Flujo de la información genética y ciclo celular

La información genética
1. Genes y genomas
  1. Un gen es un segmento de ADN que codifica la secuencia primaria de un producto final, sea una proteína o ARN, con función estructural y catalítica.
  2. El material genético de las células eucariotas está distribuido en cromosomas. Cada uno de ellos está formado por una única molécula de ADN
    1. El material genético de un organismo constituye un genoma
      1. Muchos animales y plantas son diploides (poseen juegos completos de cromosomas en pareja)
        El número de cromosomas del conjunto genómico básico se denomina número haploide
        En las procariotas el cromosoma contiene una copia de cada gen
        Las eucariotas poseen más ADN que las células procariotas, las salamandras contienen una cantidad de ADN 20 veces mayor que en los humanos
  3. El genoma de un organismo se compone de un conjunto de cromosomas con un número y tamaño característicos.
    1. Los genes eucariotas contienen secuencias no codificantes (intrones) con un 1,5% presente en el ADN humano y secuencias codificantes (exones) con un 30% del genoma humano.
2. Los genomas y su variabilidad
  1. Genomas procariotas
    1. Están compuestas por una sola molécula de ADN circular, aunque también puede haber lineales.
      1. El ADN bacteriano no está unido a proteínas histonas como el ADN eucariota.
    2. Un cromosoma bacteriano típico está constituido por una molécula de ADN circular formada por una serie de bucles enrollados
      1. se encuentra en una zona definida del citoplasma, denominada nucleoide
    3. El ADN superenrollado que forma cada bucle se organiza en paquetes de cuentas que contienen pequeñas moléculas proteicas básicas análogas a las histonas de las células eucariotas
      1. Los genes de las bacterias suelen encontrarse agrupados en operones, que son grupos de genes relacionados desde un punto de vista funcional, y sus consecuencias reguladoras
        Entre los operones más comunes encontramos el operón de la lactosa y el triptófano
        En ausencia de lactosa, un represor evita la transcripción de estos genes
        Mientras que en presencia de un inductor, el sistema se desreprime y los genes de estas enzimas se transcriben y traducen para que la célula pueda emplear la lactosa del medio.
      2. Una célula bacteriana puede contener uno o más plásmidos
        Los plásmidos son pequeñas moléculas de ADN extracromosómico que aportan funciones no esenciales a las bacterias
        Los plásmidos se replican de forma autónoma y sincronizada.
        Los factores f están implicados rn los procesos de conjugación
        Los factores R portan genes que confieren a las bacterias resistencia a fármacos.
        Los factores col permiten a las bacterias secretar colicinas
  2. Genomas virales
    1. Presentan 4 tipos de ácidos nucleicos:
      1. DNA monocatenario (virus bacterianos)
      2. DNA bicatenario (virus bacterianos)
      3. RNA monocatenario (en plantas)
      4. RNA bicatenario (virus bacterianos)
    2. La mayoría de virus DNA utilizan de DNA bicatenario como material genético
    3. El dsADN lineal y circular, con diferentes conformaciones, se encuentran en numerosos virus
    4. Muchos virus ADN contienen bases no habituales
    5. Los virus ARN utilizan ARN monocatenario como material genético
      1. Cadena positiva: cuando son idénticas (polio y mosaico del tabaco)
      2. Cadena negativa: cuando son complementarios (rabia, sarampión y gripe)
    6. El genoma puede estar compuesto de 10 a12 segmentos
      1. Viroides:
        pequeñas moléculas de ARN de cadena sencilla no codificante, presentan apareamientos intracatenarios para su estabilidad, no presentan cápside, tienen capacidad de infectar plantas
        Los viroides y los priones son partículas infecciosas que no contienen ADN en su composición.
      2. Los priones:
        Partículas infecciosas de naturaleza proteica a enfermedades como las encefalopatías, tienen un largo período de incubación, no provcan respuesta inmunológica por parte del huésped, su componente es la proteína PrP
        La acumulación de PrP en el cerebro es el causante de la degeneración neurológica
  3. Genomas eucariotas
    1. El ADN eucariota presenta diferentes tipos de secuencias
      1. Tres tipos de secuencias:
        ADN único
        Están compuestos por grupos de nucleótidos que se repiten solo una vez.
