Codigo Genetico Y Adn

Gen ét ica

Cromoso ma b acteri ano Características: Un cromosoma. ADN. Circular. Bicatenario y Antiparalelo. Haploides (Existen Excepciones).

El “ADN” como almacén de información

Cromoso ma b acteri ano Caracteristicas: Secuencias de bases nucleotidicas conformando el ácido desoxirribonucleico (ADN). Dos cadenas con bases complementarias

(A-T y G-C)

unidas por puentes de hidrogeno (antiparalelas).

Cromoso ma b acteri ano Caracteristicas:

Organizados en genes; principalmente, esenciales para el crecimiento bacteriano. Mapeado en minutos. Sin membrana nuclear.

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Material genetico extra-cromosomico: Muchas bacterias tienen genes adicionales (información no vital para la bacteria). Algunas veces en varias copias del mismo gen. En estructuras genéticas extracromosómicas, cada uno con características y funciones particulares: Ø Plásmidos Ø Cósmidos Ø Transposones

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"Dogma Central de la Biología Molecular"

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Replicación: Duplicación del material genético. Semiconservativa. Bidireccional. Iniciando en un punto llamado Ori C, “O”, origen o replicón y tiene dos puntos de crecimiento (PC) u horquillas de replicación. Replicón tienen la información genética necesaria para autorreplicarse. Semidiscontinua.

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Repl ica ci ón :

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Replicación: Cuando se replica el cromosoma bacteriano se observan los llamados "ojos o burbujas" de replicación.

Intermediarios de la replicación del cromosoma bacteriano, se parece a la letra griega θ.

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Replicación del cromosoma bacteriano: En dirección: 5'- 3‘ DNA polimerasas. En una horquilla de replicación: Una de las hélices se sintetiza de forma continua: hélice conductora o líder. La otra hélice se sintetiza de manera discontinua en fragmentos cortos (de Okasaki): hélice retardada o retrasada.

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Replicación: Bidireccional: Si observamos las dos horquillas de una cadena; una hélice será conductora o líder, la otra horquilla tendrá la hélice retardada o retrasada, en la otra cadena ocurre lo mismo, pero al contrario.

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Replicación: Se ha observado cierta interacción del replicón con la membrana plasmática, participando en la segregación de los cromosomas durante la formación del tabique (mesosoma) para la división de la célula procariota.

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Replicación: En el proceso de replicación participan varias proteínas como: ADN polimerasa ARN polimerasa Helicasa. Topoisomerasa Ligasa. Primasas La proteína SSB etc.

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“replicación círculo rodante” o “rolling-circle” En oca sion es , com o e n la con juga ci ón ba cteria na o en algu nos pl ás midos, la

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“replicación circulo rodante”

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Transcripción: Síntesis de ARN mensajero Utiliza como molde la cadena complementaria (-) de ADN de un gen, en el cromosoma bacteriano o plásmido. La cadena de ARNm sintetizada, es idéntica a la cadena codificadora del ADN del gen en un cromosoma o plásmido.

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Traducción: La síntesis de un polipéptido. (después de las modificaciones postraduccionales se forma una proteína funcional). Ribosomas bacterianos (70s, constituidos por dos subunidades: la mayor 50s y la menor 30s). Se realiza mediante tres etapas: iniciación, elongación y terminación. Se lee por codones (tripletes de nucleótidos).

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Traducción:

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En muchas bacterias, se realizan varias transcripciones y traducciones simultáneas. Complejo Polirribosómico: Cuando a un mismo RNA mensajero se le unen varios ribosomas, cada uno realizando un proceso de traducción

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Ca ra cterí stica s del c ódigo gen ético: Organizado en tripletes o codones: Cada aminoácido está determinado por tres nucleótidos. Si existen cuatro ribonucleótidos diferentes (U, C, A y G), hay 43 = 64 tripletes distintos. El código genético es degenerado: Un mismo aminoácido puede estar determinado por más de un triplete o codón. Debido a que existen 64 tripletes distintos y hay solamente 20 aminoácidos diferentes.

