Resumen Segundo Parcial.docx

Fundamentos de biología molecular Se ocupa de la comprensión de los mecanismos responsables de la transmisión y expresión de la información genética. 

ADN Recombinante: es una molécula de ADN artificial formada de manera deliberada “in vitro” por la unión de secuencias de ADN provenientes de dos organismos distintos.

Herencia, genes y ADN La propiedad fundamental de todos los seres vivos es la capacidad de reproducirse. Donde el material genético ser replicado y transferido del progenitor a la célula hija en cada división celular. Genes y cromosomas Los principios genómicos fueron deducidos por Gregor Mendel en 1865 basado en experimentos con guisantes. Gen: Secuencia de nucleótidos que generan una proteína para un rasgo o característica especifica. Alelo: Posibles variaciones del gen Haploide: Una copia espermatozoide ovulo.

de

cada

cromosoma,

Diploide: Contiene dos copias de cada cromosoma. Paralogos: Pseudogenes:

Genes y Enzimas En 1909 se evidencia fenilcetonuria resulta de un defecto genérico en el metabolismo del aminoácido fenilalanina.  

Los genes especifican la síntesis de enzimas (estructura) Los genes codifican ARN funcionales, como ARNt o ARNr.

Identificación del ADN como material genético 

Los cromosomas contienen proteínas

Las cepas están rodeadas de una capsula de polisacárido que protege a la bacteria del ataque del sistema inmune.  

Capsula de aspecto liso  S Capsula de aspecto rugoso  R

Estructura del ADN Estructura 3D del ADN se descubrió en 1953 por James Watson, Francis Crick y Rosalind Franklin, α Hélice y puentes H El ADN da un giro cada 3,4 nm, la distancia entra bases es de 0,34 nm, cada vuelta contiene 10 bases, su diámetro es de 2 nm, se compone por dos hebras complementarias antiparalelas altamente específicas.

Replicación del ADN   

Replicación semiconservativa  Las dos hebras se separan y sirven como moldes para hebras complementarias. ADN Polimerasa  Cataliza la replicación del ADN El orden de los nucleótidos especifica el orden de los aminoácidos de la proteína.

Papel del ARNm   

ARN Polimerasa  Cataliza la síntesis de ARN a partir de un molde de ADN ARNr  es un componente de los ribosomas. ARNt  funciona como molécula adaptadora, que alinea los aminoácidos a lo largo del molde de ARNm

Si se cambia 1 o 2 nucleótidos de la secuencia se produce una proteína inactiva. UUU  Codifica fenilalanina AAA  Codifica lisina CCC  Codifica prolina Hay 64 posibles tripletes  codones, 61 codifican algún aminoácido y 3 (UAA, UAG, UGA) son de parada o stop. Transcripción inversa EL 40% del ADN genómico deriva de la transcripción inversa, por la enzima transcriptasa inversa. Endonucleasas de restricción Son enzimas que cortan el ADN en lugares concretos y específicos de su secuencia, cumplen una función defensiva ante el ADN extraño. Cortan entre 4 y 8 pares de bases. Endonucleasas EcoRI  GAATTC ¿Qué es el ADN? Es un polímero de nucleótidos La máxima expresión de condensación en el núcleo es el cromosoma, para llegar a ese estado el DNA formara las cromátidas o cromatina  formada por DNA + Proteínas  Heterocromatina > o Eucromatina < Cromatina: DNA + Proteínas  Histonas H1, H2A, H2B, H3 y H4  Collar de perlas  Solenoides Cromosomas = Centrómero, Brazos y Telómeros  Reloj biológico Intrones y Exones Proteínas de unión al ADN, octamero de histonas, el DNA da 2 vueltas en octamero. El DNA tiene carga negativa, histonas carga positiva DNA + Octamero H = Nucleosoma, el surco mayor del ADN queda hacia afuera y el surco menor hacia adentro. Modificación de Histonas: Acetilación  En residuos de lisina se remueven las cargas positivas. Queda más negativo y repele al ADN. Metilación  Aumenta la carga positiva. Para que se pegue más al ADN. Histona H1: se encarga de sellar el ADN al octamero. DNA + Octamero + Histona H1 = Cromatosoma  Solenoide  Fibra de 300nm  fibra de 700nm  Cromosomas Célula de corazón solo necesita información del cromosoma 1

Complejos reguladores: condensan la cromatina para que no sea leída. REPLICACION: Copiar la información, semiconservativa, multifocal, bidireccional. Francis Crick y Sydney Brenner  en el DNA hay nucleótidos  Codones  codifica aminoácidos RNAt es el adaptador del DNA a proteína 1966 se descifra el código genético, todos los codones que codifican aminoácidos. REPLICACIÓN ¿Dónde ocurre? En el organelo que contenga DNA, Núcleo, Cloroplasto, Mitocondria. ¿Cuándo ocurre? En el proceso se duplicación, cuando hay división. Mitosis: Eucariotas ¿Cómo ocurre? -

Semiconservativo: hebra vieja queda con una hebra nueva Bidireccional: puede ir en los dos sentidos Multifocal: tiene mas de un punto de origen de replicación

La hebra molde siempre va a ser 3’ – 5’ para que se sintetice en sentido 5’ – 3’    

Ori: punto de inicio de replicación: secuencias entanden (ori-c punto de inicio en E Collí), célula sin origen de replicación el DNA no se puede replicar. Se forma el replicón: Ojo de replicación + Horquilla de replicación. Formación de los complejos de preiniciación: Se encarga de que el DNA esté laxo, listo para replicar. DNA Polimerasa: encargada de replicar, requiere: magnesio para funcionar, el template (hebra molde), primer, dNTP (deoxinucleotidos trifosfato), ATP. Realiza enlaces fosfodiéster. - ADN polimerasa α: Pone primer en cadena líder y rezagada. “primasa” - ADN polimerasa δ: Elonga ambas cadenas. - ADN polimerasa β: Repara el DNA. - ADN polimerasa ε: Elonga y repara ADN. - ADN polimerasa γ: DNA mitocondrial. Las polimerasas tienen un domino P (pega nucleótidos) y un dominio E (edición de nucleótidos)

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PCNA: Antígeno de proliferación nuclear, afina la unión del DNA y la Polimerasa. “el gancho”, afina la unión de la polimerasa al ADN El cargador del gancho: Trae el PCNA a la hebra.

