desoxitimidina (dT). desoxirribosa.  NUCLEÓTIDOS - Los mononucleotidos unidos por enlaces 3' 5'-fosfodiester forman Estructura: polinudeotidos, macromoléculas Pentosa + Base nitrogenada + (Uno, dos o direccionales con extremos 3' y 5' tres) grupos fosfatos. distintos. - El extremo 3´se localiza en el Son nucleósidos fosforilados y los nucleótido que utiliza sólo su monómeros de los ácidos nucleicos. Los oxígeno en 5´para enlazarse a otro nucleótidos son los 5' fosfatos de los nucleótido. El extremo 5´es el que correspondientes nucleósidos. sólo utiliza el oxígeno en 3´ para enlazarse a la cadena. Enlace fosfodiéster: Es un tipo de - EL DNA Y RNA SON enlace covalente. Ocurre cuando el ácido POLINUCLEÓTIDOS. fosfórico se une al carbono 5 de la - Los análogos sintéticos de bases pentosa, con liberación de una molécula purina y pirimídina y sus derivados de agua. sirven como fármacos anticancer, sea Entre dos nucleótidos ocurre de la al inhibir una enzima de la biosíntesis siguiente forma: Se produce entre un de nucleótidos o al incorporarse en el grupo hidroxilo (OH-) en el carbono 3' del DNA o el RNA. primer nucleótido y un grupo 3− Funciones metabólicas de los fosfato (PO4 ) en el carbono 5' del nucleótido entrante, formándose así un nucleótidos doble enlace éster. 1. Son parte integral del sistema Enlace N-glucosídicos: Nucleósido. inmunológico. 2. Papel en el metabolismo energético: Los nucleótidos pueden clasificarse en El trifosfato de adenosina (ATP) actúa ribonucleótidos y desoxirribonucleótidos universalmente en todas las células según contengan ribosa o desoxirribosa transportando energía, en forma de respectivamente. energía de enlace de su grupo fosfato Notas: terminal, desde los procesos metabólicos que la liberan hasta - Los nucleosido trifosfatos tienen alto aquellos que la requieren. En algunas potencial de transferencia de grupo, y reacciones del metabolismo, otros participan en síntesis de enlaces nucleótidos trifosfato como el GTP, covalentes. Los fosfodiesteres CTP y UTP, pueden sustituir al ATP ciclicos cAMP y cGMP funcionan en este papel. como segundos mensajeros 3. Mediadores fisiológicos en procesos intracelulares. hormonales, transmitiendo al  citoplasma celular señales químicas FIGURA: (a) Estructura de un Nucleósido. (b) procedentes del exterior. Ejemplo: Estructura de un nucleótido AMPc mediado por la adrenalina y el glucagón en el control del ciclo del glucógeno. Base 4. Componentes de coenzimas: NAD, Nitrogenada NADP, FAD, CoA o FMN, nucleótidos complejos en los que aparecen bases nitrogenadas diferentes Azúcar (a) a las típicas de los ácidos nucleicos, Pentosa que actúan como transportadores de electrones en reacciones metabólicas de oxidación-reducción. 5. Intermediarios activados: Activan diversos intermediarios necesarios para diversas reacciones. Ejemplo: UDP- glucosa. 6. Reguladores alostéricos intracelulares. (b) TABLA: Nomenclatura más común de los nucleótidos y de sus constituyentes químicos.  ÁCIDOS NUCLEICOS ADN Macromoléculas que forman polímeros lineales, constituidos a partir de monómeros unidos mediante enlaces 3' 5'-fosfodiéster. Monómeros: Nucleótidos. Notas: - Dinucleótidos: Unión de dos nucleótidos. - Oligonucleótidos: Cadena de máximo 10 nucleótidos. Está constituido por dos cadenas - Polinucleótidos: Cadena superior a polinucleótidas unidas entre sí en toda su 10 nucleótidos. longitud. Esta cadena puede disponerse: a) En forma lineal (Núcleo de las La estructura primaria de los ácidos eucariotas) nucleicos se define como su secuencia de b) En forma circular (Procariotas, ADN nucleótidos. de las mitocondrias y cloroplastos de las eucariotas). Existen dos tipos de ácidos nucleicos (ADN Y ARN) Desoxinucleótidos del ADN: ADN ARN - Desoxiadenilato, Pentosa Desoxirribosa Ribosa - Desoxiguanilato, BN A,G,C,T A,G,C,U - Desoxicitidilato Cadena Bicatenaria Monocatenaria PM Mayor Menor - Dimidilato. Tipos No ARNm ARNt Estas unidades monoméricas del DNA ARNr se mantienen en forma polimérica por ARNnp medio de enlaces 3',5'-fosfodiester. ARNv Teoría de Watson y Crick (1953) TABLA: Tipos de ácidos nucleicos. BN: Descubrieron la famosa estructura de Bases nitrogenadas; PM: Peso molecular; doble hélice o escalera en espiral del ARNm: ARN mensajero; ARNt: ARN de transferencia; ARNr: ARN ribosomal; ADN. Las cadenas se disponen a modo de ARNnp: ARN nuclear pequeño; ARNv: ARN una escalera de mano con las bases viral. nitrogenadas formando los peldaños. Además postulan: La secuencia en la que se encuentran las bases nitrogenadas a lo ADN. Las dos hebras están enrolladas en largo de la molécula de ADN es la que torno a un eje imaginario, que gira en contiene la información genética. contra del sentido de las agujas de un reloj. Las vueltas de estas hélices se Exponen el mecanismo de duplicación estabilizan mediante puentes de semiconservativa del ADN, lo que indica hidrógeno. que las dos cadenas complementarias del ADN original, al separarse, sirven de Las dos cadenas son antiparalelas. molde cada una para la síntesis de una Desde el punto de vista químico están nueva cadena complementaria de la dispuestas en direcciones opuestas. cadena molde, de forma que cada Mientras una hebra va en dirección 5' a 3' nueva doble hélice contiene una de las (ascendente), la otra va en dirección 3' a cadenas del ADN original, es decir: EL 5' (descendente). DOBLE HELICOIDE PRESENTA Estructura terciaria: Corresponde al UNA HEBRA ANTIGUA Y LA OTRA ADN Superenrollado, y se debe a la ACABADA DE SINTETIZAR. acción de enzimas denominadas Uniones entre bases nitrogenadas: Topoisomerasas-II. Este enrollamiento da estabilidad a la molécula y reduce su - La Adenina se une a la Timina longitud. Cuando el ADN se une a mediante dos puentes de proteínas básicas (histonas, protemínas), hidrógeno. (A=T) la estructura se compacta mucho. A esta - La Guanina se une con la Citosina unión de ADN y proteínas se conoce mediante tres puentes de como Cromatina. hidrógeno. (G C) Estructura cuaternaria: Los Niveles organizacionales del ADN nucleosomas de la cromatina se enrollan Estructura primaria: secuencia de formando una estructura denominada desoxirribonucleótidos de una de las Solenoide. Cuando