        25 y 50% total de los genes que codifican las proteínas
        ADN moderado repetitivo
        Se caracteriza por dos repeticiones:
        Secuencias repetidas en tándem (en un mismo sitio)
        Secuencias repetidas y dispersas (por todo el genoma)
        ADN altamente repetitivo
        Se agrupan en regiones específicas del cromosoma (centrómeros y telómeros)
        Se denomina ADN satélite
    2. ARN interferentes pequeños y micro RNA
      1. El siARN y miARN se encuentran presentas en las células eucariotas
      2. Participan en la degradación del ARNm, inhibición de la traducción, metilación del ADN y remodelamiento de la cromatina
      3. Son responsables del apagado de la expresión genética
      4. La interferencia por ARNi: células eucariotas limitan la invasión de genes extraños y silencian la expresión de genes propios
    3. Elementos transponibles y variabilidad genética
      1. Los elementos transponibles son secuencias de ADN móviles que con frecuencia producen mutaciones, ya sea por medio de inserción de un gen, ruptura o inducción de ordenamiento
      2. Algunos poseen estructuras simples y otros poseen estructuras complejas
      3. Las repeticiones directas flaqueantes no forman parte del elemento transponible y no se mueven con él
      4. En los extremos de los elementos transponibles hay repeticiones de terminales invertidas
      5. Las enzimas que catalizan la transposición reconocen la repetición de los terminales invertidos
    4. ADN mitocondrial
      1. Las mitocondrias y los cloroplastos revolucionaron de bacterias que formaron una relación simbiótica con células ancestrales que contenían núcleos eucariotas.
        La mayoría de genes que originalmente estaban dentro de estos orgánulos se desplazaron hasta el genoma nuclear, dejando diferentes conjuntos de genes en los ADN mitocondriales de distintos organismos.
      2. Debido a que la mayoría del mtADN se hereda de los óvulos más que el espermatozoide, las mutaciones en el mtADN exhiben un patrón de herencia citoplasmática materno.
      3. Los mtADN codifican ARNr y ARNt y algunas de las proteínas involucradas en el transporte de electrones mitocondrial.
      4. Algunas mutaciones en los genomas mitocondriales pueden producir enfermedades
3. La estructura de los cromosomas eucariotas
  1. Cromosoma: es la molécula del ácido nucleico que actúa como depositaria de la información genética en la célula eucariota y procariota.
    1. Cuerpos coloreados que se observan a partir del microscopio
  2. Los nucleosomas son las unidades básicas de la cromatina
    1. Los cromosomas contienen ADN y proteínas
      1. Las moléculas de ADN se organizan en cromosomas
        El complejo de ADN cromosómico y proteínas se denomina cromatina
    2. La parte proteica esta compuesta por histonas
      1. Las histonas, son proteínas pequeñas con gran cantidad de aminoácidos (lisina y arginina)
    3. De igual manera contiene proteínas no histonas, que cumplen funciones como la transcripción y replicación del ADN.
      1. Proteínas de ensamblaje del cromosoma
      2. Aparecen cuando se trata dela cromatina
      3. Elimina histona y proteínas cromosómicas
      4. Participan en procesos genéticos y en la maquinaria replicativa
      5. La cromatina tiene niveles de organización
      6. El más simple es la estructura de doble hélice ADN
      7. El más complejo es la molécula de ADN asociado a proteínas
      8. Si se le añade nucleasas, la enzima digiere la cuerda
        Cada nucleosoma consta de un fragmento de ADN y un octómero de histonas de dos unidades
  3. El núcleo Eucariótico presenta diferentes estadios según el ciclo celular
    1. Incluya actividades celulares de crecimiento y división. La célula pasa la mayor parte de su vida en interfase (división). Las etapas de interfase son las siguientes:
      1. Fase G1:
        Fase S:
        Duplicación de ADN, se replica y produce copias para las células hijas.
