Transcripción y traducción

1. Transcripción y Traducción

2. La herencia. Genética molecular.
•La transcripción: síntesis y
procesamiento (maduración) del ARN.
•Mecanismo general de la transcripción:
las ARN polimerasas y los promotores.
•La transcripción inversa.
•El código genético: características
generales y pruebas experimentales.
•Mecanismo general de la traducción.
Regulación de la expresión génica.

3. Criterios de evaluación
•Explicar el papel del ADN como portador
de la información genética, la naturaleza
del código genético y la relación con la
síntesis de las proteínas.

4. Transcripción en procariotas
•ADN ARNm en el citoplasma
•Catalizado por la enzima ARN polimerasa
5‘ 3‘
•Reconocimiento de la región promotora
en el ADN
•A partir del ARNm de sintetizan ARNr y
ARNt
•Simultáneamente se produce la
traducción

6. Un neutrófilo y bacterias Gram +.

7. ARNpolimerasa
3’
3’
5’
5’
ARN
ADN
La transcripción: Síntesis de ARN.
T A C A C G C C G A C G
U CGUG GGCUGCA
(i)

10. •ELONGACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN
•TERMINACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN
en E. coli

11. Transcripción en eucariotas
•ADN ARNm en el núcleo
•Hay 3 tipos de ARN polimerasas: I, II, III
•ARN polimerasa I: ARNr de la subunidad
grande
•ARN polimerasa II: ARNm
•ARN polimerasa III: ARNt y ARNr de la
subunidad pequeña

12. Región promotora: TATA o CAAT
Tras 30 nucleótidos se añade a 5´ una “caperuza”
formada por 7-metil guanosina triP (metil-GTP) para la
traducción
Existe un final (TTATTT)
En 3´se añade cola poliA por poli A polimerasa

13. T A C G A A C C G T T G C A C A T C
AUGCUUGGCAACGUG
Transcripción:
1- Iniciación: Una ARN polimerasa comienza la síntesis del precursor del ARN a
‑
partir de unas señales de iniciación "secuencias de consenso " que se encuentran
en el ADN.
ARNpolimerasa

14. T A C G A A C C G T T G C A C A T C
AUGCUUGGCAACGUG
Transcripción:
2. Alargamiento: La síntesis de la cadena continúa en dirección 5'®3'. Después
de 30 nucleótidos se le añade al ARN una cabeza (caperuza o líder) de
metil GTP en el extremo 5‘ con función protectora.
‑
m-GTP
ARNpolimerasa

15. AUGCU CGUG
Transcripción:
3- Finalización: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la región
terminadora del gen finaliza la síntesis del ARN. Entonces, una poliA polimerasa
‑
añade una serie de nucleótidos con adenina, la cola poliA, y el ARN, llamado
ahora ARNm precursor, se libera.
m-GTP
poliA-polimerasa
UAGAAAAA
ARNm precursor

16. ARNm
precursor
AAAAAA
AUG UAG
cola
4. Maduración (cont.): El ARNm precursor contiene tanto exones como intrones. Se
trata, por lo tanto, de un ARNm no apto para que la información que contiene sea
traducida y se sintetice la correspondiente molécula proteica. En el proceso de
maduración un sistema enzimático reconoce, corta y retira los intrones y las
ARN ligasas unen los exones, formándose el
‑
ARNm maduro.
ARNm
maduro
Cabeza

17. Región codificadora del gen
Promotor E1 I1 E2 I2 E3 Terminador

ADN
ARNm
precursor
ARNm
maduro
AAAAAA
AAAAAA
AUG UAG
AUG UAG
ATCTAC
Cabeza
Cabeza E1 I1 E2 I2 E3cola
cola
Maduración del ARNm (Visión de conjunto).

18. Los ARNm eucariontes maduros, poseen una caperuza que es agregada enzimáticamente y que consiste
en un residuo de 7-metilguanosina unido en el extremo inicial (5´) por un enlace trifosfato (5´-5´):
Figura: representación de la caperuza del ARNm.
Adición de la caperuza. Un nucleótido G modificado, denominado caperuza, se
adiciona al extremo 5' de la mayoría de los ARNm.La caperuza se mantiene en el
ARNm y su función está relacionada con la unión al ribosoma y la estabilidad del
ARNm.

19. Poliadenilación del extremo 3'. Una cola de nucleótidos A, generalmente de
100-200 bases de longitud, se adiciona al extremo 3' de la mayoría de preARNm
eucarióticos. La cola poli(A), que no está codificada en el ADN, se mantiene
también en el ARNm que se exporta al citoplasma (su función es transportar el
ARNm al citoplasma).

20. El transcrito primario del gen de la ovoalbúmina de pollo tiene 7700 nucleótidos
de longitud, pero el ARNm maduro traducido en el ribosoma tiene sólo 1872 nucleótidos.