la célula entra en cadenas. La información genética está división, el ADN se compacta más, contenida en el orden exacto de los formando los cromosomas. nucleótidos. la secuencia de nucleótidos Notas: se ordena desde 5' a 3' (5' → 3'). - El ADN suele formar una doble Estructura secundaria: Es la postulada hélice dextrógira antiparalela donde por watson y crick. Permite explicar el dos cadenas polinucleotídicas, de almacenamiento de la información secuencia complementaria corren en genética y el mecanismo de duplicación sentidos opuestos. del ADN. Es una cadena doble, dextrógira o levógira, según el tipo de - Cada cromosoma eucarionte contiene constituyen sus nucleótidos, donde esta una molécula de ADN. contenida la información. - Las dos cadenas de la hélice bicatenaria de ADN se mantienen en Estructura secundaria: se pliega como registro por medio tanto de enlaces resultado de la presencia de regiones de hidrogeno entre las bases purina cortas con apareamiento intramolecular y pirimidina de las moléculas lineales de bases, es decir, pares de bases respectivas, como de interacciones formados por secuencias de van der Waals e hidrofóbicas complementarias más o menos distantes entre los pares de bases adyacentes dentro de la misma hebra. Ejemplo: apiladas. ARNt. Estructura terciaria: Es un plegamiento ARN complicado sobre la estructura secundaria adquiriendo una forma tridimensional. Es el resultado del apilamiento de bases y de los enlaces por puente de hidrógeno entre diferentes partes de la molécula. Ejemplo: ARNt. Características - Es el ácido nucleico más abundante Se forma por la polimerización de de la célula. ribonucleótidos, los cuales se unen entre - Una célula típica tiene 10 veces más ellos mediante enlaces 3´-5´ fosfodiéster ARN que ADN. en sentido. En lugar de timina, el RNA - Es químicamente inestable, en una contiene el ribonucleótido de uracilo. disolución acuosa se hidroliza Típicamente es una cadena fácilmente puesto que la posición 2 monocatenaria, aunque tiene la capacidad del anillo tiene un –OH libre. de plegarse sobre si misma a manera de horquilla y, de este modo, adquirir Tipos de ARN características bicatenarias: la base G que forma pares con C, y A con U (como en ARNm Dicta con exactitud la secuencia de aminoácidos en una cadena el genoma de algunos virus). polipeptídica en particular. Actúa como molde y transporta la Niveles organizacionales del ARN información para la síntesis proteica. Las instrucciones Estructura primaria: Se refiere a la residen en tripletes de bases a las secuencia de las bases nitrogenadas que que llamamos Codones. ARNt Es el más pequeño de todos. Contiene el Anticodon que se une  al codón del ARNm mediante 2. En los niveles organizacionales del ADN: puentes de hidrógeno. Se localiza a) La estructura terciaria se da como en el citoplasma. Se encarga de consecuencia de una tensión estructural en la transportar los aminoácidos libres propia molécula, cuyo proceso está regulado del citoplasma al lugar de síntesis proteica. por las enzimas topoisomerasas. ARNr Se halla combinado con proteínas b) Los cromosomas son ejemplo de ADN en para formar las subunidades de estructura cuaternaria. los ribosomas en el nucléolo. c) La estructura secundaria corresponde a una ARNnp Forman ribonucleoproteinas. No doble hélice, donde ambas cadenas son están presentes en procariotas. antiparalelas. d) En la estructura primaria se encuentra la información genética y se refiere a la Nota: secuencia de nucleótidos encadenados. a) Las ribozimas son fragmentos de e) Todas las anteriores ARN con actividad catalítica. Son f) Ninguna de las anteriores. enzimas de naturaleza no proteica. En algunos casos son intrones con capacidad 3. ¿Cuál de las siguientes proposiciones es de autoprocesamiento, es decir, que son verdadera? capaces de autoeliminarse uniendo los a) En los nucleósidos con una base dos exones adyacentes. pirimídinica: El carbono 1 de la pentosa se enlaza con el nitrógeno 9 de la base b) Gen: Secuencia de nucleótidos en la nitrogenada. molécula de ADN (o ARN, en el caso de b) En el compuesto dGMP, el glúcido es la β- algunos virus) que contiene la D-ribosa, por tanto es un Ribonucleótido. información necesaria para la síntesis de c) Los nucleótidos son los 5' fosfatos de los una proteína. correspondientes nucleósidos. d) En los polinucleótidos, los azúcares y los PREGUNTAS DE SELECCIÓN (2) fosfatos tienen función estructural, mientras que las bases nitrogenadas guardan la 1. ¿Cuál de las siguientes proposiciones es información genética. incorrecta? e) b + c son correctas. a) El ADN es una estructura bicatenaria, f) c + d son correctas. cuyas unidades monoméricas se mantienen a través de enlaces 3',5'-fosfodiester. 4. Las ribozimas: b) La cadena única de ARN puede plegarse a) Son fragmentos de ARN con actividad sobre sí misma en el caso de organismos catalítica, es decir, retardan reacciones acelulares. químicas específicas. c) Los nucleótidos constituyen las unidades b) Son enzimas de naturaliza no proteica. monoméricas de los ácidos nucleicos. c) Pueden ser intrones autoeliminativos. d) Las interacciones de van der Waals son d) Hidrolizan enlaces fosfodiéster. fuerzas covalentes que proporcionan e) Existen más de dos opciones correctas. estabilidad a la molécula de ADN. f) Todas son correctas.  