Replicación de ADN (Sesión 59) PDF

REPLICACIÓN DE ADN (Sesión 59) Replicación del ADN: Es un proceso regulado por muchas proteínas llevado a cabo por una “Maquinaria de replicación” que son muchas proteínas (Otra vez). Ocurre en la Fase S del ciclo celular. Tiene 3 características esenciales: es semiconservativa, es bidirecc...

REPLICACIÓN DE ADN (Sesión 59) Replicación del ADN: Es un proceso regulado por muchas proteínas llevado a cabo por una “Maquinaria de replicación” que son muchas proteínas (Otra vez). Ocurre en la Fase S del ciclo celular. Tiene 3 características esenciales: es semiconservativa, es bidireccional, y es semidiscontinua. Cada una de esas cosas se explican luego. Esta clase tratará primero de presentar los conceptos necesarios y luego iremos al mambo de la historia de explicar cómo es que funciona la replicación, aunque el video que puso la profe Jenny al final de la clase está súper bueno. La replicación utiliza un Templado, que son las hebras originales que se utilizarán como base para la replicación. Modelo Semiconservativo: Se propusieron 3 modelos de cómo la replicación funcionaba. El primero es el conservativo, donde las dos hebras replicadas se quedaban juntas y las originales igual. El dispersivo es que se mezclaban partes de la hebra original y la replicada. El semiconservativo, que es el the Real, es que una hebra replicada se junta con la hebra original, y así se quedan las dos líneas de ADN con doble hebra, una hebra siendo la original, y otra la replicada (Es cosa de ver la foto e identificar la semiconservativa). Bidireccionalidad de la Replicación: Esto se refiere a que la replicación va para los dos lados. En la replicación, se crean esos circulitos que se ven en el dibujo que se llaman “Burbujas de Replicación”, que es de donde parte la replicación, obvio. El hecho de que sea bidireccional quiere decir que la cosa va avanzando para los dos lados, adelante y atrás, no solo para un lado, y así es más rápido. Una vez uno sabe a qué se refiere, es evidente en el mismo nombre de la bidireccionalidad. La zona donde se abre crea una “horquilla” (Que vendría siendo el coso en forma de “” en la replicación). Origen de la Replicación: En el caso de las bacterias (Procariontes), hay solo un origen de replicación. En el caso de los organismos eucariontes, hay muchos orígenes de replicación, o sea que hay varias burbujitas de replicación. Maquinaria de replicación: Hay un arsenal de proteínas que participan en la replicación, que las enumeraré aquí: -DNA Polimerasa: Es la que sintetiza el ADN, pero no puede actuar por su propia cuenta, ya que necesita una base llamada “Primer” (Que son fragmentos de ARN nucleótidos que irá recreando para replicar). Esta enzima sintetiza de 5’ a 3’. También, reemplaza los mismos Primers, pero esto se verá pronto… -Helicasa: Es la proteína encargada de romper los puentes de hidrógeno entre las hebras de ADN. La flecha que se ve en la foto es la helicasa (Obvio, el mismo nombre lo dice) (La foto tiene más cosas, pero no me importan, aquí estoy explicando la helicasa). -Proteínas de unión a Hebra Simple (SSB): Mantienen la doble hebra separada anclándose a la hebra simple para que no se una con la otra y así permitir la replicación. Los cosos cafés de la foto son esas proteínas. La SSB no sé qué significa, pero me recuerda a Super Smash Bros. -Topoisomerasas: Son las que evitan que la hebra sola se sobre enrede, evitan el sobre enrollamiento. A saber por qué tienen ese nombre, pero como es un topo y enrolla, me recuerda al Carlos el Topo que gira (Porque si gira hace que enrolle, aunque las proteínas hacen lo contrario). -Primasa: Sintetiza los Primers. Qué simplecito. -DNA-Ligasa: Liga los fragmentos de Okazaki, que son pequeñitos fragmentos de la cadena replicada que se dan por cierta razón específica que explicaré luego… Ya no queda mucho más que explicar más que hacer el texto