La replicación del ADN

"La replicación del ADN" 1. ¿En qué consistió el experimento de Frerecik Griffith y cual fue la conclusión a que llegó? 2. ¿Cuales fueron los aportes de Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty en el  descubrimiento del ADN? 3. ¿En qué consistió el experimento de Meselson y Stahl y cuál fue la conclusión a la que llegaron? 4. ¿Expliquen como se lleva a cabo el proceso de replicación del ADN? Cuando una célula cé lula se divide en dos células iguales, e l ADN tiene que replicarse. La replicación es el proceso de copia de una molécula de ADN, que resulta en dos moléculas de ADN exactamente iguales. En la replicación, cada una de las cadenas de la doble hélice sirve de molde para sintetizar  la cadena complementaria. Es común denominar el proceso replicación semiconservativa,  porque cada molécula de ADN resultante posee una cadena antigua y una nueva. Este proceso se realiza en tres t res etapas: - iniciación - elongación - terminación 1. Iniciación Consiste en formar una burbuja de replicación, rep licación, cuyos extremos son dos do s horquillas: a) Proteínas iniciadoras localizan el sitio denominado o rigen de replicación, una secuencia abundante en bases A y T, y se unen a él. En procariontes hay solamente un o rigen de replicación en el cromosoma cro mosoma circular. En eucariontes hay muchos orígenes de replicación a lo largo de cromosomas lineales.  b) Enzimas helicasas separan las cadenas de ADN y avanzan en a mbos sentidos por la doble hélice, rompiendo los puentes de hidrógeno que mantienen unidas a ambas cadenas. c) Enzimas topoisomerasas se unen a las cadenas sencillas, y mediante corte y reenlace relajan el enrollamiento adicional producido por la separación de las cadenas. d) Proteínas de unión a cadena sencilla previenen la reformación de una doble hélice, y  permiten el acceso del de l aparato de síntesis. e) La enzima primasa sintetiza una cadena corta de ARN, denominada cebador, que  proporciona un extremo 3'-OH sobre el e l cual puede iniciar la síntesis de ADN.

2.

Elongación En cada burbuja de replicación, holoenzimas ADN polimerasas sintetizan las cadenas complementarias: a) Holoenzimas ADN polimerasas sintetizan las cadenas complementarias de a mbas cadenas separadas, y avanzan bidireccionalmente por ambas horquillas de replicación, agrandando la burbuja. Pero la síntesis de ADN ocurre únicamente en la d irección 5' --> 3'.  b) En una cadena de la burbuja, la síntesis es continua y se le denomina cadena adelantada;  pero en la otra, la síntesis es discontinua po r fragmentos de Okazaki y se le denomina cadena atrasada. c) Los cebadores son reemplazados por ADN. Las holoenzimas ADN polimerasas de eucariontes son mucho más complejas que las de  procariontes. No sólo sintetizan el ADN, también revisan nucleót ido por nucleótido la complementariedad exacta de las bases, reparan las bases mal apareadas y sustituyen los cebadores por ADN. d) La enzima ADN ligasa une progresivamente los fragmentos de Okazaki. 3. Terminación de síntesis En procariontes, la terminación ocurre cuando la burbuja de replicación ha recorrido todo el cromosoma circular. En eucariontes, la terminación ocurre cuando las burbujas de replicación se encuentran y llegan a los extremos del cromosoma lineal, o cuando el proceso se detiene por una proteína de terminación.

 SEGUNDA EXPOSICIÓN: "El proceso de la transcripción o síntesis del ARN mensajero" 1. ¿Cuales son las características generales del proceso de la transcripción?

EN PDF. 2. ¿Expliquen como se lleva a cabo el proceso de la transcripción o síntesis del ARN  mensajero? LA TRANSCRIPCIÓN o SÍNTESIS DE ARN 

El ADN también tiene la información para la producción de proteínas en la célula. Este proceso se lleva acabo mediante el proceso denominado transcripción. ¿QUÉ ES LA TRANSCRIPCIÓN? La transcripción es el proceso a través del cual se forma el ARN m a partir de la información del ADN con la finalidad de sintetizar proteínas.