DOGMA CENTRAL DE LA transmite por generaciones a través BIOLOGÍA MOLECULAR de la duplicación del ADN. - Tiene lugar en la interfase Involucra esencialmente la duplicación (Específicamente Fase S) del ciclo del ADN, la transcripción de la celular. El tiempo que tarda el ADN información contenida en el ADN en en duplicarse es de 7 horas forma de ARN y la traducción de esta aproximadamente. información del ARN a la proteína. El - El mecanismo de replicación es dogma también postula que sólo el ADN semiconservador, se forman dos puede duplicarse y, por tanto, moléculas de ADN que contienen reproducirse y transmitir la información una cadena original (hebra antigua) y genética a la descendencia. una cadena nueva (recién sintetizada). - La enzima principal implicada es la ADN polimerasa, que cataliza la unión de los dNTP para el crecimiento de la cadena. - Es un proceso bidireccional. - Es asimétrica, puesto que una hebra se sintetiza de manera continua y la otra de forma retardada. FIGURA: La información fluye en una única Fases de la replicación dirección del ADN a las proteínas, pero hay - Iniciación. excepciones, como es el caso de la - Elongación. transcripción de ADN a partir de ARN. - Terminación. REPLICACIÓN DEL ADN 1. Iniciación: Se requieren: Es un proceso semiconservativo en el a) Proteínas iniciadoras. que cada hebra parental sirve como molde b) Helicasas. para la síntesis de una nueva hebra hija c) Proteínas de unión a hebra sencilla complementaria. Consiste en la síntesis (SSB) de ADN a partir de ADN. d) Topoisomerasa I y II (ADN girasa). Características a) Proteínas iniciadoras: Se unen a secuencias específicas de pares de bases - Base de la herencia del material que formaran los distintos orígenes de genético, es decir, el genoma se replicación (suelen ser ricos en A y T y las hebras se separan formando las a) ARN primasa: Sintetiza fragmentos burbujas de replicación). cortos de ARN que actúan como cebadores (de 3 a 10 nucleótidos) para b) Helicasa: Enzima multimérica que se que actúe la enzima ADN polimerasa III. une al origen de replicación para romper los puentes de hidrógeno entre las b) ADN polimerasa III: cadenas complementarias a partir de la - Requieren de un cebador para iniciar la hidrolisis del ATP. Abre la doble hélice síntesis de la hebra complementaria de de ADN, formando así dos Horquillas de ADN. replicación (Y) que avanzan en - La enzima lee en dirección 3'-5' para direcciones opuestas. sintetizar una hebra nueva en dirección 5'- 3'. Nota: Las horquillas de replicación - La hebra del ADN que va en sentido 3'- representan las regiones de la síntesis activa de ADN y es el sitio donde acuden todas las 5', se lee sin complicaciones, sintetizando proteínas para la formación de las hebras su hebra complementaria de manera nuevas. continua o adelantada. - La hebra del ADN que va en sentido 5'- c) Proteínas de unión a hebra sencilla 3', es más complicada, su hebra (SSB): Estabilizan el ADN. Se unen a las complementaria se sintetiza de manera hebras sencillas impidiendo el retardada o tardía por medio de reanillamiento y así puedan ser copiadas Fragmentos de Okasaki. por la ADN polimerasa. -Presenta actividad exonucleasa (correctora de errores) en dirección 3'-5'. d) Topoisomerasa I y II (ADN girasa): Disminuyen la tensión torsional que se va Notas: acumulando en la doble hélice de ADN - En la hebra adelantada, la enzima por acción de la helicasa, evitando solamente requiere un ARN cebador para superenrollamientos por delante de la comenzar la síntesis. horquilla de replicación. La - En la hebra retardada, la enzima requiere topoisomerasa I corta solo una de las dos un ARN cebador por cada Fragmento de cadenas de la doble hélice del ADN. Okasaki para sintetizar completamente la Mientras, la ADN girasa (o hebra complementaria. topoisomerasa II) corta ambas cadenas 3. Terminación: Se requieren: del ADN. a) ADN polimerasa I. b) ADN ligasa. 2. Elongación: Se requieren: a) ARN primasa (es un tipo de ARN a) ADN polimerasa I: Elimina los ARN polimerasa). cebadores de ambas hebras y rellena los b) ADN polimerasa III. huecos originados en los extremos 3' con TRANSCRIPCIÓN DEL ADN dNTP. Definición: Sintesis de ARNm a partir de b) ADN ligasa: Actúa cuando se han ADN. eliminado los ARN cebadores de la hebra Enzima clave: ARN polimerasa. discontinua. Une los Fragmentos de Okasaki entre sí mediante enlaces Caracterìsticas covalentes, formando una hebra de ADN intacta. - La ARN polimerasa no requiere cebador para comenzar el proceso de ADN transcripciòn. parental - Es un proceso selectivo: La sìntesis de ARN presenta zonas concretas con un principio y final preestablecido. Hebra - Es un proceso reiterativo: Una zona Hebra nueva concreta del ADN se puede copiar vieja repetidamente. - Porciones del genoma se transcriben al ARN. - Los precursores para la síntesis del ARN son los cuatro ribonucleòtidos 5' trifosfato: ATP, GTP, UTP y CTP que se unen mediante un enlace éster entre el ácido fosfórico situado en la posición 5´ de un ribonucleótido trifosfato y el grupo –OH situado en FIGURA: Duplicación semiconservativa del posición 3´del último ribonucleótido ADN. de la cadena de ARN en formación. - La ARN polimerasa lee la hebra de Inhibición de la replicación del ADN ADN que va en dirección 3'-5', Fármaco Enzima sobre la entonces, sintetiza el ARN en sentido que actúa 5'-3'. Afidicolina ADN polimerasa - Mecanismo de complementaridad: Rifampicina ARN polimerasa Las secuencias de bases en el ARN (primasa) Novobiocina ADN girasa viene determinada por la secuencia de Quinolonas nucleótidos de la hebra de ADN CUADRO: Fármacos para la inhibición de la utilizada como molde. replicación del ADN.  - El molde de ADN no debe ser La ARN polimerasa presenta dos alterado durante el proceso. subunidades α, dos β, una ω y una - El proceso se esquematiza en cuatro subunidad disociable o Factor sigma (σ). pasos: a) Unión de la ARN polimerasa al Cuando el factor sigma se encuentra promotor (reconocimiento). unido a la ARN polimerasa se conforma b) Iniciación. una Holoenzima completa. Dicho factor c) Elongación. es fundamental para identificar los d) Terminación. lugares adecuados (promotores) donde se iniciará el proceso de transcripción. Requisitos para la transcripción: Cuando el factor sigma ha llevado a la ARN polimerasa al promotor adecuado 1. Hebra de ADN que actùe como molde. comienza la síntesis de ARN. 2. Enzima: ARN polimerasa. En las procariotas solo existe un tipo de ARN La ARN polimerasa se activa cuando polimerasa que sintetiza los tres tipos el factor sigma se disocia de ella, por fundamentales de ARN (ARNm, ARNt tanto, el núcleo central es: α2, β, β’ y ω. y ARNr), mientras que en eucariotas existen tres tipos distintos de ARN Resumiendo: polimerasas. Esta enzima no presenta - ARN polimerasa con factor sigma: actividad exonucleasa. Holoenzima (α2, β, β’, ω y σ.) 3. Ribonucleòtidos 5' trifosfato: ATP, GTP, UTP y CTP. - ARN polimerasa sin factor sigma (α2, 4. Cofactores y reguladores. β, β’, ω): Núcleo central. TRANSCRIPCIÓN EN - Las subunidades β y β’ constituyen el PROCARIOTAS sitio activo para polimerizar los ribonucleótidos trifosfato (NTPs) de acuerdo a la hebra molde del DNA. - Función del factor sigma: Ubicar a la ARN polimerasa sobre el promotor adecuado. Promotor: Secuencias cortas de bases nitrogenadas localizadas en los extremos FIGURA: ARN polimerasa en E. coli. 5’ terminales de los genes en el ADN a las que se une la ARN polimerasa para Lugar de transcripción: Citoplasma. iniciar la transcripción.  