de cómo funciona la replicación en sí. Pero no me cabía en esta hoja, y quiero que se vea lindo, así que voy a rellenar con este pavo y el texto parte en la otra hoja. Para partir la replicación, se separan las dos hebras con la enzima Helicasa (Y ahí se forman las horquillas y la burbujita), cada hebra que queda es un Templado. Ahora llega la Primasa, creando el Primer que va a leer la DNA-Polimerasa para empezar a replicarlo, NO OLVIDAR que lo crea de 5' a 3', y la que es creada así, se llama Hebra “Líder”, y se crea de forma continua. La otra, corre de 3' a 5', así que la DNA-Polimerasa no puede crearla, y se le da el nombre de Hebra “Retardada”. Como la DNA-Polimerasa no puede crear de 3' a 5', la Primasa va poniendo varios Primers para que la Polimerasa los cree de varios fragmentitos, que son los que se llaman "Fragmentos de Okazaki", que mencioné anteriormente, y como se va haciendo de a poquito y no de golpe, es discontinua. Como esta parte es discontinua, y la otra es continua, hace que la replicación sea Semidiscontinua. Cuando están todas las hebras listas, la enzima "Exonucleasa" aparece para quitar todos los Primers, y lleva otra DNA-Polimerasa para reemplazarlos con ADN real y no un primer ARN. Finalmente, aparece la DNA-Ligasa para sellar las dobles hebras, y tener los nuevos ADN. Fin  TRANSCRIPCIÓN Y MODIFICACIONES POST-TRANSCRIPCIONALES (Sesión 62-63) Transcripción: Es un proceso donde se sintetiza un ARN a partir de una hebra de ADN. No es espontáneo, por lo que requiere enzimas especiales, factores de transcripción (Que monitorean que salga bien), agua, Mg+2, y obvio, la hebra de ADN que sirve como templado. Además, se realiza con la ayuda de Promotores... -Promotores: Son secuencias de nucleótidos que ayudan a indicar el punto de inicio de la transcripción, también determinan la dirección de esta, y facilitan la unión de la ARN-Polimerasa (En la clase se explican después, pero prefiero explicarlos desde ya para que quede más claro). Además, la transcripción tiene estas características: - Ocurre en el núcleo, en la cromatina descondensada. - Es unidireccional, desde el promotor hacia adelante. - No requiere Primers para iniciar la síntesis. - Inicia en promotores específicos en el ADN. - Durante el proceso, se forma un híbrido DNA-RNA en la hebra transcrita. Aquí me queda otro espacio vacío así que toca rellenar nuevamente, y quiero poner una foto de Buzz Lightyear porque me da la gana. Este proceso, puede generar los 3 tipos de ARN que ya vimos en la primera clase, los cuales, copiaré y pegaré descaradamente: 1.-Mensajero (ARNm): Lleva información genética desde el ADN del núcleo hasta los ribosomas del citoplasma para guiar la síntesis de proteínas. 2.-Transferencia (ARNt): Sirve de adaptador en la síntesis de proteínas, transportando aminoácidos al ribosoma para armar la cadena de aminoácidos correcta. 3.-Ribosomal (ARNr): Está en los ribosomas (¿¡¿En serio?!?) donde realiza la síntesis de proteínas, catalizando la unión entre aminoácidos para formar proteínas. Este proceso tiene tres etapas: 1.-Iniciación: La ARN-Polimerasa se une al promotor, va desenrollando la doble hélice del ARN, y empieza a sintetizar una hebra de ARN complementaria al ADN templado. 2.-Elongación: La ARN-Polimerasa se desplaza (Rima) a lo largo de la cadena molde, leyendo los nucleótidos y ensamblando la cadena de ARN que complementa las bases nitrogenadas. Aquí es donde se forma el híbrido entre ADN y ARN. 3.-Terminación: Termina. La ARN-Polimerasa reconoce una señal de terminación, se desprende del ADN y libera el ARN que creó. Lo último que queda vendría siendo las diferencias entre Procariontes y Eucariontes, que es que en los procariontes ocurre en el citoplasma, la ARN-Polimerasa se une al promotor del ADN, y puede transcribir varios genes, mientras en eucariontes es en el núcleo, necesita de factores de transcripción, y solo se puede transcribir un gen. La caja TATA y esos son promotores que codifican proteínas específicas. 