El ADN, como sabemos, presenta dos cadenas de polinucleótidos. En la síntesis o transcripción del ADN participa una de sus cadenas, que recibe el nombre de cadena molde, mientras que la otra cadena se le denomina complementaria. A G T C A G T C 1. ADN MOLDE Indica cuál de Las dos cadenas T C A G T C A G Participa en

La transcripción 2. ADN COMPLEMENTARIO

¿CÓMO SE REALIZA LA TRANSCRIPCIÓN? Se inicia cuando el ADN se abre por efecto de la enzima ARN polimerasa (ARNpol) dejando libre al  ADN molde e iniciando el proceso de alargamiento del ARN m, mediante la complementariedad con la cadena molde del ADN: donde va la ³A´ se coloca la ³T´, donde va la ³T´ se coloca la ³U´, donde va la ³G´ se coloca la ³C´ y donde va la ³C´ se coloca la ³G´. En el ADN existen secuencias específicas que indican al ARNpol donde termina la lectura del gen y provocan la culminación de la síntesis del ARN m. El primer triplete de bases del ADN que codifica el primer aminoácido del GEN (esto lo realiza en el siguiente paso denominado TRADUCCIÓN) es TAC, por lo que el primer codón del ARN m es AUG. Los tripletes de bases de terminación presentes al final de cada gen son ATT, ATC ó ACT, que en la secuencia del ARN m se transcribirán como:

Tripletes de terminación en

ATT

ADN Codones del ARN

m

ATC

ACT

¿CÓMO SE REALIZA LA MADURACIÓN DEL ARN? En los procariontas, una vez formada la molécula de ARN o incluso antes de finalizar su síntesis, empieza a ser traducida en proteínas. En cambio, en las eucariontas, antes de transformarse en  ARNm, ARNt, y ARNr , y traducirse en proteínas, tiene que pasar por un proceso de maduración. La maduración del ARN primario, se realiza en el núcleo de la célula, los ARN que resulten serán más cortos que el primario. Existen segmentos que se mantienen en el ARN maduro, a éstos se les llama EXONES, mientras que los que son descartados se llaman INTRONES.  Al madurar el ARN adopta dos formas: ARN m y ARNt, éstos se convierten en los verdaderos ejecutores de las órdenes dadas por el ADN para la SÍNTESIS DE PROTEÍNAS.

3. ¿En que consiste el proceso de la maduración post-transcripcional? La maduración pos-transcripcional es el conjunto de m ecanismos por los cuales pasa un RNA mensajero (mRNA) antes de ser exportado al citoplas ma y ser traducido en proteína. Los tres principales son: Splicing: se excinden (cortan, eliminan) los intrones. Capping: se coloca un nucleotido de guanina en el extremo 5' del mRNA el cual se une con un enlace 5'-5' (contrario al enlace común de 5'-3') Poliadenilación: se coloca en el extremo 3' del mR NA una cola larga de muchos nucleotidos de adenina (el poli-A)

Con esto, el mensajero está listo para ser exportado.

"La síntesis de proteínas" 1.¿Como definiría usted la síntesis de proteínas? Se conoce como síntesis de proteínas al proceso por el cual se componen nuevas proteínas a  partir de los veinte aminoácidos esenciales. En estre proceso, se transcribe el ADN en ARN. La síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas situados en el citoplasma celular. Aminoacidos en sintesis de proteinas En el proceso de síntesis, los aminoácidos son transportados por ARN de transferencia correspondiente para cada aminoácido hasta el ARN mensajero donde se unen en la  posición adecuada para formar las nuevas proteínas. Al finalizar la síntesis de una proteína, se libera el ARN mensajero y puede volver a ser  leido, incluso antes de que la síntesis de una proteína termine, ya puede comenzar la siguiente, por lo cual, el mismo ARN mensajero puede utilizarse por varios ribosomas al mismo tiempo. A continuación puedes ver más información sobre en qué consiste el proceso de la síntesis de proteínas, cuales son sus fases y los pasos que se realizan en cada fase de la síntesis de  proteinas.

2. ¿Explique como fluye la información genética para que se sinteticen las proteínas?

3. ¿Qué tipos de ARN intervienen en la síntesis de proteínas y cuáles la función de cada uno de ellos? SINTESIS DE PROTEINAS Describir la síntesis de proteínas y del DNA dentro de una célula es como describir un círculo: el DNA dirige l a síntesis del RNA; el RNA dirige la sín tesis de proteínas y, finalmente, una serie de proteínas específicas catalizan la síntesis tanto del DNA como del RNA. Las instrucciones para construir las proteínas están codificadas en el DNA y las células tienen que traducir dicha información a las proteínas. El proceso consta de dos etapas: 1.