Pasos: Corriente arriba: Se utiliza este termino para indicar las secuencias de 1. Reconocimiento: nucleótidos localizadas antes de iniciar la transcripción y se debe designar con La unión de la ARN polimerasa al números negativos. Ejemplo: promotor esta determinada por la subunidad sigma y genera el - A -10 nucleótidos del punto de inicio de desenrollamiento de un tramo corto de la transcripción se localiza la CAJA ADN en el área donde empezará la TATA, cuya secuencia consenso es transcripción. Dichos promotores TATAAT (en la hebra codificante o no presentan dos secuencias consenso que transcripta). sirven como señal de partida y son ricas - A -35 nucleótidos del punto de inicio de en adenina y timina. la transcripción se localiza la secuencia consenso TTGACA (en la hebra Aproximadamente 10 nucleótidos codificante o no transcripta). corriente arriba del punto de inicio de la transcripción se localiza la secuencia de seis Nota: nucleótidos TATAAT denominada CAJA TATA O CAJA DE PRIBNOW y a 35 El termino corriente abajo se usa cuando nucleótidos corriente arriba se localiza la ya se ha iniciado el proceso de transcripción secuencia TTGACA. y se designa con números positivos. -35 (TTGACA) -10 (TATTAT) 5’ 3’ Corriente arriba (-n) Corriente abajo (+n) Promotor Punto de inicio de la FIGURA: Esquema del promotor en la transcripción hebra no transcripta. Observe que los nucleótidos se enumeran negativamente a la izquierda (antes del punto de inicio) y La unión de la ARN polimerasa con el positivamente a la derecha (cuando ha promotor se denomina: COMPLEJO comenzado la transcripción) PROMOTOR CERRADO.  2. Iniciación: polimerasa se enrolla y el que queda - Desenrrollamiento local de unas 12-14 corriente abajo se desenrolla para bases del ADN por acción de la ARN mantener el híbrido ADN-ARN. polimerasa a nivel de la secuencia -10 - La burbuja de transcripción se mueve a (caja TATA) formando un medida que avanza la ARN COMPLEJO PROMOTOR polimerasa. ABIERTO o BURBUJA DE - Las enzimas topoisomerasas evitan el TRANSCRIPCIÓN. superenrollamiento ocasionado por la - Dentro de la burbuja de transcripción, ARN polimerasa. la ARN polimerasa lee la hebra de ADN que va en dirección 3’-5’. 4. Terminación: - El punto de inicio de la transcripción - La ARN polimerasa encuentra señales siempre es una purina y suele ser de detención hacia el extremo 3’ de la ADENINA. hebra molde de ADN. - Comienza con la incorporación de dos - Se cierra la burbuja de transcripción. nucleótidos trifosfatados (NTP) que se unen por puentes de hidrógeno a las - Existen dos mecanismos de bases complementarias de la hebra de terminación: ADN en el punto de inicio. - La ARN polimerasa forma el primer a) Independiente del factor rho: enlace fosfodiester entre los dos La ARN polimerasa se encuentra con nucleótidos con liberación de un grupo una señal PALINDRÓMICA rica en GC pirofosfato. seguida de varios residuos de adenina; el - Cuando la cadena de ARN presenta ARN forma una horquilla o bucle por una longitud de 10-12 nucleótidos, la autocomplementariedad de las bases GC. subunidad sigma se disocia de la ARN La unión Uracilo-Adenina es poco polimerasa completando la fase de estable, lo que hace que el ARN se iniciación. disocie del molde de ADN. 3. Elongación: b) Dependiente del factor rho: - Comienza cuando la subunidad sigma - No se forma una horquilla rica en GC. se ha separado de la ARN polimerasa. - El factor rho se une a secuencias de - La enzima se mueve a la largo del terminación específicas de entre 50-90 molde de ADN en dirección 3’-5’. bases localizadas cerca del extremo 3’ - La cadena de ADN va desenrollandose del ARN en formación. poco a poco por delante a una - El factor rho actúa como una enzima secuencia de 17 pares de bases y se va dependiente de ATP, que al cerrando por detrás, es decir, el ADN hidrolizarlo desenrolla el híbrido que queda corriente arriba de la ARN ADN-ARN.  - Existen promotores localizados corriente abajo del punto de inicio de la transcripción. Enzima Localización ARN sintetizado ARN Nucléolo ARNr 45S polimerasa I ARN Nucleoplasma ARNm y la polimerasa mayoría de II ARNnp. ARN Nucleoplasma ARNt, polimerasa ARNr 5S y III ARNnp CUADRO: Localización y función de los tipos de ARN polimerasa en eucariotas. Nota: ARNnp (ARN nuclear pequeño). a) Región promotora de la ARN polimerasa I: - Se localiza a 150 pares de bases corriente arriba del punto de inicio para la transcipción. - Las secuencias promotoras son reconocidas por dos factores de transcripción: UBF y SL1. FIGURA: Transcripción del ADN. - Los factores de transcripción luego de TRANSCRIPCIÓN EN reconocer el promotor, se unen a la EUCARIOTAS enzima para formar el complejo de iniciación. - Localización: Cromatina. (intranuclear). - Es un proceso mucho más complejo. b) Región promotora de la ARN - Existen tres tipos distintos de ARN polimerasa II: polimerasas. - Se requieren factores de transcripción. Constituida por cuatro elementos - En eucariotas, solamente una pequeña principales: proporción del genoma es expresada a 1. Secuencia TATAA (caja TATA) ARN (cerca de 10% como máximo). localizada a 25-30 nucleótidos corriente arriba del punto de iniciación. 