        Fase G2:
        Los cromosomas ya duplicados, dispersos como filamentos de cromatina, empiezan a enrollarse y condensarse. La célula duplica su tamaño
        Fase M o mitosis:
        La envoltura nuclear se rompe
        Se divide en cuatro fases:
        Profase Metafase Anafase Telofase
        La citocinesis divide a la célula por la mitad
        Dando lugar a dos células hijas
        Después de ello, la célula continúa otra división, entrando a una fase de latencia
        Los cromosomas se mueven hacia los polos opuestos
        Intensa actividad metabólica y bioquímica, la célula crece
  4. Los cromosomas en interfase están organizados dentro del núcleo
    1. La envoltura nuclear esta sostenida por dos redes de filamentos proteicos: lámina nuclear y membrana.
    2. El nucléolo es la región el núcleo interfásico donde se sintetizan los ribosomas
    3. Heterocromatina: la forma más condensada de la cromatina interfásica
      1. Se encuentra concentrada en torno al centrómero y extremos de los cromosomas
    4. Eucromatina: la cromatina se encuentra en diversos estados
      1. Cromatina activa: se mantiene transcribiendo
4. Diferentes estados de empaquetamiento cromosómico
  1. La fibra de cromatina aparece como una cadena lineal de nucleosomas densamente empaquetados
    1. La formación de nucleosomas convierte el ADN en hebra de cromatina
      1. Se acomoda en estructuras de orden sucesivamente mayor
        El siguiente nivel de plegamiento es la fibra de 30 nm
        Mediante el enrollamiento continuo de la fibra dan lugar a un salenoide
        El solenoide se acomoda en bucles
  2. Los cromosomas mitóticos son la forma más condensada de la cromatina
    1. La formación continua de minibandas constituye la cromatina metafísica
      1. Cada cromosoma en mitosis consiste en dos cromátidas hermanas, adheridas por el centrómero
  3. Cariotipo: número, tamaño y formas de los cromosomas
    1. El empaquetamiento durante la mitosis, es importante para la transcripción de genes y síntesis de ARN
  4. Patrones de bandas de los cromosomas mitóticos
    1. La banda de los cromosomas se revela mediante técnicas especiales de tinción.
      1. Bandas G:
        Se somete a los cromosomas metafísicos a proteólisis
      2. Bandas R:
        Tratamiento de cromosomas con una solución alcalina caliente antes de la tinción
      3. Bandas Q:
        Tinción de cromosomas con mostaza de quinacrina
      4. Bandas C:
        Zonas de ADN ocupadas por la heterocromatina centromérica
  5. Elementos funcionales de los cromosomas
    1. 1. Orígenes de replicación:
      1. El ADN polimerasa y otras proteínas inician la síntesis del ADN
    2. 2. el centrómero:
      1. Consiste en una secuencia de ADN que actúa como punto de unión de proteínas que fijan el cromosoma a los microtúbulos del huso mitótico durante la división celular.
    3. 3. Telómeros:
      1. Secuencias con función estabilizante situadas a los extremos de los cromosomas
        El cinetocoro se ensambla a los centrómeros y se asocia con múltiples fibras del huso mitótico.
5. Recuento de cromosomas y moléculas de ADN
  1. Los cromosomas eucariotas están formados por un centrómero, al que se ensamblan al cinetocoro, dos telómeros y numerosos orígenes de replicación
    1. Para realizar un recuento de cromosomas y las moléculas de ADN existen dos reglas simples:
      1. 1. Para determinar el número de cromosomas se cuenta el número de centrómeros funcionales
      2. 2. Para determinar el número de moléculas de ADN se cuenta el número de cromátidas
    2. El número de cromosomas, cromátidas y moléculas de ADN, varía según la fase del ciclo celular
Replicación y reparación del ADN
1. La maquinaria de replicación del ADN
  1. La replicación del ADN es semiconservativa
    1. El modelo de la estructura de la doble hélice propuesto en 1953 por Watson y Crick permitió proporcionar una explicación al mecanismo de replicación del ADN
    2. La especificidad del emparejamiento de bases implica que cada molde sólo puede determinar una secuencia de base
    3. De esta forma cada una de las dos cadenas actuaría como molde que dirige el ensamblaje en bases complementarias para formar una doble hélice idéntica al original
      1. Existen tres posibles modelos para explicar el proceso de replicación: replicación semiconservativa, conservativa y dispersiva
        En la replicación semiconservativa la doble hélice de Cada molécula hija de ADN contiene una cadena de la molécula original y una cadena sintetizada de nuevo.