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Ca ra cterí stica s del c ódigo gen ético:

Es un código sin superposición o sin solapamientos: Dos aminoácidos sucesivos no comparten nucleótidos de sus tripletes. La lectura del ARN mensajero es continua, sin interrupciones. Cualquier pérdida o ganancia de un solo ribonucleótido produce a partir de ese punto una modificación de la pauta de lectura, cambiando todos los aminoácidos desde el lugar de la alteración.

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Ca ra cterí stica s del c ódigo gen ético:

El triplete de iniciación suele ser AUG que codifica para Formil-Metionina. También pueden actuar como tripletes de iniciación GUG (Val) y UGG (Leu) aunque con menor eficacia. Existen tres tripletes sin sentido o de terminación que no codifican para ningún aminoácido: UAA (ocre), UAG (ambar) y UGA. Universalidad: El código genético nuclear es universal coincidiendo en todos los organismo estudiados hasta la fecha. La única excepción a la universalidad del código genético es el Código Genético Mitocondrial.

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U

P R I M E R A B A S E

C

A

G

SEGUNDA BASE U UUU Phe

C UCU

Ser

A UAU

Tyr

G UGU

Cys

U

UUC

Phe

UCC

Ser

UAC

Tyr

UGC

Cys

C

UUA

Leu

UCA

Ser

UAA

FIN

UGA

FIN

A

UUG

Leu

UCG

Ser

UAG

FIN

UGG

Trp

G

CUU

Leu

CCU

Pro

CUA

His

CGU

Arg

U

CUC

Leu

CCC

Pro

CAC

His

CGC

Arg

C

CUA

Leu

CCA

Pro

CAA

Gln

CGA

Arg

A

CUG

Leu

CCG

Pro

CAG

Gln

CGG

Arg

G

AUU

Ile

ACU

Thr

AAU

Asn

AGU

Ser

U

AUC

Ile

ACC

Thr

AAC

Asn

AGC

Ser

C

AUA

Ile

ACA

Thr

AAA

Lys

AGA

Arg

A

AUG

Met

ACG

Thr

AAG

Lys

AGG

Arg

G

GUU

Val

GCU

Ala

GAU

Asp

GGU

Gly

U

GUC

Val

GCC

Ala

GAC

Asp

GGC

Gy

C

GUA

Val

GCA

Ala

GAA

Glu

GGA

Gly

A

GUG

al

GCG

Ala

GAG

Glu

GGG

Gly

G

T E R C E R A B A S E

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Regu lac ión d e la expre siónreguladores gen étielementales ca Los mecanismos permite a la bacteria minimizar los requerimientos de energía. Un sistema sólo se activa cuando es necesario Siendo capaz de adaptarse con rapidez a cambios de la concentración de nutrientes en el medio. Evita producir enzimas de una vía metabólica si el sustrato no está presente en el medio o activa la producción de enzimas de una vía para metabolizar un determinado nutriente disponible en el medio.

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Regu lac ión d e la expre sión gen éti ca La realiza activando o desactivando grupos de genes de una misma vía metabólica. Generalmente se encuentran adyacentes. A esta estructuras genética que contiene los genes adyacentes de una misma vía metabólica y regiones de regulación (promotor, terminador de la transcripción, represores, inductores, correpresores, operador, etc.) se le llama operón. Dependiendo del tipo de regulación, serán los componentes presentes en el operón.

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Ti po s de reg ulaci ón:

Inicial.

Control negativo: los genes se expresan a menos que sea inactivada la transcripción por una proteína represora. Control positivo: los genes solo se expresan si es activada la transcripción por un inductor. Terminal.

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Policistrón (multigénico): Varios genes contiguos que codifican para enzimas de una vía metabólica en particular y que están regulados y son transcritos de modo coordinado como un solo RNA mensajero y serán traducidos en proteínas independientes (enzimas) por los ribosomas.

Mo noci stró n ( un so lo ge n): Son genes transcritos en un RNA mensajero y codificados por un solo polipéptido, una vez modificado, será una proteína funcional.

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Pl ás midos: mater ial g enét ico extra crom os óm ico, q ue no su elen cod if ica r p ara f un ciones es en ci ales, s ino para f unc ion es particul ar es de la Circulares, doble cadena de ADN (bicatenarios). Tamaño entre 1.5 y 400 kb. Algunos como los de Borrelia burgdorferi y B. hermsii tienen plásmidos lineales. Se autorreplica Cada plásmido tiene un número de copias por cromosoma, pudiendo existir desde uno hasta varios, incluso cientos.

