ADN, ARN y Proteínas -...
Transcript of ADN, ARN y Proteínas -...
ADN, ARN y Proteínas Prof. Juan L. Deliz
Capitulo 13
ESTRUCTURA DEL ADN Sección 1
Genes y ADN
• Toda la información genética de un organismo esta en sus genes.
• Los genes son pequeñas partes de una molécula llamada: acido desoxirribonucleico (ADN)
– Cromosoma = ADN
Historia del descubrimiento del material genetico
• Fredrick Griffith (1928) desarrolló un experimento relacionado a la bacteria estreptococo pneumoniae
• Hay dos cepas: la lisa(L) causa la enfermedad y la rugosa(R) que no la causa
• Su experimento motivo a buscar la sustancia que transformaba todo
Oswald Avery (1948)
Aisló unas macromoléculas (ADN, proteínas y lípidos) de las bacterias L muertas y las expuso a las bacterias R
Estas se transforman en bacterias L
Responsabilizó al ADN de este cambio
Alfred Hershey y Martha Chase
• Hicieron un experimento usando bacteriófagos (virus que “comen” bacterias)
• Los virus están hechos de proteínas y ADN • Utilizaron la rotulación radiactiva para
distinguir las proteínas del ADN • Había dos grupos de bacteriófagos:
– los rotulados con fósforo (32P) ADN radioactivo
– Los rotulados con azufre (35S) proteína radiactiva
• Se expuso a un grupo de bacterias al virus con fosforo y otro grupo al virus con azufre
• Los virus atacaron a las bacterias y solo el primer grupo exhibió la radiación con fósforo indicando que tenia el ADN del virus
Estructura del ADN
• El ADN es un acido nucleico junto al ARN
• Se compone de nucleótidos
• Los nucleótidos del ADN están formados por
– Azúcar de 5 carbonos
– Grupo fosfato
– Una de cuatro bases nitrogenadas (timina, guanina, citosina y adenina)
Purinas y Pirimidinas
• Las purinas son bases nitrogenadas que tienen una estructura química de doble anillo.
– Ejemplos: adenina y guanina
• Las pirimidinas son bases nitrogenadas que tienen una estructura química de anillo simple. – Ejemplos: Timina, Citosina y Uracilo
Purinas
Pirimidinas
Diferencias del ADN y ARN
Nucleótidos
Erwin Chargaff
Descubre en muestras de ADN de distintas especies que la cantidad de citosina y guanina eran casi iguales
Lo mismo sucede con la adenina y timina
Conclusión:
Adenina y timina se enlazan, al igual que citosina y guanina
Rosalind Franklin
• Trabaja en una tecnica de Mauricio Wilkins, fisico, difraccion de rayos X.
• Toma la famosa foto 51 donde aparece el ADN con forma de doble helice o escalera enroscada
Francis Crick y James Watson
• Partiendo de la foto 51 diseñan un modelo para el ADN
• Las hebras externas consisten en la desoxirribosa y el grupo fosfato
• Citosina y Guanina aparecen unidas por 3 puentes de Hidrogeno
• Adenina y Timinas aparecen unidas por 2 puentes de Hidrogeno
REPLICACIÓN DEL ADN Sección 2
¿Cómo se replica el ADN?
• Replicación semiconservadora
– Las hebras originales se separan y sirven de molde para el nuevo ADN
– Se aprecian tres procesos:
• Desenrollado
• Apareamiento de bases
• Ensamblaje
Desenrollado
• Una enzima llamada helicasa ayuda a romper los enlaces de Hidrogeno (se forma una burbuja con los nucleótidos abiertos)
• Las “proteínas de unión a ADN monocatenario” las mantiene separadas
• La enzima ARN primasa añade un corto segmento de ARN (ARN cebador) a cada hebra del ADN
Apareamiento de bases
• La enzima ADN polimeramasa añade nuevos nucleótidos a la hebra abierta (hebra guía) de forma continua.
• En la otra hebra (hebra retrasada) el ADN polimerasa trabaja al reves.
• La hebra retrasada debe abrirse mas para que, por “cantitos”, o fragmentos, el ARN primasa coloque el primer segmento y el ADN polimerasa entonces coloque los nucleotidos
• Cada fragmento se conoce como “fragmentos de Okazaki”
• Cada fragmento queda incompletamente unido al otro ( discontinuo) así que una mano amiga llamada ADN ligasa completa la unión
ARN Y LA EXPRESIÓN DEL GEN Sección 3
Tipos de RNA
• ARN mensajero (ARNm)
– Largas hebras de ARN que complementan el ADN
– Copia el ADN antes de la replicación, durante el desdoblamiento
• ARN ribosomal
– Se asocia con las proteínas para formar ribosomas en el citoplasma
• ARN de transferencia (ARNt )
– Segmento pequeño de ARN que carga con un aminoácido particular
Transcripcion
• Proceso a través del cual se produce (sintetiza) el ARN mensajero a partir del código ofrecido por el ADN
• Al desenrollarse el ADN, ARN polimerasa inicia el proceso de formación del ARNm moviéndose a través de DNA desenrollado
– A esta hebra se le llama hebra plantilla
– A la otra hebra se le llama hebra no plantilla (retrasada)
Procesamiento de RNA
• Se encontró que el código de ARNm es mas corto que el ADN que codifica
• La secuencia del mensajero se interrumpe y se corta
– Estos trozos cortados se llaman intrones
• Lo que queda se ensambla y se forma el ARN maduro
– Los trozos ensamblados se llaman exones
• Antes de que salga del núcleo por sus poros y se corten los intrones, se le añade dos segmentos en ambos extremos
– Una capucha protectora en el extremo 5’ que reconozca al ribosoma
– Una cola de nucleótidos de adenina en el extremo 3’ llamado cola de poli-A
El código genético
• Se conoce 20 aminoácidos usados en la elaboración de proteínas
• Así que el ADN debe proveer para la codificación de estos 20 aminoácidos
• La combinación de tres bases provee la cantidad suficiente para la formación de los distintos aminoácidos requeridos
• A esta combinación de tres bases se les llama codón
El codon AUG sirve de iniciación para el proceso de traducción y codifica la Metionina
El papel de los ribosomas
• Un ribosoma consta de dos subunidades
• Estas se asocian para el inicio de la traducción
• Dentro del ribosoma hay tres sitios: E, P, A
Traduccion
• Proceso a través del cual se lee en el ribosoma el código del ARNm y se forma una proteína o polipéptido
• Las moléculas ARNt sirven de interprete para el codón que codifica el mensajero y trae el aminoácido correspondiente al codón
• En el medio del ARN de transferencia a una secuencia de tres bases que complementan el codón del mensajero
– A esta secuencia de tres bases se le llama anticodón
Resumen de la Traduccion
• El proceso de traducción comienza desde el codon de inicio AUG que sintetiza la metionina
• El ARN de transferencia que carga la metionina se ubica en el sitio P del ribosoma
• Un segundo ARNt se incorpora en el sitio A con el anticodón y aminoácido correspondiente
• Se ensamblan los aminoácidos
• El ARN de transferencia ubicado en el sitio P se mueve al sitio E y se expulsa, el del A se mueve al sitio P
• Se continuara con ese ritmo hasta que se llega al codón de terminación (UAA, UGA, UAG)
– Los factores de liberación causa que el RNA mensajero se vaya del ultimo ARNt y se desmonten las subunidades del ribosomas
Conclusion
• Un gen es un segmento o parte del DNA que codifica para un polipéptido (proteína) o enzima