        Sin embargo en la replicación conservativa, la molécula parental de ADN se conserva y se produce una molécula nueva con sus dos cadenas sintetizadas de nuevo.
        En la replicación dispersiva, la molécula, hija, está formada por dos cadenas y cada una de ellas contiene segmentos de ambas tanto de la cadena parental como dela sintetizada de nuevo.
        Meselson y stahl demostraron que la replicación en E. coli es semiconservativa cada cadena del ADN sirve como molde para la síntesis de una molécula de ADN nueva
        Los organismos eucariotas presentan su material genético en moléculas lineales de ADN, esto influye en el mecanismo de inicio de la replicación
    4. Porque cada una de las cadenas de nucleótidos originales o parentales permanece intacta
  2. Diferencias significativas en la replicación del ADN en eucariotas
    1. Origen de replicación en los cromosomas
      1. Los orígenes de replicación son las zonas del ADN donde se inicia el proceso de replicación. En ellos se produce la apertura de la doble hélice formándose una burbuja de replicación que va creciendo de forma bidireccional
      2. El mecanismo principal de replicación de un cromosoma bacteriano se denomina replicación theta
      3. Cada burbuja tendrá dos horquillas de replicación que irán desarrollándose la hélice del ADN en direcciones opuestas mientras las dos cadenas se van replicando
      4. Los fragmentos de Okazaki explican la dirección de síntesis de las cadenas.
        Una cadena parental tiene polaridad 5 a 3
        Mientras que la otra cadena tiene polaridad de 3 a 5
        Yendo opuestas a los parentales.
        El nuevo nucleótido trifosfato que entrara en la cadena se unirá mediante un enlace Ester fosfórico quedando ahora libre la posición 3 -OH
        Las enzimas que posibilitan esta formación se van incorporando.
        El nucleótido nuevo que se incorpora deberá ser complementario al de su misma posición en la cadena molde, manteniendo unidos por puentes de hidrógeno
        La síntesis de ADN se produce siempre en dirección 5 a 3. En cada horquilla de replicación, la síntesis de la cadena líder se produce de forma continua, mientras que la síntesis de la cadena retrasada se desarrolla de forma discontinua
        La cadena o hebra que crece sin interrupción en dirección 5 a 3 se denomina cadena líder o hebra continua
        Mientras que la que crece en pequeños fragmentos okazaki se los denomina cadena retrasada o hebra discontinua
    2. La maquinaria enzimática de replicación es muy compleja
      1. Etapas de la replicación del ADN bacteriano:
        Origen de replicación
        El ADN circular bacteriano tiene un único origen de replicación
        Consta de un mínimo de 245 pares de bases
        Donde se une a una proteína iniciadora.
        Inicio de la síntesis del ADN
        El ADN polimerasa al comenzar su replicación requiere un cebador o primer de ARN
        Este pequeño fragmento de ADN o primer va a ser sintetizado por la enzima primasa
        Cada vez que se encuentre un fragmento de Okazaki, se necesita de un primer
        La ADN polimerasa III tiene la mayor parte del trabajo en la replicación del ADN
        Funciones:
        Actividad polimerasa 5 a 3
        Síntesis de una nueva hebra actividad exonucleasa 3 a 5
        Función de corrección durante la lectura
        Apertura de la hélice
        La enzima ADN helicasa se encarga de romper los puentes de hidrógeno entre cadenas complementarias
        Otra enzima necesaria para la apertura de la hélice es la ADN girasa. Una topoisomerasa que refleja la atención que se va acumulando por la apertura de la horquilla
        La enzima rompe la cadena de ADN libera la tensión y sella de nuevo la cadena
        Síntesis del ADN
        Se comienza a sintetizar las nuevas hebras de ADN de las dos bandas
        Todas las ADN polimerasas van a ser capaces de realizar los siguientes procesos:
        Sintetizar una secuencia complementaria y antiparalela a partir de un molde
        Sintetizar la nueva hebra en dirección 5 a 3
        Requerir un primer de RN para Añadir el primer desoxirribonucleótido a la cadena
        Realizar el enlace fosfodiester entre un extremo 3 o H
        Asociarse a otras proteínas para realizar su función
        La ADN polimerasa I tiene estas dos mismas funciones
        Pero presenta actividad exonucleasa 5 a 3.