Etapas de la replicación: -

Pre priming: Todo lo que ocurre antes de que la polimerasa llegue, reconocer Ori  llegan proteínas asociadas. Formación del ojo de replicación: helicasa, proteínas enlazantes de hebra sencilla, topoisomerasa. El priming: Es la adición del primer dé RNA por la primasa. La Pol no empieza sin el primer. La carga del gancho de replicación trae el PCNA y se va, ya estando el PCNA y el primer, entra la polimerasa  polimeriza nucleótidos por medio de enlaces fosfodiéster. La síntesis de hebras (líder y rezagada) La etapa de edición - polimerasa Remplazo de los primer – exonucleasa Reparación de las discontinuidades - ligasa

Los telómeros son secuencias de DNA que se repiten muchas veces, longevidad celular. Se sintetiza por la enzima telomerasa y evita que el cromosoma sea dañado o modificado. Reparación  ADN con daños no puede replicarse -

Metabolismo celular. Exposición a los rayos uv. Exposición de tipo ionizante. Exposición a agentes químicos. Mal apareamiento en la replicación.

Tipos de daños: -

Espontáneos: Mal apareamiento. Alteraciones en las bases nitrogenadas. (oxidación, hidrolización, metilación) depurinacion o deaminación  se debe eliminar la sección de la hebra y reparar con la complementaria. Inducidos: Luz uv causo daño. Forma dímeros de Timina (anillo de ciclo butano), Exceso de nitritos genera cáncer, agentes alquilantes que adiciona metilos  siempre se adiciona algo.

Tipos de reparación: -

Reparación en la replicación por acción de la polimerasa bypass o por acción de la p53. Inmersión directa: (fotoliasa o metiltransferasa)  Ciclo butano, agentes alquilantes. Escisión: De base o nucleótidos. Reparación por rupturas: Unión no homologa, pero se pierde información, recombinación homologa se toma información de la hebra complementaria.

Recombinación No homologa: Reorganizar la información en secuencias concretas, un gen. Intrones y exones. Homologa: Solo ocurre en proceso de meiosis  modelo de Holliday, se genera el quiasma y luego un hetero dúplex recombinante. Transposones se mueven por las transposasas a sitios calientes de recombinación o hot spots. Transcripción ARNm: Se genera a partir del ADN luego de recibir el estímulo para sintetizar una proteína. Se lee a modo de codones. -

ARN pol 1: Sintetiza el ARN ribosomal, subunidad 5.8, 18 y 28. ARN pol 2: Sintetiza el ARNm ARN pol 3: Sintetiza el ARNt y subunidad ribosomal 5s

Iniciación -

Secuencias promotoras (caja TATA) -10 a -35

Elongación -

Factores de transcripción se unen a las secuencias promotoras TFllD: Reconoce TATA.  TBP: Reconoce TATA TFllB: Reconoce elementos dentro del promotor, ayuda al posicionamiento de la ARN polimerasa. TFllF: Estabiliza la llegada de la Polimerasa. TFllH: Ayuda a la Polimerasa a iniciar. TFllE: Ayuda a la polimerasa a estabilizarse.

Cuando la polimerasa llega, está inactiva, cola del CTD esta hacia arriba, el TFllH fosforila el CTD para iniciar.

Complejo remodelador suelta el DNA para que la polimerasa haga su trabajo. Terminación -

Secuencias palíndromas  genera un bucle

Todo lo anterior es el transcrito primario, debe pasar por un proceso de maduración  se da mientras se va sintetizando. -

Adición de la caperuza de 7 metilguanosina en el extremo 5’  grupo fosfato libre Splicing: remoción de secuencias no codificantes  spliciosoma diferencia intrón de exón y remueve los exones. Adición de la cola de Poli A, primero se elimina el bucle. Proteínas de unión a cola de Poli A permite la salida del RNA.

ARNr: sufre el mismo proceso que el ARNm, pero se diferencia en que este se divide en las subunidades ribosomales. -

Modificación de bases, se genera seudouridina  proteínas ribo nucleares se puedan unir. El azúcar puede ser modificado por metilaciones.

Control de la expresión 1. 2. 3. 4. 5. 6.

En la transcripción, controlado por los factores de transcripción, secuencias reguladoras. La maduración. Acetilación de histonas, La puerta en la salida. para que el ADN esté laxo. Ribosoma. Proteína. Operón lactosa

Traducción -

El ARNm es leído a modo de codones, monosistrónico en eucariotas. - El ARNt tiene forma de trébol, contiene el anticodón para el ARNm, en el 3’ tiene hidroxilo libre para la adición del aminoácido, tiene variabilidad de bases. - Ribosomas, se encuentran en el citoplasma  se compone de 2 subunidades: 60s y 40s. La secuencia Shine Dalgarno permite la unión del ARNm con el ARNr  40s Codón de inicio: AUG Codón de parada: UAA, UGA, UAG

Proteína marcada con ubiquitina va vía de degradación en proteasoma. Todas las proteínas sufren escisión y adición de aminoácidos. Las chaperonas ayudan al plegamiento de las proteínas nacientes.