2. Elemento de reconocimiento TFIIB Fase de terminación de la síntesis de (BRE) localizado inmediatamente ARNm en eucariotas: corriente arriba de la caja TATA. 3. Elemento iniciador (Inr) que rodea el La señal de terminación es AAUAAA, punto de iniciación de la transcripción. que permite el corte del ARNm a 10-35 4. Elemento promotor (DPE): Localizado nucleótidos después. Antes de que a 30 nucleótidos corriente abajo del punto termine la transcripción el ARNm es de iniciación. procesado: -Se añade una cola poli (A) en 3’: La - El factor de transcripción que actúa enzima Poli A polimerasa añade 50-250 primeramente es el TFIID uniendose a la nucleótidos de adenina. Esta acción caja TATA. Luego se le incorporan protege al ARNm de nucleasas, TFIIA y TFIIB. proporciona estabilidad a la molécula y - El factor de transcripción TFIIF se une ayuda a los ribosomas a su directamente a la enzima. reconocimiento para la traducción. - La ARN polimerasa-TFIIF se une al complejo TATA-TFIID-TFIIA-TFIIB. -Adición de casquetes 5’: Adición de un - Los factores de transcripción TFIIE y nucleótido de guanosina metilado. TFIIH completan la formación del Proporciona estabilidad al ARNm, lo COMPLEJO DE PREINICIACIÓN. protege de nucleasas y posiciona a la - Para comenzar la síntesis del ARN, la molécula en el ribosoma para iniciar la ARN polimerasa debe liberarse de los traducción. factores de transcripción, es por ello que c) Región promotora de la ARN el factor TFIIH con actividad Helicasa y polimerasa III. Kinasa, hidroliza una molécula de ATP para fosforilar a la enzima y de esta - Los promotores se encuentran manera se desprenden todos los factores exclusivamente corriente abajo del de transcripción. punto de inicio de la transcripción. Para la sintesis de ARNt: Fase de elongación de la síntesis de ARNm en eucariotas: El factor de transcripción TFIIIC se une directamente a los promotores de La ARN polimerasa se nueve a lo ARNt y atrae al TFIIIB conjuntamente largo del ADN transcribiendo tanto con la ARN polimerasa para construir el exones como intrones. complejo de transcripción.  - Los promotores tienen secuencias - Los ARNt y ARNr son sintetizados en consenso denominadas CAJA A Y forma de precursores y requieren CAJA B modificaciones. Para la síntesis de ARNr 5S: ARNt: El factor de transcripción TFIIIA se - El pre-ARNt sufre escisión de los une directamente a los promotores, nucleótidos sobrantes del extremo 5’ por atrayendo a TFIIIC, TFIIIB y a la ARN la ARNasa P (un tipo de ribozima). polimerasa. - Formación del extremo 3’ por la ARNasa D. - Los promotores tienen secuencias - Adición de una secuencia CCA al consenso denominadas CAJA A Y extremo 3’ por acción de la enzima: CAJA C. Nucleotidil-transferasa. Resultado final de la transcripción en - Metilación de bases y azúcares. procariotas y eucariotas - Generación de bases inusuales como el dihidrouracilo, la ribotimina, la La molécula recien sintetizada de pseudouridina y la inosina. ARN recibe el nombre de - Splicing (corte y empalme). TRANSCRITO PRIMARIO. ARNr: - En procariotas: El ARNm es policistrónico (tiene información para - Los ARNr 235, 165 y 55 se obtienen a sintetizar varios polipeptidos). partir de un precursor único, es decir, pertenecen a una misma unidad de - En eucariotas: El ARNm es transcripción. monocistrónico (tiene información para sintetizar un sólo polipeptidos). b) En eucariotas: - - Todos los tipos de ARN sufren MODIFICACIONES modificaciones. POST-TRANSCRIPCIONALES - - Los ARNr y ARNt también son sintetizados en forma de a) En procariotas: precursores. - El ARNm no sufre modificaciones, puesto que es FUNCIONAL ARNm: inmediatamente. - Se forma a partir de ARNnh (nuclear heterogeneo) que presenta intrones y exones, por tanto se requiere efectuar un  mecanismo de corte y empalme Fármacos que inhiben la transcripción (splicing). Rifampicina Inhibe a la ARN polimerasa (Procariotas) en la fase de elongación. Intrones: Secuencias de bases más o menos Alfa- Inhibe fuertemente a la ARN amanitina polimerasa II en la largas que se transcriben, pero que no se (Eucariotas) elongación. traducen. Antinomicina Inhibe la transcripción y la (ambos tipos replicación en la fase de Exones: Secuencias que se transcriben y se celulares) elongación. traducen. Codicepina Inhibe la fase de elongación. (Procariotas) El Splicing tiene lugar en un complejo CUADRO: Inhibición de la transcripción. denominado Espliceosomas. CÓDIGO GENÉTICO Y Espliceosoma: Complejo formado por TRADUCCIÓN DEL ARNm cinco ribonucleoproteínas nucleares pequeñas (endonucleasas) y más de 50 CÓDIGO GENÉTICO proteínas. Su función es la eliminación de intrones. - Reglas que determinan que nucleótidos del ARNm corresponden a cada ARN ligasa: Enzima encargada de unir los aminoácido. exones. - Relaciona la secuencia de nucleótidos ARNr: El ARNr precursor para la en el ARN con la secuencia de obtención de ARNr 28S, 18S y 5,8S es el aminoácidos de una proteína. pre-ARNr 45S. - Es un lenguaje en codones (secuencia de tres nucleótidos o tripletes) y cada ARNt: Igual a las células procariotas. uno específica un aminoácido. - El ARNm transporta la información Transcripción Eucariotas Procariotas Localización Cromatina Citoplasma transcripta desde el ADN en forma de Proceso Complejo Sencillo codones. Factores de Requeridos No - El orden de los nucleótidos, determina transcripción para la requeridos. un aminoácido específico que iniciación agrupados unos con otros de forma ARN polimerasa 3 tipos Un solo distintos tipo. concreta originan una PROTEÍNA. con funciones Características del código genético específicas Modificación Splicing No sufre. -Es degenerado (redundante), porque postranscripcional múltiples codones decodifican un del ARNm CUADRO: Diferencias de la transcripción en mismo aminoácido. pocariotas y eucariotas. -No es ambiguo, pues un codón codifica solamente un aminoácido.  -No comprende superposición - - Convierte una secuencia de ARNm en (solapamientos) de codones durante la una cadena de aminoácidos para formar traducción. una proteína. -No presenta signos de puntuación (continuidad): Cuando la lectura de un Localización de la traducción: codón comienza, el mensaje se procesa Ribosomas libres o asociados al RER. continuamente hasta que llegue un codón de Requerimientos para la traducción: terminación. a) Ribosomas. -Es unidireccional: Los codones se leen en b) ARNm (lleva la información sentido 5'-3' desde el inicio hasta el final. codificada al ribosoma). -Es universal: Cada triplete tiene el mismo c) ARNt (llevan los aminoácidos al significado en todas las células, salvo ribosoma). algunas excepciones en bacterias. d) Las enzimas Aminoacil-ARNt sintetasas (unen covalentemente el El código genético consta de 64 codones: aminoácido a sus respectivas - Tres codones no codifican para moleculas de ARNt). aminoácidos y son denominados codones e) Factores proteícos (para las fases de sin sentido usados en la células como iniciación, elongación y SEÑALES DE TERMINACIÓN (UAG, terminación). UGA y UAA). - Los 61 codones restantes específican un Es necesario saber lo siguiente: Los aminoácido. ribosomas presentan cuatro lugares o - El codón de iniciación es AUG y al sitios: mismo tiempo codifica para la a) Sitio de unión para el ARNm. METIONINA. b) Sitio A (aminoacil): Unión del aminoacil-ARNt. Codones sinónimos: Distintos codones c) Sitio P (peptidil): Se aloja el peptidil- que sintetizan un mismo aminoácidos. ARNt. También es el lugar donde se coloca el iniciador de la síntisis proteíca SOLAMENTE LA METIONINA Y EL formilmet-ARNt (procariotas) o met- TRIPTÓFANO TIENEN UN ÚNICO ARNt (eucariotas). CODÓN. d) Sitio E: Salida del ARNt una vez que ha descargado el aminoácido. TRADUCCIÓN DEL ARNm LA TRADUCCIÓN DEL ARNm se -Decodificación del ARNm para producir realiza en sentido 5'-3'. un polipéptido específico de acuerdo con las reglas especificadas por el código genético.  Fases de la traducción: 3. IF2 interacciona con el ARNt a) Activación del aa. iniciador. b) Iniciación. 4. EL ARNt iniciador se une al sitio P del c) Elongación. ribosoma (localizado en la subunidad d) Terminación. menor). 5. El anticodón del ARNt iniciador a) Activación del aa (aminoacilación): interactúa con el codón de iniciación - Consiste en unir el aa a su molécula de del ARNm y se liberan IF1 e IF3. ARNt específica. - Las enzimas que participan en este Complejo de iniciación 30S: IF2-GTP + proceso se denomina Aminoacil- ARNt iniciador + ARNm. ARNt sintetasas, que unen el aa al ARNt mediante un enlace éster. 6. La subunidad ribosómica mayor (50S) - La reacción es dependiente de ATP, se asocia al complejo de iniciación que se hidroliza en AMP y pirofosfato. 30s, lo que induce la hidrolisis del - El aa se une al extremo 3' del ARNt. GTP asociado a IF2. - El enlace éster es de alta energía y es 7. Se libera IF2 que ahora está unido a necesario para la formación del enlace GDP. peptídico que unirá al aa a la cadena 8. De esta manera, se forma un complejo peptídica en crecimiento. de iniciación 70S preparado para catalizar la formación de un enlace Nota: Existen 20 tipos de Aminoacil- peptídico en la fase de elongación. ARNt sintetasas, porque son específicas para cada aa. Complejo de iniciación 70S: ARNt iniciador + ARNm. b) Iniciación: EN PROCARIOTAS: EN EUCARIOTAS: - Se requieren factores de iniciación - Se requieren los factores de múltiples denominados eIFs. (más iniciación: IF1, IF2 e IF3. complejo) - El ARNt iniciador es: Formilmetionil - ARNt iniciador: Metionil-ARNt. ARNt. 1. El factor de iniciación eIF2 unido a 1. IF1 e IF3 se unen a la subunidad GTP interactúa con el ARNt iniciador. ribosómica menor (30S). 2. El ARNt iniciador unido al eIF2-GTP 2. Seguidamente, el IF2 unido a GTP, el se incorpora a la subunidad menor del ARNm y el ARNt iniciador se unen a la subunidad menor del ribosoma.  ribosoma 40S. (que esta unida a otros En esta fase, todos los nuevos aa que eIFs). se van incorporando se unen primero al 3. El complejo resultante se une al sitio A. extremo 5' del ARNm que es reconocido por eIF-4E. Unión del Aminoacil-ARNt al sitio A: 4. La subunidad ribosómica menor unida El nuevo aminoacil-ARNt es llevado al ARNt iniciador y a múltiples eIFs al ribosoma mediante un factor de recorre el ARNm hasta encontrar el elongación (EF): codón de iniciación. 5. Cuando es reconocido el codón AUG, - En procariotas: EF-Tu (unido a GTP). el factor eIF-5 provoca la hidrólisis del - En eucariotas: eEF1α. (unido a GTP). GTP unido a eIF-2. Una vez incorporado el Aminoacil- 6. Se liberan todos los eIFs (incluyendo ARNt al sitio A, se hidroliza el GTP al eIF-2 que ahora esta unido a GDP). unido al factor de elongación y este se 7. Cuando el anticodón del ARNt libera. iniciador aparea con el codón de inciación, la subunidad mayor del En la subunidad menor del ribosoma ribosoma (60S) se une para formar el se encuentra una región denominada: complejo de iniciación 80S. Durante Centro descodificador, que establece el esta unión también se requiere el factor apareamiento codón-anticodón correcto y eIF-5B. discrimina errores. 8. EL ARNt iniciador se une al sitio P del ribosoma Formación del enlace peptídico: ¡IMPORTANTE! - Se produce cuando un aminoacil- ARNt adecuado se ha incorporado al - En eucariotas, el codón de iniciación sitio A del ribosoma y se ha liberado el se localiza dentro de una secuencia factor de elongación. denomina KOZAC. - Esta reacción esta catalizada por la - Tanto en eucariotas como en subunidad mayor del ribosoma. procariotas, el codón de iniciación se - No requiere factores proteícos ni localiza en el sitio P del ribosoma. energía proveniente de nucleótidos trifosfatos. c) Elongación: Es un ciclo repetitivo de - La energía es suministrada por el tres pasos: enlace de alta energía entre el aa y el 1. La unión de un Aminoacil-ARNt ARNt. que llevará un nuevo aminoácido. - Enzima clave: Peptidiltransferasa. 2. Formación de enlaces peptídicos. 3. Traslocación. El primer enlace peptídico: - La fase de elongación culmina cuando un codón de terminación se - Ocurre entre el grupo amino del coloca sobre el sitio A del ribosoma. Aminoacil-ARNt unido al sitio A y el grupo carboxilo del metionil-ARNt d) Terminación: (formilmetionil-ARNt en el caso de - Los anticodones del ARNt no se procariotas) localizado en el sitio P. complementan con los codones de - La metionina se une al aminoacil- terminación del ARNm. ARNt en el sitio A originando un - Los codones de terminación son dipeptidil-ARNt. reconocidos por el ARNt gracias a - En el sitio P queda un ARNt libre. factores de liberación. Translocación: - Los factores de liberación son: - Se requiere un factor de elongación: a) En procariotas: EF-G (unido a a) En procariotas: GTP). - RF1 (reconoce a los codones b) En eucariotas: eEF-2 (unido a UAA o UAG). GTP). - RF2 (reconoce a los codones - Este proceso consiste en que el UAA o UGA). ribosoma se desplaza tres nucleótidos