        Esta actividad permite que la propia enzima retire el primer de ARN
        La replicación es muy precisa con menos de un error cada 10 nucleótidos.
        Unión de los fragmentos
        La ADN ligasa es la encargada de unir los dos nucleótidos comentados anteriormente mediante un enlace fosfodiester sin la necesidad de añadir un nuevo nucleótido.
        Sólo se encarga de ligar el último nucleótido añadido por la ADN polimerasa 1.
        Una vez eliminados y sustituidos los primer Una ADN ligasa, repara el hueco que queda en la unión entre los nucleótidos.
    3. Las moléculas son lineales y son de mayor longitud.
    4. El complejo multiproteico ORC se une a las secuencias y comienza a abrir la hélice.
    5. El ADN de las células de eucariotas contiene muchos orígenes de replicación en cada origen un complejo multiproteico de reconocimiento del origen se une para comenzar a desenrollar el ADN
    6. Todo el genoma se debe replicar de forma precisa una sola vez en cada ciclo celular de forma que ningún gen quedé sin replicar y ninguno, lo haga más de una vez.
    7. Existe una gran variedad de enzimas encargadas del proceso de replicación del cromosoma eucariota
    8. Las más compleja es la ADN polimerasa
  3. Los telómeros son los extremos que aseguran la replicación eficiente
    1. La telomerasa es una enzima compuesta por proteínas y ARN que se encarga de la replicación de los extremos de los cromosomas eucariotas.
    2. Los telómeros presentan secuencias repetitivas ricas en G y la porción de ADN de la telomerasa posee una secuencia de unos 15 a 20 ribonucleótidos que son complementarios a este extremo protuberante
      1. La fecha de caducidad de una célula depende de la actividad de la telomerasa
La reparación del ADN
1. Mutaciones y variabilidad génica
  1. Una mutación es un cambio heredable en la información genética
  2. Las mutaciones son la fuente de la variabilidad y diversidad de los organismos vivos de la evolución.
  3. Sin ellos los organismos no podrían adaptarse a los cambios del medio ambiente.
  4. Tipos de mutaciones génicas
    1. Sustituciones de bases
      1. Alteración de un solo nucleótido en el ADN
      2. Pueden ser de dos tipos: transición y transversión
      3. Se cambia una purina por otra diferente
      4. Una purina es reemplazada por una pirimidina
    2. Inserciones y de elecciones
      1. Suponen la adición o la eliminación de uno o más pares de nucleótidos
      2. Conducen a mutaciones de cambio de Marco de lectura de un gen
    3. Causas de las mutaciones
      1. Mutaciones espontáneas:
        Cambios naturales
        Despurinización
        Pérdida de una base purica de un nucleótido
        Desaminacion
        Pérdida de un grupo amino de una base
      2. Mutaciones inducidas
        Cambios causados por sustancias químicas ambientales o por radiaciones
        Mutágeno
        Agente ambiental que eleva de forma significativa la tasa de mutación por encima de la tasa espontánea
        Análogos de bases
        Sustancias químicas con estructuras similares a las de algunas de las cuatro bases del ADN
        Reacciones oxidativas
        Formas reactivas del oxígeno
        Agentes intercalantes
        Producen mutaciones al intercalarse entre bases adyacentes del ADN
        Distorsionan la estructura tridimensional de la hélice
        Radiaciones
        Penetran los tejidos y dañan en la ADN
        Efectos fenotípicos de las mutaciones
        Existen diversos tipos de mutaciones génicas mutaciones de cambio de sentido, sin sentido silenciosas o neutrales que provocan diversos defectos fenotípicos
        Los daños sufridos en el ADN deben ser reparados
        Reparación de los errores de apareamiento
        La mayoría de los errores que aparecen al inicio se corrigen y no se transforman en mutaciones permanentes
        La presencia de nucleótidos agregados de forma incorrecta tras la replicación de forman la estructura tridimensional del ADN
        Reparación directa
        No reemplazan los nucleótidos alterados, sino que les devuelven sus estructuras correctas originales.
        Reparación por escisión de bases
        Primero se escinde las bases modificadas y después se reemplaza el nucleótido completo.
