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Bolilla 11: Ácidos nucleicos

Bolilla 11: Ácidos nucleicos. DNA: Características estructurales. REPLICACIÓN del DNA Concepto de mutaciones y mutágenos Flujo de la información genética: Tipos de RNA: mensajeros, ribosomales y de transferencia

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Bolilla 11: Ácidos nucleicos

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Presentation Transcript

  1. Bolilla 11: Ácidos nucleicos • DNA: Características estructurales. • REPLICACIÓN del DNA • Concepto de mutaciones y mutágenos • Flujo de la información genética: Tipos de RNA: mensajeros, ribosomales y de transferencia • TRANSCRIPCIÓN: Etapas. Importancia de los procesos de maduración, intrones y exones. • TRADUCCION: Características generales de la Síntesis de proteínas • Nociones sobre alimentos transgénicos

  2. Replicación ADN Transcripción DOGMA CENTRAL DE LA GENETICA ARN Traducción Péptido o proteína

  3. Fragmento de ADN en doble hélice Cromatina enrrollada sobre histonas Cromatina empaquetada en nucleosomas Fragmento de cromosoma extendido Fragmento de cromosoma condensado Cromosoma Gen Cada molécula de ADN se encuentra empaquetada en los cromosomas en una longitud 10.000 veces menor. Disposición del ADN en los cromosomas

  4. EXPRESION DE UN GEN SINTESIS DE PROTEINAS GEN SINTESIS DE ARN RIBOSOMAL SINTESIS DE ARN TRANSFERENCIAL REGULACION DE LA TRANSCRIPCION

  5. 5’ 3’ 3’ 5’ ÁCIDOS NUCLEICOS: ESTRUCTURA MOLECULAR DEL ADN 1953. Watson, Crick y Wilkins • - a-hélice con giro a la derecha. • Cadenas complementarias y antiparalelas. • Desoxinucleótidos de A, T, G, y C. • G-C 50% más fuerte que A-T. El Código genético esta dado por la secuencia de las bases

  6. Esqueleto Azúcar-Fosfato Esqueleto Azúcar-Fosfato Pares de Bases F F F F F F F F F F Az Az Az Az Az OH 3’ 5’ Az Az Az Az Az G G G C C C A A T T Uniones Puente Hidrógeno 5’ 3’ HO Nucleótido UNIONES ENTRE DESOXINUCLEOTIDOS EN EL ADN

  7. REPLICACIÓN

  8. ADN de doble cadena original Producto intermediario en la replicación semiconservativa Dos moléculas de ADN de doble cadena hijas Proceso de Replicación del ADN

  9. = CARACTERISTICAS GENERALES DE LA REPLICACION • Semiconservadora. Necesita de una cadena molde de ADN • Dirección 5’→ 3’ • Las nuevas hebras son antiparalelas: rezagada y continua. • Las enzimas que intervienen en la unión de los nucleótidos se denominan ADN polimerasas (I,II,III) • Necesita de un cebador, secuencia de ARN • Se producen uniones A=T y G C • Se lleva a cabo en el núcleo y mitocondrias de células animales y en cloroplastos de células vegetales.

  10. ENZIMAS Y FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA REPLICACION • POLIMERASAS: Unión de nucleótidos • - HELICASAS. Separan las cadenas requiriendo ATP. • - TOPOISOMERASAS. Eliminan tensiones en la estructura helicoidal del ADN. 4)- PROTEÍNAS DE UNIÓN AL ADN. Estabilizan las cadenas separadas 5)- PRIMASAS Síntesis de Cebadores (fragmentos cortos de ARN) 6)- ADN POLIMERASA I: Elimina los cebadores y los reemplazados por ADN (dNTP). 7)ADN LIGASAS Unión de segmentos de DNA

  11. ADN Polimerasa Cadena adelantada Topoisomerasa Helicasa Cebador Fragmentos de Okazaki proteínas de unión al ADN ADN Polimerasa Sistema ADN replicasa o Replisoma • Cada una de las hebras del ADN bicatenario sirve de molde para la síntesis de una cadena nueva • Por lo tanto, las moléculas nuevas de ADN estarán constituidas por una cadena nueva y una vieja • De allí que este proceso se defina como REPLICACIÓN SEMICONSERVADORA Complejo de reconocimiento del origen (ORC)

  12. Reparación del ADN • El mantenimiento de la información contenida en el ADN es vital y requiere que cada célula mantenga un complicado sistema de reparación. • El ADN puede ser dañado por diversos agentes ambientales o por procesos espontáneos. • Una lesión no reparada del ADN, puede transmitirse a generaciones futuras y se denomina, en general, mutación. • La presencia de defectos en genes que codifican las enzimas de reparación del ADN tienen graves efectos.