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Pl ás mi dos

Se clasifican de acuerdo a su grupo de incompatibilidad. Si son incapaces de coexistir en la misma célula bacteriana son del mismo grupo de incompatibilidad. Funciones de los plásmidos Replicación, reparación, recombinación. Fertilidad. Restricción y modificación. Resistencia a agentes antimicrobianos. Resistencia a metales tóxicos y detergentes. Resistencia a bacteriófagos. Metabolismo de azúcares y compuestos aromáticos. Adhesión celular, virulencia.

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Pl ás mi dos de los plásmidos al cromosoma: Se corta, lineariza y se integra al Interacción cromosoma, todo o en parte, mediante ciertos procesos enzimáticos y de complementariedad del ADN. La estructura formada se llama “episoma”.

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Pl ás mi dos Recombinación: Puede combinarse con otros

plásmidos,

intercruzamiento,

por

mediante procesos

enzimáticos y de complementariedad de ADN.

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Pl ás mi dos Estas características de los plásmidos ha permitido al humano, Clonación: realizar procesos de investigación, insertando genes, duplicarlos, expresar proteínas, regularlas, etc. para fines de investigación o de producción biotecnológica. Surgiendo la “Ingeniería genética”.



Clonación en bacterias





Enzima de restricción

bacteria

DNA

Plásmido ligasa

ADN recombinante Bacterias transformadas

Transformación

Electroporación

1

2 ºC

ADN recombinante

Cultivo de bacterias competentes

Choque térmico

Bacterias, algunas de ellas transformadas

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Cósmidos: material extracromosómico que algunas bacterias tienen, es una doble cadena de ADN circular, que puede integrarse al cromosoma y autorreplicarse, mas pequeño que un plásmido.

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Proces os ge néticos q ue rea liza n las ba cteria com o meca nismo d e v ariación . Transformacion Transducción Conjugación

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Trasformación: El material genético (externo o exógeno) es incorporado por las bacterias tomándolo del medio donde se encuentra, para adquirir nuevas características.

Ge nét ica ba ct eri an a La transformación observado por Frederick Griffith (1928), en infecciones neumococcicas en ratones. “EL PRINCIPIO TRANSFORMANTE”. A)

C)

B)

D)

Ge nét ica ba ct eri an a

Transducción: El material genético pasa de una bacteria a otra por medio de un bacteriófago que funciona como acarreador.

Ge nét ica ba ct eri an a

Transducción: Ciclo lítico

Ge nét ica ba ct eri an a

Transducción: Ciclo lisogénico

Ge nét ica ba ct eri an a

Conjugación: Una bacteria donadora se pone en contacto por medio de un pili con una bacteria receptora para pasar material genético. Realizado mediante la replicación de círculo rodante

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Ge nét ica ba ct eri an a

Transposones o elementos transponibles: Son elementos genéticos que contienen varios kpb de ADN, incluyendo la información necesaria para migrar o pasa de un locus genético o región génica a otra.

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Transposones simples: solo llevan regiones de inserción. Transposones complejos: portan genes para funciones especializadas y sus secuencias de inserción en los extremos.

No se autorreplican. Depende del replicón donde se inserta. La especificidad en la secuencia del sitio de inserción es escasa, debido ha esto, se puede observar un patrón de inserción aparentemente aleatorio, incluso rompiendo genes, provocando mutaciones.

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Mutación: Es un cambio heredable en la secuencia de bases de los ácidos nucleicos contenidos en el genoma de un organismo. Tipos d e mutaciones Du plica ci on es Del eccione s Inser ci on es Invers ione s Tran ver sion es Tran sicione s

Cayachagua Chui, Jorge Joel Flores Nuñez, Kevin Jimmy Llancachagua Maita, Nydia Palomino Llaclla, Milagros Yolanda Vento Ramos, Rosa Maria

GRACIAS !! ! Verano Hinojo, Alexis

Catedratico : Mcbg: Julián Rafael Quiñones Hinostroza