        Reparación por escisión de nucleótidos
        Elimina lesiones voluminosas del ADN que distorsionan la doble hélice
2. Expresión y regulación génica
  1. La síntesis del ARN
    1. La síntesis del ARN es la transcripción del mensaje genético
      1. Toda molécula de ARN presente en una célula ha sido sintetizada a partir de un molde de ADN en un proceso denominado transcripción
      2. Los mecanismos que controlan el inicio de la transcripción de un gen son muy complejos requieren la presencia de secuencias específicas en el ADN y multitud de factores proteicos que lo reconozcan
      3. La unidad de transcripción está especificada en la secuencia de ADN
        Por convención la secuencia de un gen corresponde a la misma secuencia del ARN transcrito en la numeración de un gen el cero no existe la posición +1 corresponde el primer nucleótido transcrito o sitio de inicio para la transcripción y la posición -1 es la posición de la región de un promotor, no codificante inmediatamente anterior a la posición +
        Una hebra de ADN sirve de molde para que la enzima en este proceso la ARN polimerasa, vaya añadiendo los nucleótidos complementarios según la dirección de síntesis 5 a 3.
        La unidad de transcripción de un gen consta de tres regiones: un promotor, una secuencia codificante y una señal de terminación
        Existen secuencias en el ADN que sirven de señal son: los promotores
        La señal determinación se transcribe y sólo después de ser copiada la maquinaria de transcripción deja de transcribir el mensaje.
        La maquinaria de transcripción en bacterias
        Las células procariotas poseen un único tipo de ARN en polimerasa qué es una enzima compleja formada por varias subunidades
        Iniciación
        La enzima polimerasa es una proteína multimérica
        Cuando la subunidad se integra en el complejo se forma la ○ holoenzima
        Una vez se han sintetizado los primeros nucleótidos la subunidad ○ ya no es necesaria y se suelta de la maquinaria de transcripción
        Elongación
        La síntesis de un ARN comienza a partir de un molde sin necesidad de un iniciador o cebador
        El proceso de síntesis de ARN no necesita una actividad exocucleasa 3 a 5
        Las copias pueden contener fallos ya que el ARN polimerasa comete un error cada 10 nucleótidos añadidos
        El primer nucleótido de un ARN tiene tres fosfatos Unidos a la posición cinco y formará un enlace fosfodiester 3 a 5 con el segundo ribonucleótido
        La doble hélice de ADN volver a cerrarse a medida que se va realizando la copia de ARN
        En la transcripción se forman tramos de hélices híbridas entre ARN sintetizado y ADN molde
        El ARN polimerasa continúa la transcripción del Gen hasta encontrar una señal de terminación
        Terminación
        Una vez copiada la secuencia de terminación el ARN polimerasa se descuelga del ADN
        Para este proceso intervienen factores proteicos:
        Terminador independiente del factor p:
        Contiene secuencias nucleotídicas repetidas en orientación inversa seguidas por un segmento de ocho pares de bases A:T
        Terminador dependiente del factor p:
        Se necesita la presencia de una proteína con forma de anillo compuesta de 6 sub unidades el factor B que reconoce el terminador transcrito en el ARN cuando sale del interior de la polimerasa y libera el ARNm recién formado del complejo ternario
        ARN polimerasa + ARN + ADN
        No forma una estructura de horquilla
        Ambas formas de terminación son desestabilizantes de la doble hélice híbrida ARN y ADN
        La transcripción de los genes eucariotas
        Diferencias significativas con la de procariotas
        Existen diferentes ARN polimerasas según la naturaleza del ARN
        Las ARN polimerasas necesitan factores que promuevan la iniciación de la transcripción como los factores de transcripción generales
        La terminación es un proceso menos preciso no hay secuencia consenso
        El control de iniciación es más regulado
        La iniciación ocurre en la compleja estructura de la cromatina
        Iniciación
        Los factores de transcripción generales se unen al promotor del gen que posee un consenso denominado caja TATA
        Otros factores formarán el complejo de iniciación de la transcripción según el tipo de promotor
        Elongación
        Al inicio de la transcripción se produce la fosforilación de una porción de la ARN polimerasa