22. Autoprocesamiento de un intrón

23. http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120077/bio25.swf
Animación de transcripción y traducción McGraw-Hill

24. Maduración

25. Transcripción inversa

26. EL CÓDIGO GENÉTICO
• El código genético: características
generales.
• Mencionar la existencia de algunas
excepciones al código genético
(mitocondrias y ciliados) pero dejando
clara la universalidad del mismo.
•Comentar la aportación de Severo Ochoa.
•No hay que memorizar ningún triplete.

28. Definición código genético
Es la regla de correspondencia
que existe entre la secuencia
de tripletes del ARNm con la
secuencia de aminoácidos en
las proteínas.

29. El código genético tiene una serie de características:
Es universal, pues lo utilizan casi todos los seres vivos conocidos. Solo
existen algunas excepciones en unos pocos tripletes en bacterias.
No es ambigüo, pues cada triplete tiene su propio significado
Todos los tripletes tienen sentido, bien codifican un aminoácido o bien
indican terminación de lectura.
Es degenerado, pues hay varios tripletes para un mismo aminoácido, es
decir hay codones sinónimos.
Carece de solapamiento, es decir los tripletes no comparten bases
nitrogenadas.
Es unidireccional, pues los tripletes se leen en el sentido 5´-3´.
http://www.ucm.es/info/genetica/AVG/problemas/Codigen.htm

30. •Usos incorrectos.La expresión "código genético"
es frecuentemente utilizada en los medios de
comunicación como sinónimo de genoma, de
genotipo, o de ADN. Frases como "Se analizó el
código genético de los restos y coincidió con el
de la desaparecida", o "se creará una base de
datos con el código genético de todos los
ciudadanos" son científicamente absurdas.

31. Excepciones a la Universalidad del Código
Organismo Codón
Significado en
Código
Nuclear
Significado en
Código
Mitocondria
l
Todos UGA FIN Trp
Levadura CUX Leu Thr
Drosophila AGA Arg Ser
Humano, bovino AGA, AGC Arg FIN
Humano, bovino AUA Ile
Met
(iniciación)
Ratón
AUU, AUC,
AUA
Ile
Met
(iniciación)
El código genético mitocondrial es la única excepción a la universalidad del
código, de manera que en algunos organismos los aminoácidos determinados
por el mismo triplete o codón son diferentes en el núcleo y en la mitocondria.

32. Severo Ochoa Severo Ochoa The Nobel Prize in
Physiology or Medicine 1959
"for their discovery of the mechanisms in the biological synthesis of
ribonucleic acid and deoxyribonucleic acid"
Arthur Kornberg

33. LA TRADUCCIÓN
•La Traducción: mecanismo general. Hay que hablar
de la activación de los aminoácidos y de su unión al
ARNt (muy breve pero citar las aminoacil-ARNt
sintetasas). Explicar claramente el concepto de unión
codon-anticodon.
•Somera descripción de las 3 fases da traducción:
iniciación, elongación y terminación.
•Dos detalles importantes: la traducción empieza en
el extremo 5' del ARNm y todas las proteínas
inicialmente tienen como primer aminoácido Met
debido a que viene codificado por AUG (codón de
iniciación).
• Comentar que la acción antibacteriana de
determinados antibióticos es debida a su inhibición
de la traducción.

34. RIBOSOMAS

36. Subunidad grande
Subunidad pequeña
ARNm
5'
3'

37. Primera imagen tridimensional de un ribosoma híbrido

38. Premio Nobel Química 2009
El indio Venkatraman Ramakrishkan,
el estadounidense Thomas A. Steiltz
y la israelí Ada Yonath

39. Estos tres científicos, que curiosamente nunca han trabajado juntos,
consiguieron descubrir cómo se producen las proteínas en las células. Lo
consiguieron a través de la cristalografía de los rayos X, conociendo la
estructura en tres dimensiones del ribosoma, la encargada de que en la célula
se fabriquen las proteínas.
Como siempre, los premios Nobel premian a aquellas personas que han
contribuido significativamente al bienestar de la sociedad, y gracias a los
trabajos de estos tres científicos ahora se sabe cómo actúan los antibióticos
en las células de las bacterias, lo que es un primer paso para luchar contra la
preocupante resistencia bacteriana contra los fármacos.
Sus investigaciones han ayudado a conocer las diferencias entre los
ribosomas de las células bacterianas y las humanas, por lo que gracias a este
hallazgo ahora es posible diseñar nuevos antibióticos que atacan únicamente
a los organismos peligrosos.