1.- ¿Por qué no es posible realizar directamente la traducción de proteínas desde una molécula de ADN en eucariontes? Porque el proceso de transcripción convierte primero la información genética del ADN en ARN (ARNm), y luego la traducción ocurre en los ribosomas a partir del ARNm. 2.- ¿Cuál es el aporte del conocimiento sobre la transcripción sobre el diagnóstico de enfermedades? El conocimiento sobre la transcripción es fundamental para el diagnóstico de enfermedades, ya que permite identificar alteraciones en la expresión génica que pueden estar relacionadas con enfermedades genéticas o cáncer. 3.-Establezca un cuadro comparativo entre la transcripción de Eucariontes y Procariontes: (Love u Jimmy) 4.- ¿Podrían los factores de transcripción ser regulados (positiva- o negativamente) por señales extracelulares? De ser así, indique ejemplos. Sí, los factores de transcripción pueden ser regulados por señales extracelulares. Por ejemplo, en respuesta a una señal hormonal como la insulina, los factores de transcripción pueden activar la expresión de genes relacionados con la absorción de glucosa en las células. En contraste, en respuesta a señales de estrés, como la radiación, los factores de transcripción pueden inhibir la expresión de genes relacionados con la reparación del ADN. 5. ¿Cómo es posible, desde el punto de vista químico, que un factor de transcripción de naturaleza proteica interactúe con una secuencia nucleotídica de ADN? Ocurre a través de interacciones no covalentes, como puentes de hidrógeno y fuerzas de Van der Waals. Los aminoácidos en la proteína del factor de transcripción interactúan con las bases nitrogenadas en la secuencia de ADN mediante atracciones eléctricas y complementariedad estructural. Esta interacción permite que el factor de transcripción se una específicamente a su sitio de unión en el ADN y regule la transcripción de genes específicos.  MODIFICACIONES POST-TRANSCRIPCIONALES Maduración: Continuando con el contenido visto anteriormente, ocurrió que el ARN que se dio como resultado en la transcripción (Llamado ARN Transcrito Primario) no está maduro del todo y no puede ser mensajero aún, por lo que es un “ARNm Precursor”. Está formado de Exones (Regiones que codifican para proteína) e Intrones (Regiones que no codifican). Los intrones se deben eliminar para que el ARN pueda madurar al 100%. Para esto, se realizan 3 pasos generales: 1.-Adición del Cap 5': Al Pre-ARN se le agrega una estructura de 7- metil-guanosina en la cara 5' llamada Caperuza o simplemente Cap. Esto es para proteger al ARN de la degradación al momento de realizar el splicing. 2.-Adición de Cola Poli-A 3' (Poliadenilación): En el extremo 3', se le agrega una cola de varias Adeninas, por eso Poli-A y es al final, por eso cola. También sirve para proteger al ARN contra la degradación. 3.-Splicing: En esta etapa, los intrones (Que son los no codificantes) se eliminan del Pre-ARN, y los exones (Que sí codifican) se unen entre sí para formar un ARN Maduro. Aquí me sobra espacio porque quiero que quede bonito el Splicing así que sigan bajando. El Splicing es un poco más complicado, y tiene 4 pasos: 1.-Reconocimiento de Sitios de Empalme: Al principio y al final de cada Intrón, hay nucleótidos que son Sitios de Empalme, que son reconocidos por proteínas llamadas Spliceosomas. 2.-Formación del Lazo (Loop): El spliceosoma corta el ARN en los sitios de empalme, sacando el Intrón. Luego el mismo intrón se une en forma de lazo para así salirse. 3.-Eliminación del Intrón: Cuando se forma el lazo, se va. 4.-Unión de Exones: Finalmente, los exones se unen entre sí y forman el ARN maduro. Eso es prácticamente todo, sin entrar en detalles ridículos como saberse el nombre de literalmente cada secuencia de genes que deben ser identificados para hacer el Splicing. Fin