        Produciéndose un cambio conformacional
        La fosforilación hace que la polimerasa se separé del complejo de iniciación de la transcripción quedando Unido al promotor donde se inicia la transcripción de un nuevo mensaje
        La fosforilación permite la unión de varias proteínas
        La ARN polimerasa se considera como enzima pionera
        Esta ayudará a nuevas de rondas de transcripción
        Las histonas del octámero del nucleosoma nunca se llegan a disociar del ADN que se está transcribiendo
        Terminación
        Una vez descolgada el ARN polimerasa se eliminan los grupos fosfatos mediante una fosfatasa que dejará preparada de nuevo a la enzima para iniciar una nueva ronda de transcripción
        Diferencias entre el Gen eucariota y el procariota
        Se diferencian por la colinealidad entre el Gen y la proteína
        Los genes eucariotas contienen intrones Qué son secuencias no codificantes que serán eliminados en un proceso denominado splicing
        Un ARN procariota puede codificar más de una proteína es un policistrón y la eucariota es monocistrónico
        La expresión en procariotas se realiza en el mismo espacio y en las células eucariotas tiene lugar en el núcleo
3. La maduración del ARN eucariota
  1. Los ARN transcritos a partir de ADN sufren modificaciones antes de expresar su función
    1. Incluso los ARN en necesitan este proceso de maduración
      1. Un transcrito primario antes de convertirse en un ARNm va a sufrir modificación en el extremo 5 a 3 con el fin de incrementar tu estabilidad:
        Adición del cap
        Poliadenilación
        Al final de la transcripción se sigue transcribiendo parte de la secuencia no codificante, una vez sintetizado se descuelga la ARN polimerasa y una enzima degrada el transcrito primario
        Una vez modificado sus extremos el pre ARNm sigue su proceso de maduración en el núcleo donde se retiran las secuencias no codificantes (intrones) dejando a las secuencias codificantes (exones) unidas
        La cola poli cierra el extremo
        A medida que se descuelga el extremo 5 de la doble hélice de ADN se añade un nucleótido modificado que hace la función de caperuza
  2. Los ARNs catalítico separan los intrones
    1. Las partículas ribonucleoproteicas nucleares se adhieren a determinadas secuencias del transcrito primario de ARN
    2. Los de intrones son muy diferentes
    3. Las enzimas encargadas de procesar las secuencias del intro del pre ARN son ribozimas
    4. El mecanismo de maduración no sólo sufren los ARN mensajeros sino la mayoría de los ARN transcritos en una célula eucariota
4. El código genético
  1. El mensaje genético se traduce al lenguaje de las proteínas
    1. Las cuatro letras de los ácidos nucleicos deben ser leídas en grupos
    2. Francis y Crick acuñó el término código degenerado tomando prestado de la física cuántica que describe de esta manera los múltiples estados físicos con un mismo significado
    3. La redundancia de estas combinaciones simplemente se explica porque varios codones dan lugar al mismo aminoácido el código genético es redundante pero no es ambiguo
    4. El código genético es universal es decir es el mismo para todas las especies
  2. Los ARNt son las moléculas adaptadoras
    1. El apareamiento entre un anticodón no siempre es perfecto en la tercera posición del codón. Se dice que existe un balanceo en esta posición
    2. La hipótesis del adaptador proponía la necesidad de una molécula que adaptará el lenguaje de las bases del ADN al lenguaje de los aminoácidos
    3. El apareamiento entre las tres bases del codón y anticodón ajusta los 20 aminoácidos a las 61 combinaciones de codones con tan sólo 31 ARNt
5. El proceso de síntesis de proteínas
  1. Activación de los aminoacil ARNt
    1. La enzima encargada de unir el ARNt con un aminoácido es el aminoacil ARNt sintetasas AA + ARNt + ATP = AA – ARNt + AMP + PPi
    2. Activación del aminoácido como aminoacil AMP liberando un PPi
    3. Unión de aminoácido activado al extremo 3 -OH
    4. El enlace Ester favorece la posterior formación del enlace peptídico
  2. Los ribosomas son máquinas de Traducir mensajes
    1. Los ribosomas son complejos formados por ARN y proteínas Cada ribosoma consta de dos subunidades El ribosoma tiene tres sitios:
      1. Aminoácido: donde se podrá unir con un aminoacil-ARNt
      2. Péptido: donde entrara el peptidil ARNt
      3. Exit: donde encaja el factor de liberación o terminación