  13. Estructura del RNA

  14. RNA ribosomal RNA RNA transferencial RNA mensajero Tipos de RNA y características específicas

  15. CARACTERISTICAS DE LA TRANSCRIPCION • Requiere de ADN y copia una porción de una de las hebras (gen) • Utiliza los ribonucleótidos de A, U, G y C • La dirección de la copia es 5´ 3´, hebra molde dirección 3´ 5´ • La enzima que cataliza la unión de los ribonucleótidos se denomina ARN polimerasa • No requiere cebador • La polimerasa se une a secuencias denominadas PROMOTORES (en el DNA) • Se transcriben porciones codificantes (exones) y porciones no codificantes (intrones)

  16. PROCESO DE TRANSCRIPCION • El ADN se desenrolla y forma una “burbuja de transcripción” • Consta de 3 FASES: • INICIACION • ELONGACION • TERMINACION Desenrollamiento del DNA y unión de la POLIMERASA al PROMOTOR Acción de la POLIMERASA (TRANSCRIPCION) Disociación de la POLIMERASA y liberación del ARN transcripto

  17. AUG AUG Exon 1 Exon 2 Exon 3 Intron 1 Intron 2 Modificaciones post-transcripcionales ARN transcripto primario: UAA Corte y empalme Poliadenilación 5´ CAP ARNm maduro polyA 7-metil Guanosina trifosfato AAAAAAAAA AUG Traducción proteína 1º) Formación casquete CAP y cola Poli A 2º) Eliminación de Intrones 3º) Traslado del RNA m maduro desde el núcleo al citosol 4º) Proceso de Traducción (síntesis de una proteína) 5º) Modificaciones post-traduccionales

  18. Splicing espliciosoma

  19. Maduración del ARNm

  20. CODÓN

  21. codón AUGCAGUGGAAACUAUAG ARNm Met- Gln–Trp—Lys-Leu-stop Código genético • Universal: es idéntico para las • distintas especies anim. y veget. • Degenerado: más de un codón • codifican para el mismo aa.

  22. BIOSINTESIS DE PROTEINAS TRADUCCION O TRANSDUCCION • Ocurre en citoplasma • Intervienen 3 ARN diferentes: mRNA, rRNA, tRNA • El mRNA es leído en dirección 5´ 3´ • La cadena polipéptidica se sintetiza desde el N-terminal al C-terminal. • Consta de 4 etapas: 1. Activación de los aminoácidos 2. Iniciación 3. Elongación 4. Terminación y liberación de la cadena polipeptídica

  23. R R Enz-+NH2-C-COO-AMP +NH3-C-COO- + ATP R +NH3-C-COO-ARNt + AMP + Enz Aminoácido Enz- -AMP fMet UAC UAC Anticodón Anticodón fMet UAC Activación de aminoácidos en procariotas Aminoacil-tARN sintetasa Mg++ PPi Complejo Aminoaciladenilato-Enzima R Enz-+NH2-C-COO-AMP + ARNt

  24. ESTRUCTURA DE RNA TRANSFERENCIAL (RNAt) y unión del AMINOACIDO

  25. NH2- UAC 3’ NH2- AA2 AA2 AA2 fMet fMet fMet GTP 3’ 5’ AUG UAC UAC UAC Anticodón Anticodón Anticodón Translocasa GDP + Pi fMet UAC GTP AA2 AUG AUG AUG A A A A P P P P Complejo de inicio 70S Traducción de Proteínas. Alargamiento de la cadena peptídica 5’ NH2- Codón siguiente Codón de inicio Aminoacil-tARN GDP + Pi NH2- NH2- UAC 3’ 3’ Peptidil transferasa ribozima Formación de Unión peptídica Unión del Aminoacil-tARN entrante

  26. Modificaciones post-traduccionales de las proteínas • Desformilación (eliminación de grupo formilo). • Glicosidación (adición de cadenas de oligosacáridos a las proteínas por acción de las glucosil transferasas). • Formación de puentes disulfuros -S-S- (entre grupos –SH de cisteínas dentro de la misma cadena o de cadenas diferentes por acción de proteín-disulfuro isomerasa). • Fosforilación, Acetilación, Metilación, Etc.

  27. ALIMENTOS TRANGENICOS No sólo se requieren más alimentos, sino también mejores alimentos INGENIERÍA GENÉTICA Técnica del DNA recombinante TRANSGEN Gen extraño presente en el DNA de un organismo

  28. Los OGMs son parte de la solución Aumentar la producción de alimentos - Introducir resistencia a pestes y enfermedades - Introducir tolerancia a temperaturas y sequías - Expandir la producción a suelos marginales Aumentar la calidad nutricional - Compensar deficiencias en vitaminas y micronutrientes - Eliminar compuestos tóxicos: cianuros, glicoalcaloides, etc. Disminuir la degradación del medio ambiente - Introducir caracteres genéticos que requieran baja o mejor utilización de insumos químicos - Promover aplicaciones en biorremediación

  29. Organismos Genéticamente Modificados (OGM) Un OGM es un organismo (vegetal, animal, microorganismo o virus) en el cual se ha introducido información genética precisa y definidaen forma deliberada y dirigida a obtener un determinado fenotipo La introducción de dicha información genética no podría haber sido adquirida por ese organismo por si mismo

  30. Tolerancia a herbicidas • Esta modalidad engloba a la mayor parte de las plantas transgénicas actuales • Ejemplos: maíz, eucalipto, soja, caña de azúcar • Un ejemplo cotidiano es la Soja Roundup Ready

  31. Obtención de nuevos productos y alteración de la calidad nutricional • La empresa Calgene produjo aceites ricos en ácido esteárico. • Se alteró la composición en hidratos de carbono con vistas a la producción de tubérculos de papa, aumento del contenido de almidón y reducción de amilosa • En el año 2000 se informó la obtención de arroz genéticamente modificado que produce beta- carotenos, precursor de la vitamina A

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