40. Ribosomes and Polyribosomes - liver cell (TEM x173,400)
www.DennisKunkel.com

41. Rough Endoplasmic Reticulum with Ribosomes (TEM x61,560).

42. The endoplasmic reticulum. Rough endoplasmic reticulum is on the left,
smooth endoplasmic reticulum is on the right.

43. Estructura del ARN de transferencia

45. •Hablar de la activación de los aminoácidos y su
unión al ARNt (muy breve pero citar las aminoacil-
ARNt sintetasas).
El aminoácido se liga a su correspondiente ARNt por la acción
de una enzima llamada aminoacil-ARNt sintetasa, que cataliza la unión
Existen 20 amínoacil – ARNt sintetasas diferentes
Por ejemplo, leucinil-ARNtLeu, lisinil-ARNtlys, fenilalanil-ARNtPhe.
metionil-ARNtMet, etcétera.
http://www.maph49.galeon.com/sinte/addaa.html

46. http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120077/micro06.swf
http://www2.uah.es/biomodel/biomodel-misc/anim/inicio.htm#transcri
Síntesis de proteinas
http://www.maph49.galeon.com/sinte/initani.html
http://www.maph49.galeon.com/sinte/elongani.html

50. • Comentar que la acción antibacteriana de determinados
antibióticos es debida a su inhibición de la traducción
•Los antibióticos son sustancias, generalmente producidas por
microorganismos, que tienen la capacidad de inhibir el crecimiento
bacteriano (bacteriostáticos) o de matar a las bacterias
(bactericidas)
•Se conoce una gran variedad de antibióticos y se sabe que actúan
mediante uno o más modos de acción:
1.Inhibiendo la síntesis de la pared celular (penicilina, bacitracina)
2.Interfiriendo la síntesis de ácidos nucleicos (actinomicina D, griseofluvina)
3.Deteriorando la membrana celular (polimixinas)
4.Inhibiendo la síntesis de proteinas (cloranfenicol, estreptomicina,
eritromicina, tetraciclina)
- se unen a la subunidad 30s
- se unen a la subunidad 50s
- interfieren a los factores de elongación
http://pathmicro.med.sc.edu/Spanish/chapter6.htm

51. • transcripción-traducción acopladastranscripción-traducción acopladas
• Expresión génica se regula principalmente en la Expresión génica se regula principalmente en la
transcripcióntranscripción
• ausencia de intronesausencia de intrones
En procariotas :En procariotas :

52. Premios Nobel de Fisiología y Medicina 1965
Por sus descubrimientos en relación con el control
genético de la síntesis de enzimas.
Francois Jacob Jacques Monod

53. Modelo del Operón
•Un operón es una unidad de transcripción
regulada coordinadamente en bacterias.
•El modelo operón fue propuesto por
Jacob, Monod y Wollman basado en sus
estudios genéticos y bioquímicos sobre
las mutaciones de E. coli que requieren
lactosa.

55. http://www.biologia.arizona.edu/molecular_bio/problem_sets/mol_genetics_of_prokaryotes/01t.html
El modelo del operón
•Un operón es una unidad del cromosoma bacteriano formado por los siguientes
componentes:
•1. Un gen regulador
El gen regulador codifica una proteína reguladora, el represor. El represor lac,
codificado por el gen lacI, es la proteína reguladora del operón lac.
•2. Un operador
El operador es la región de DNA en el operón a la que se une la proteína reguladora.
•3. Un promotor
El promotor es la secuencia de DNA en el operón reconocida por la RNA polimerasa
dependiente del DNA. El lugar de iniciación para la síntesis del RNA está situado
inmediatamente tras el promotor. El gen de la RNA polimerasa dependiente de
DNA no es parte del operón, ya que la RNA polimerasa transcribe todos los
operones bacterianos.
•4. Genes estructurales
El operón contiene uno o más genes que codifican enzimas inducibles. El operón
lactosa codifica las enzimas necesarias para el metabolismo de la lactosa,
incluyendo ß-galactosidasa,ß-galactósido permeasa y ß-galactósido transacetilasa.
•5. Gen terminador o finalizador

56. http://www.biologia.arizona.edu/molecular_bio/problem_sets/mol_genetics_of_prokaryotes/02t.html

57. Regulador
Operó
n
LAC
Operador Gen x Gen a

Gen y
ARNm
Represor
activo
Si no hay lactosa los
Genes no se transcriben
Regulación del operón LAC en E. coli . Si no hay lactosa el represor está en su forma activa, y los genes
estructurales no se transcribe, con lo que la célula no tendrá los enzimas para metabolizarla.
Promotor
ARNpolimerasa

58. Regulador
Operó
n
LAC
Operador Gen x Gen a

Gen y
ARNm
Represor
Transcripció n
Traducció n
Enzimas para
metabolizar la
lactosa
Lactosa
Represor
inactivo
Regulación del operón LAC en E. coli. Si hay lactosa, esta se une al represor y lo inactiva. El operador, al
estar libre, desencadena la transcripción de los genes estructurales, con lo que se sintetizarán las enzimas
necesarias para metabolizar la lactosa. Cuando haya desaparecido la lactosa el represor volverá a su estado
activo y dejarán de transcribirse los genes x, y y a.
Operó
n
LAC
Promotor
ARNpolimerasa