      4. En procariotas se puede resumir en los siguientes pasos: Factor de iniciación se une a la subunidad pequeña del ribosoma impidiendo que pueda unirse a la subunidad grande
        Elongación: los enlaces peptídicos se van incorporando a los aminoácidos codificados
        1.Un ARNt cargado con un aminoácido se incorpora al sitio A del ribosoma
        2. Formación del enlace peptídico
        3. Translocación
  3. El control de la expresión génica
    1. En el caso de los organismos unicelulares deben responder a determinadas condiciones ambientales
    2. En el caso de los organismos pluricelulares la complejidad es mucho mayor, porque cada tejido sus células expresan proteínas características, que determinan la función de dicho tejido
    3. Genes y elementos reguladores
      1. Los genes estructurales juegan un papel esencial en el metabolismo o en la formación de estructuras en la célula
      2. Los genes reguladores son genes cuyos productos interaccionan con otras secuencias afectando a la transcripción o la traducción de dicha secuencia
      3. Genes constitutivos: genes fundamentales para las funciones vitales de la célula
      4. Secuencias reguladoras son necesarias para que un determinado Gen se exprese o se inhiba
      5. La secuencia reguladora no actúa por sí misma sino por la unión específica de proteínas reguladoras
        Regulación positiva: estimulación de la expresión de gen
        Regulación negativa: inhibición de la expresión del gen
    4. La regulación génica opera a diferentes niveles
      1. En la expresión génica de eucariotas existen diversos puntos de control:
        Modificación de la estructura del gen
        Regulación de la transcripción
        Maduración del ARN
        Sólo los ARN correctamente procesados serán exportados fuera del núcleo
        Estabilidad de los ARN
        No sólo se regula la cantidad de ADN que se transcribe o su velocidad de transcripción, también es importante regular la velocidad de degradación de los ARNm
        Existen otros sistemas que regulan la velocidad de degradación y sus niveles de expresión
        Una vez cortado el ARNm se procede a su degradación lo que disminuye el nivel de síntesis de proteínas de dicho gen
        Nivel de traducción
        Está regulado por una multitud de proteínas de factores así como por secuencias de ARN
        Modificaciones postraduccionales
        Las proteínas una vez sintetizadas sufren modificaciones que provocan que dicha proteína se active o inactive
        La propia regulación de los genes que provoca estos cambios también repercutirá en la actividad de dicha proteína
        Los factores generales de transcripción se unen a la secuencia del promotor y son necesarios para la correcta entrada del ARN polimerasa y el inicio de la transcripción
        La variación en la estructura de la cromatina puede producirse a varios niveles por ejemplo una modificación química del ADN por metilación, acetilación y por factores de remodelación de la cromatina
Nombre: Maldonado Muenala Gina Katherine
1. Bibliografía:
  1. BIOLOGIA ME -- Organización, estructura y actividad celular -- Genoma y Genes [internet]. PuntajeNacional Chile. 2011 [citado el 19 de septiembre de 2020]. Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=eo7LLqYMkWI&feature=youtu.be&t=2
  2. ADN-Replicación [internet]. Biología y Ciencia. 2012 [citado el 19 de septiembre de 2020]. Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=dctWeQ_rVZA&feature=youtu.be&t=19
  3. CICLO CELULAR [internet]. CoTaMaNíA. 2015 [citado el 19 de septiembre de 2020]. Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=hv8uQzXes0k&feature=youtu.be&t=53
  4. Transcripción Generalidades Transcripción organismos Eucarioticos [internet]. N García. 2017 [citado el 19 de septiembre de 2020]. Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=EisWEq36GXI&feature=youtu.be&t=3
  5. Regulación Expresión Genica en Eucariotes [internet]. N García. 2017 [citado el 19 de septiembre de 2020]. Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=o4-1H8qFxh0&feature=youtu.be&t=2
  6. Transcripcion y Traduccion en eucariotas [internet]. Fatherandteacher. 2017 [citado el 19 de septiembre de 2020]. Recuperado de: https://www.youtube.com/watch?v=iHXqmSMYWiY&feature=youtu.be&t=2
  7. Elena Feduchi. IBCREY. Bioquímica conceptos esenciales. 1 st ed. Madrid: Panamericana. 2011 [citado 19 de septiembre de 2020].

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