Distintos tipos de ARN en el citoplasma El dogma central La principal función de los genes es la manufactura de proteinas. 19531953-55 Paul Zamecnik Mahlon Hoagland • La hipótesis de la secuencia : El orden de las bases en una porcion del ADN representa un codigo para una secuencia de aminoacidos especifica. El ARN se sintetiza en el núcleo y migra al citoplasma • El problema del código : Si la secuencia “codifica” una proteína, con 4 nucleótidos y 20 Aa el código mas simple debe ser de “tripletes”. • El Dogma Central : transmite del ADN a ARN y de éste a información no se proteínas a ADN. La informacion un intermediario proteínas, pero puede trasmitir Primer sistema in vitro de síntesis de proteínas Descubren los ribosomas y los ARN de transferencia (adaptadores) se de la de 1 2 Propiedades comunes: Todos son producidos por transcripción Todos cumplen un papel en la síntesis proteica Generalmente con estructuras secundarias y terciarias complejas Transcripció Transcripción : sí síntesis de ARN Dirigido por una ARN Polimerasa Una hebra de ADN sirve de molde La enzima no requiere cebador La enzima elonga una cadena en dirección 5`-3` Formación de enlace 3´-5´fosfodiéster La síntesis sólo se inicia en secuencias específicas llamadas promotores Desenrrollamiento parcial del ADN Que es un gen? Nomenclatura transcripcional DEFINICION MOLECULAR Un gen es una secuencia de nucleótidos que contiene la información necesaria para la síntesis de un polipéptido o un ARN funcional. Una hebra de ADN sirve de molde (hebra molde) Se incluyen en esta definición operacional, la secuencia codificante del gen y las secuencias señaI adyacentes que indican el comienzo y fin de la unidad transcripcional. El transcripto es igual a la hebra codificante y complementario a la hebra molde (Sense) CCTTACTTACTGTTACGCCG GGAATGCCTGACAATGCGGC En procariotas y eucariotas la estructura de los genes es levemente diferente. (Antisense) CCUUACUUACUGUUACGCCG 6 1 La maduració maduración de los transcriptos en eucariotas Reglas de sí síntesis de molé moléculas informativas Previo a salir al citoplasma se eliminan los “intrones” Proceso preciso dirigido por apareamientos de base con ARN particulares que reconocen las uniones exón-intrón Acidos nucleicos y proteí proteínas Formados por un número limitado de subunidades Las unidades son agregadas secuencialmente formando cadenas lineales Cada cadena tiene un punto de inicio, avanza en una única dirección y tiene un punto de finalización Cada proceso de sintesis depende de apareamientos de bases e interacciones acidos nucleicos-proteína Los productos de la síntesis primaria son modificados previamente a cumplir su función 7 8 SINTESIS DE PROTEINAS La síntesis proteica ocurre de modo semejante en todas las células El DNA porta la información para la síntesis proteica en una secuencia de nucleótidos El RNA transporta la información al citoplasma donde ocurre la síntesis proteica Tres tipos de RNA desempeñan un papel cooperativo: mRNA transportador de la información rRNA asociado a proteínas forma el ribosoma tRNA portadores de aminoácidos, lectores del mensaje ¾ El orden de los aminoácidos en la cadena proteica (secuencia) está determinado por la secuencia (orden) de nucleótidos. ¾ El orden de los aminoácidos en la cadena proteica (secuencia) determina la función de la nueva proteína. ¾ Es necesario un código bilingüe para pasar la información de la secuencia de bases a aminoácidos (código genético) Reconocimiento codó codón-anticodó anticodón CODIGO GENETICO UNIVERSAL EN TRIPLETES NO SOLAPADO REDUNDANTE NO AMBIGUO DEGENERADO tRNA como adapatador reconocimiento codón-anticodón codones sinónimos pueden ser leídos por un mismo anticodón 11 2 Iniciació Iniciación traduccional Agregado secuencial de Aa por una actividad peptidil transferasa