sobre el ARNm, de esta manera: b) En eucariotas: Solamente existe a) El sitio A queda con un nuevo un único factor de liberación codón. (eRF-1) que reconoce a todos los b) El peptidil-ARNt que estaba en el codones de terminación. sitio A, ahora pasa al sitio P. c) El ARNt libre que estaba en el - Los factores de liberación estan sitio P, ahora pasa al sitio E. asociados a GTP. - Los factores de liberación se unen al - La unión de un nuevo Aminoacil- sitio A del ribosoma y se hidroliza el ARNt sobre el sitio A induce la GTP. liberación del ARNt libre en el sitio - Se libera la cadena polipeptidica, el E. ARNt, se disocian las subunidades ribosómicas y la hebra de ARNm. Nota: - El proceso de elongación se repite de Notas: El polipeptido liberado no es manera ciclica o continua, para ello, funcional, deben plegarse en los factores de elongación (eEF1α. y conformaciones tridimensionales y en EF-Tu) deben unirse nuevamente a GTP. muchos casos suelen agregarse varias activa. Ejemplo: Insulina (requiere cadenas polipeptidicas. dos escisiones para pasar a su forma activa). PLEGAMIENTO DE PROTEÍNAS. Otras modificaciones: La conformación tridimensional correcta de una proteína la establece su Metilación; Sulfatación; Hidroxilación; secuencia de aa o su estructura primaria. Fosforilación; Acetilación; Prenilación; Unión a grupo prostéticos; Glicosilación Las proteínas que favorecen el (para formar glicoproteínas). plegamiento de las proteínas recien sintetizadas se denominan Inhibición de la traducción CHAPERONAS. Antibióticos para PROCARIOTAS Las chaperonas permiten que la Tetraciclina Inhibe la unión del aminoacil-ARNt al sitio cadena polipeptídica adquiera su A del ribosoma. conformación activa. Cloranfenicol Inhibe a la peptidil transferasa en la Otras enzimas que catalizan el subunidad mayor del plegamiento: ribosoma. Eritromicina Inhibe la translocación - Disulfuro isomerasa: Coloca puentes Estreptomicina -Distorsiona la entrada disulfuro entre residuos de cisteína. del ARNt iniciador. Se fija a la (afecta la iniciación) - Peptidil prolil isomerasa: Coloca subunidad menor -Produce errores en la enlaces peptídicos entre un aa y una del ribosoma. lectura del ARNm Prolina, por medio de una reacción de durante la elongación. Isomerización. Fármacos para EUCARIOTAS Pactamicina Inhibe al aminoacil- MODIFICACIONES POST- ARNt iniciador. TRADUCCIONALES Ciclo-hexamida Inhibe a la peptidiltransferasa Esparsomisina Inhibe la translocación. Proteólisis: Toxina diftéricaInhibe al factor eEF-2, - Suele eliminarse la metionina inicial por tanto bloquea la del extremo amino terminal. Es por elongación. ello que, pocos polipeptidos maduros Fármacos usados en EUCARIOTAS Y tienen metionina en su extremo amino PROCARIOTAS terminal. Puromicina Se enlaza al sitio A del ribosoma y se desprende - Ciertas hormonas son sistetizadas una cadena como precursores inactivos y se deben polipeptídica realizar escisiones a la cadena incompleta. CUADRO: Fármacos que inhiben la traducción polipeptidica para obtener la forma del ARNm.  ASPECTOS DE LA PROCARIOTAS EUCARIOTAS TRADUCCIÓN Aminoacil-ARNt Formilmetionil-ARNt Metionil-ARNt iniciador Factores de iniciación IF1, IF2 e IF3 Múltiples eIFs Factor de iniciación unido a GTP que interactúa con el IF2 eIF-2 Aminoacil-ARNt iniciador. Factor de elongación para unir el Aminoacil- EF-Tu eEF1α ARNt al sitio A Factor de elongación para la formación del NO SE REQUIEREN. SOLAMENTE SE NECESITA enlace peptídico LA ENZIMA PEPTIDILTRANSFERASA Factor de elongación EF-G eEF-2 para la Translocación Factores de liberación RF1 y RF2 eRF-1 Modificaciones post- - Eliminación de la metionina inicial (generalmente). traduccionales - Escisión (proteólisis) parcial de las cadenas polipeptídicas. - Otras modificaciones de las cadenas laterales de aa. Fármacos para la Tetraciclina, cloranfenicol, Pactamicina, ciclo- inhibición eritromicina, hexamida, esparsomisina, estreptomicina, toxina diftérica, puromicina. puromicina. CUADRO: Resumen de la traducción. ESQUEMA: Lectura del ARNm y crecimiento de la cadena polipeptídica.  PREGUNTAS DE SELECCIÓN (3) 1. En la replicación del ADN: a) Las enzimas Helicasas desenrollan el ADN, originando una horquilla de replicación. b) Las ADN polimerasas utilizan como sustratos desoxirribonicleótidos trifosfatados. c) La ADN girasa evita el superenrollamiento por detrás de la horquilla de replicación. d) La ARN ligasa une covalentemente los fragmentos de Okasaki entre sí. e) El fármaco Rifampicina inhibe a la ADN girasa. 2. ¿Cuál de las siguientes alternativas es correcta? a) La ADN polimerasa no presenta actividad correctora de errores. b) La ARN polimerasa presenta actividad correctora de errores. c) En la replicación del ADN, la hebra retrasada se sintetiza por Fragmentos de Okasaki. d) La ADN polimerasa necesita solamente un ARN cebador para sintetizar la hebra continua. e) El mecanismo de duplicación del ADN es semiconservativo. f) Existe más de una opción correcta. 3. Con relación a la transcripción del ADN, señale la opción INCORRECTA: a) En procariotas, el Factor sigma (σ) es una subunidad disociable de la ARN polimerasa y es necesario para ubicar a la enzima en los centros promotores adecuados. b) En eucariotas, el procesamiento del ARNr 45S origina: ARNr 28S, 18S y 5,8S c) En procariotas, a 10 nucleótidos corriente arriba del punto de iniciación se localiza la caja TATA. d) La burbuja de transcripción se moviliza a medida que la ARN polimerasa avanza. e) El fármaco Antinomicina es utilizado solamente en procariotas para inhibir la fase de elongación. 4. Con respecto al proceso de traducción del ARNm: 1. Está estrictamente determinado por un código genético. 2. La activación del aa consiste en unirlo al extremo 3' de su molécula de ARNt específica mediante un enlace de alta energía. 3. El codón de iniciación se ubica en el sitio A del ribosoma. 4. El único paso de la traducción que no necesita de factores proteicos es en La formación del enlace peptídico. 5. Los ARNt presentan anticodones que reconocen a los codones de terminación. 6. El fármaco Eritromicina inhibe la traslocación en procariotas. Son correctas: a) 1,2,3,5. b)1,2,4,5 c)1,2,4,6. d) Ninguna de las anteriores. 