TRANSCRIPCION: la transcripción es el proceso durante el cual la información genética contenida en el DNA es copiado a u n RNA de una cadena única llamado RNA-mensajero. La transcripción es catalizada por una enzima llamada RNA-polimerasa. El proceso se inicia separándose una porción de las cadenas de DNA: una de ellas, llamada hebra sentido es utilizada como molde por la RNA-polimerasa para incorporar nucleótidos

con bases complementarias dispuestas en la misma secuencia qu e en la hebra anti-sentido, complementaria de la hebra sentido inicial. La única diferencia consiste en que la timin a del DNA inicial es sustituída por uracilo en el RNA mensajero. Así, por ejemplo, una secuencia ATGCAT de la hebra sentido del DNA inical producirá una secuencia UACGUA. Además de las secuencia de nucleótidos que codifican proteínas, el RNA mensajero copia del DNA inicial unas regiones que no codifican proteínas y que reciben en nombre de intrones. Las partes que codifican proteínas se llaman exones. Por lo tanto, el RNA i nicialmente transcrito contiene tanto exones como intrones. Sin embargo, antes de que abandone el nú cleo para dirigirse al citoplasma donde se encuentran los ribosomas, este RNA es procesado mediante operaciones de "corte y empalme", eliminándose los intrones y uniéndose entre sí los exones. Este RNA-m maduro es el que emigra al citoplasma. Un úni co gen puede codificar varias proteínas si el RNA-m inicial puede ser cortado y empalmado de diversas formas. Esto ocurre, por ejemplo, durante la diferenciación celular en donde las operaciones de corte y pegado permite producir diferentes proteínas. Además de utilizarse como molde para la síntesis del RNA-m, el DNA también permite la obtención de otros dos tipos de RNA:

1. El RNA de transferencia (t-RNA) que se une específicamente a cada u no de los 20 aminoácidos y los transporte al ribosoma para incorporarlos a la cadena polipeptídica en crecimiento.

2. El RNA ribosómico (r-RNA) que conjuntamente con las proteínas ribosómicas constituye el ribosoma.

TRADUCCION: El m-RNA maduro contiene la información para que los aminoá cidos que constituyen una proteína en vayan añadiendo según la secuencia correcta. Para ello, cada triplete de nucleótidos consecutivos (codón) especifica un aminacido. Dado que el m-RNA contiene 4 bases, el número de combinaciones posibles de grupos de 3 es de 64, número más que suficiente para codificar los 20 aminoácidos. De hecho, un aminoácido puede ser coficado por varios co dones. La síntesis de proteínas tiene lugar de la manera siguiente: o

o

o

Iniciación: Un factor de inicia ción, GPT y metionil-tRNA[Met] forman un complejo que se une a la subunidad ribosómica grande. A su vez, el m-RNA y la subunidad ribosómica pequeña se unen al encontrar esta última el codón de iniciación que lleva el primero. A continuaci ón ambas subunidades ribosómicas se unen. El metionil-tRNA[met] está posicionado enfrente del codón de iniciación (AUG). El GPT y los factores d e iniciación de desprenden quedando el tRNA[Met] unido al ribosoma. Elongación: Un segundo aminoacil-tRNA (en el ejemplo Phe-tRNa[Phe]) se coloca en la posición A de la subunidad grande del ribosoma. Un complejo activado por GPT se o cupa de formar el enlace peptídico quedando el peptido en crecimiento unido al a minoacil-tRNA entrante. Al mismo tiempo, el primer t-RNA se separa del primer aminoácido y del p unto P del ribomosa. El ribosoma se mueva un triplete hacia la derecha, con los que el peptidil-tRNA[Phe] queda unido al punto P que había quedado libre. Un tercer aminoacil-tRNA (en el ejemplo Leu-tRNA[Leu]) se coloca en la posición A y se repite el proceso de formación del enlace peptidico, quedando el peptido en crecimiento unido al Leu-tRNA[Leu] entrante. Se separa el segundo t-RNA del segundo aminoacido y del punto P del ribosoma. Terminación: el m-RNA que se está traduciendo lleva un codón de terminación (UAG). Cuando el ribosoma llega a este codón, la proteína ensamblada es liberada y el ribosoma se fragmenta en sus subunidades quedando l isto para un nuevo proceso.

4. ¿Cúales son las etapas del proceso de la traducción o biosíntesis de proteínas y en que consiste cada una de ellas?

 SEGUNDA EXPOSICIÓN: "El código genético" 1. ¿Qué es un triplete o codón? 2.¿Explique como se lee el código genético? 3. ¿Si un codón codifica un aminoácido, y si existen 20 aminoácidos en la naturaleza, como explica usted que existan 64 codones? 3. ¿Por que el código genético es degenerado? 4. ¿Por que se dice que el código genético tiene caracter universal? 5. ¿Cuales son las diferencias del código genético con respecto al código genético mitocondrial?