Traslocación Elongació Elongación Reunir los elementos necesarios Reconocer el sitio de inicio (AUG) Proveer sitios para que se inicie la elongación P •Requerimientos •Requerimientos mRNA mRNA tRNA tRNAmet met codón codónde deiniciación iniciación 22subunidades subunidadesribosomales ribosomales Factores Factoresde deiniciación iniciación GTP, GTP,Mg Mg2+ 2+ A Requerimientos Requerimientos P Ribosoma Ribosomacompleto completo(complejo (complejode deiniciacion) iniciacion) Aa-tRNAs Aa-tRNAsespecificados especificadospor porcada cadacodón codón Factores de elongación Factores de elongación Actividad Actividadpeptidil-transferasa peptidil-transferasa(23s) (23s) GTP, GTP,Mg Mg2+ 2+ A Como se genera la variació variación ? Requerimientos Requerimientos Terminació Terminación Cuando se llega a un codón stop. Factores de liberación Desensamble del ribosoma codón codónde determinación terminación factores factoresde deliberación liberación ATP ATP Cambios en el ADN Mutaciones alteran la función génica cambiando la estructura o la función de un producto 16 Cambios en una secuencia de ADN que codifica para una proteí proteína... ...CCGCGTCAGACCGAAATTAACGCG ... ...CCGCGTCAGACCGAAATTAACGCG... ...CCGCGTCAGACCGA GATTAACGCG... ...CCGCGTCAGACCGAG ATTAACGCG... CCGCGUCAGACCGAAAUUAACGCG CCGCGUCAGACCGAG CCGCGUCAGACCGAGAUUAACGCG P 17 Tienen diferentes efectos: 1. mutació mutación silenciosa R Q T E I N A P R Q T E I N A 18 3 Tienen diferentes efectos: 2. cambio de sentido Tienen diferentes efectos: 3. sin sentido ...CCGCGTCAGACCG CAATTAACGCG... ...CCGCGTCAGACCGC AATTAACGCG... ...CCGCGTCAGACC TAAATTAACGCG... ...CCGCGTCAGACCT AAATTAACGCG... CCGCGUCAGACCGC CCGCGUCAGACCGCAAUUAACGCG CCGCGUCAGACCU CCGCGUCAGACCUAAAUUAACGCG P R Q T A I N A 19 P R Q T * 20 Tienen diferentes efectos: 4. Inserció Inserción y corrimiento del marco de lectura Tienen diferentes efectos: 5. Delecció Delección y corrimiento del marco de lectura A ...CCGCGTCAGACCGAA ATTA ...CCGCGTCAGACCGAAA TTAAACGCG... AACGCG... ...CCGCGTCAGACCGAA ATTACGCG... ...CCGCGTCAGACCGAAA TTACGCG... CCGCGUCAGACCGAAA CCGCGUCAGACCGAAAUUA UUAAACGCG CCGCGUCAGACCGAAA CCGCGUCAGACCGAAAUUACGCG P R Q T E I K 21 R P R Q T E I T R 22 Flujo de informació información en la cé célula La posición de una mutación en la secuencia de un gen tendrá diferentes consecuencias funcionales 23 24 4 La clasificació clasificación de alelos en A y a esconde gran diversidad de cambios en las secuencias de ADN Mutació Mutaciónes de pé pérdida de funció función Mecanismos de las enfermedades recesivas • Generalmente por defectos en una enzima que por mutación resulta en una pérdida de función. Mecanismos de las enfermedades dominantes • • • Por mutación que resulta en una pérdida de función en proteínas reguladoras o de señalización celular. Por pérdida de una proteína estructural. Por mutación que da lugar a una forma anormal funcionalmente diferente (ganancia de función). Producto no es funcional o con funcionalidad muy reducida. Generalmente se asocian a fenotipos recesivos. Para la mayoría de los productos enzimáticos no importa la cantidad de producto, por lo que la mitad es perfectamente funcional. 25 26 Mutaciones de funcionalidad reducida Mutació Mutaciónes de pé pérdida de funció función dominantes cuando la cantidad de producto es crítica hay haploinsuficiencia (generalmente dominante) Dominantes negativos: un polipéptido no funcional interfiere con el producto normal en un heterocigota (en proteinas diméricas o multiméricas)) 27 28 Mutaciones de ganancia de funció función EL NUEVO DOGMA El producto hace algo anormal (una nueva función) Generalmente se asocian a fenotipos dominantes, pues el alelo normal no impide el funcionamiento anormal del alelo mutado Generalmente involucran mecanismos de regulación o señalización intracelular 29 30 5