5. En el código genético: a) Ningún codón codifica más de un aminoácido, pero existen varios codones que sintetizan un mismo aminoácido. b) Los codones se leen en sentido 3'-5'. c) Existen codones sinónimos para la metionina y el triptófano. d) Existen “comas” que separan los codones durante la traducción. 6. Señale la alternativa correcta: a) La replicación del ADN es un proceso bidireccional. b) La transcripción del ADN es un proceso unidireccional. c) La traducción del ARNm es un proceso unidireccional. d) Todas las anteriores. 7. Comparación: SISTEMA DE A continuación se muestra un cuadro. La ENDOMEMBRANAS columna A presenta una serie de afirmaciones y usted indicará en la Conjunto de organoides membranosos columna B si dicho aspecto es compatible funcionalmente interconectados: en procariotas (P), eucariotas (E), ambas 5. Envoltura nuclear. (A) o ninguna (N). 6. Retículo endoplasmático. A B 7. Complejo de Golgi. El ARNt iniciador presenta una 8. Lisosomas. metionina previamente formilada. El ARNm se traduce en sentido 9. Endosomas. 3'-5'. El ARNm no sufre modificaciones Cada componente presenta una cara post-transcripcionales. citosólica o externa (mira a la membrana El ARNt y el ARNr son sintetizados en forma de precursores. plasmática) y una cara luminal o interna El ARNm recien sintetizado se (mira al interior del organoide). somete a un proceso de Splicing. La fase de terminación en la Las membranas son bicapas lipídicas transcripción puede ser dependiente o con glicolípidos, glicoproteínas no del factor rho. Existencia de regiones promotoras intrínsecas y periféricas e hidratos de después del punto de inicio de la carbonos (ubicados siempre en la cara transcripción. luminal). El ARNm lleva información para la síntesis de más de una cadena polipeptídica. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO El codón de iniciación se localiza en (RE) la secuencia KOZAC. La unión de los aa al ARNt específico Red tridimensional continua de sacos requiere la hidrólisis de ATP. La terminación de la traducción es aplanados, túbulos y vesículas que se llevada a cabo por factores de destribuye por todo el citoplasma liberación. eucariotico. Generalmente en las modificaciones postraduccionales la metionina localizada en el extremo amino Los sacos reciben el nombre de terminal sufre un proceso de CISTERNAS y limitan una cavidad remoción. denominada LUZ O LUMEN. El cloranfenicol inhibe la traducción en la fase de elongación. La Esparsomisina inhibe la No es posible su observación en el traslocación. Microscopio óptico, al menos que sea La Puromicina provoca el teñido con un colorante o fluoróforo. desprendimiento incompleto del polipéptido. Es un organoide indiviso, pues esta constituido por una membrana continua que limita una sola cavidad. Tipos de RE: Microsomas: Vesículas constituídas por fragmentos pequeños de RE. Se forman a) Retículo endoplasmático rugoso por homogeneización. No existen en las (RER): células. 10. Es una prolongación de la membrana nuclear. RE Funciones. 11. Presenta ribosoma adheridos en su -Síntesis de proteínas. cara externa gracias a la proteína -Inicios de Glicosilación, Riboforina. Rugoso plegamiento y ensamblaje de las 12. Los ribosomas forman complejos proteínas. denominados Polisoma o -Control de calidad (liberación de polirribosomas. polipeptidos mal plegados al citosol 13. Se encarga de la síntesis de proteínas. para ser degradados por 14. Las cisternas son aplanadas. Proteasomas). 15. Esta muy desarrollado cuando la célula ejecuta una elevada síntesis de -Metabolismo de lípidos. proteínas. (biosíntesis de esteroides). b) Retículo endoplasmático de transición (RT): -Síntesis de lipoproteínas. 16. Interviene en la formación de las -Destoxificación de fármacos vesículas de transición, que exportan mediante hidroxilación lípidos y proteínas hacia el aparato de (dependiente del citocromo P-450) Golgi. Liso -Metabolismo de carbohidratos. 17. También se encarga del (síntesis de glucosaminoglicanos y procesamiento de proteínas. proteoglucanos). c) Retículo endoplasmático liso (REL): 18. No contiene ribosomas. -Desfosforilación de la glucosa 6- fosfato por presencia de la enzima 19. Las cisternas forman tubulos. Glucosa-6-fosfatasa en los 20. Se encarga del metabolismo de hepatocitos (glucogenolisis). lípidos. 21. En células con producción activa de -Almacenamiento de calcio. hormonas esteroideas, esta muy CUADRO: Función de los tipos de RE. desarrollado y en las fibras musculares estriadas. Destino de las proteínas Notas: Las proteínas destinadas a ser secretadas o a incorporarse en el RE, Polisomas o polirribosomas: Ribosomas complejo de Golgi, lisosomas o asociados a una molécula de ARNm para plasmalema se sintetizan en los síntetizar la misma proteína. RIBOSOMAS DEL RER.  Las proteínas destinadas a permanecer en el citosol o que se van a incorporar en REL el núcleo, mitocondrias o peroxisomas, se RER sintetizan en los RIBOSOMAS Ribosomas LIBRES. Nota: Existen excepciones en las que polipeptidos son sintetizados por ribosomas libres y se incorporan al RE por participación de proteínas transportadoras de la familia ABC. Tenga presente que: 22. Las proteínas destinadas a ser secretadas o residir en la luz del RE, complejo de Golgi o lisosomas son translocadas a través de la membrana y liberadas en la luz del RE; mientras que, las proteínas destinadas a la regeneración del ESQUEMA: Diferenciación de los tipos plasmalema o la membrana de RE, de RE. complejo de golgi y lisosomas se insertan inicialmente en la membrana del RE en lugar de ser liberadas a la luz. Proteínas que participan únicamente 23. Las proteínas destinadas a la luz del RE en el transporte bidireccional entre el presentan un solo peptido señal en su RER y el complejo de Golgi. extremo amino terminal. 24. Las proteínas destinadas a la membrana COP-I -Encargadas de un transporte retrogrado. del RE presentan un peptido señal en su -Forman las vesiculas extremo amino terminal y una o más transportadoras que van de la señales adicionales. red trans Golgi al RER. 25. Se deben colocar marcadores o señales -Este proceso ocurre cuando específicas a las vesiculas de transporte el RER