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    Material genético Material genético Presentation Transcript

    • INFORMACIÓN GENÉTICA Y PROTEÍNAS Diego Iriarte León Biología y Ciencias Naturales 1
    • Objetivos.Explicar como el ADN es el material que especifica laspropiedades hereditarias de cada especie, su conservación y suscambios evolutivos.Describir la estructura del ADN.Distinguir la composición química de los ácidos nucleicos. 2
    • Material genético.El material genético corresponde a una molécula que debecumplir con tres propiedades:Capacidad de autoduplicación.Capacidad de almacenar información.Capacidad de variar la información.De las moléculas orgánicas que forman parte de los seres vivos(proteínas, glúcidos, lípidos y los ácidos nucleicos) la única quecumple las propiedades corresponde a los ácidos nucleicos. 3
    • Células procariotas ADNMaterial genético Células eucariotas ADN Virus ARN y ADN 4
    • ¿Qué es el ADN?El ADN (ácidodesoxirribonucleico) es unamolécula poliméricaformada por unidadesbásicas (monómeros)llamadas nucleótidos. ElADN contiene lainformación hereditaria quese transmite de generaciónen generación. 5
    • Los nucleótidos seencuentran formados porun grupo fosfato, unapentosa y una basenitrogenada. 6
    • El modelo de Watson y Crick ESTRUCTURA DE LA MOLÉCULA DE ADN. Información conocidaEl ADN está formado por nucleótidos.Cada nucleótido está formado por un grupo fosfato, una pentosa(desoxirribosa) y una base nitrogenadaExiste una proporción entre las bases nitrogenadas: A=T; C=G. 7
    • Características del modelo de Watson y Crick:1.Doble hebra polinucleotídica.2.Posee un dextrogiro alrededor de un eje central.3.Las hebras son antiparalelas.4.Posee polaridad determinada por los carbonos 5’ y 3’ de la pentosa.5.Las hebras son complementarias.6.En un giro completo se encuentran 10 bp (pares de bases). 8
    • 9
    • Características. Valores esperados. Diámetro 20 Å o 2 nm Ángulo de giro 36ºLongitud del giro 34 ÅDistancia entre bp 0,34 nm 10
    • 11
    • Dogma central de la Biología Molecular.El dogma central define el paradigma de la biología molecular: elmaterial genético se perpetúa en el tiempo confiriendo identidad a lasespecies, y el código que contiene se expresa en la biosíntesis deproteínas.Son tres los procesos responsables de la herencia de la informacióngenética:Perpetuación de la información genética e identidad de lasespecies: Ocurre mediante el mecanismo de replicación del DNA, quepermite que la molécula de DNA se autoduplique generando copiasidénticas.Expresión ó decodificación de la información: Ocurre en dos etapas,1.- primero una transcripción, generándose copias de RNAss cuyasecuencia es idéntica a una de las hebras del DNA; las 3 clasesprincipales de RNA que se generan son los RNA mensajeros (RNAm),RNA de transferencia (RNAt) y RNA ribosomales (RNAr).2.- La otra etapa es la traducción, que traduce un lenguaje contenidoen un código de nucleótidos del RNAm en un producto polipeptídicoque está formado por una secuencia específica de aminoácidos. 12
    • Replicación del ADN.La replicación es un proceso que permite formar nuevasmoléculas a partir de una molécula patrón; otra forma deexpresarlo es decir que corresponde a la duplicación de latotalidad de los genes que posee una célula para que pasen encantidades equitativas a las células hijas.La replicación asegura la continuidad de la información genéticadurante el crecimiento y la reparación de tejidos, como tambiénasegurar la herencia genética. 13
    • Replicación. La replicación es proceso semiconservativo, en donde una de las hebras sirve de molde para formar la nueva molécula. El proceso se puede dividir en cinco etapas:1.Abrir la molécula de ADN.2.Formar el cebador de ARN.3.Ensamblado de la hebra complementaria.4.Remoción del cebador.5.Unión de los fragmentos de Okazaki. 14
    • 15
    • 16
    • 17
    • Eukaryotic promoters Promoter5! 3!3! 5! TATA box Start point Template DNA strand Several transcription factors Transcription factors5! 3!3! 5! Additional transcription factors RNA polymerase II Transcription factors5! 3!3! 5! 5! RNA transcript Transcription initiation complex 18
    • Promoter Transcription unit5! 3!3! 5! DNA Start point RNA polymerase Initiation Elongation Non-template5! 3! strand of DNA3! 5! RNA nucleotides RNA Template strand Unwound of DNA RNA tran- DNA polymerase script Elongation 3! 3! end Rewound DNA 5!5! 3!3! 5! 5! RNA 5! Direction of transcription transcript ( downstream ) Template strand of DNA Termination Newly made RNA5! 3!3! 5! 5! 3! Completed RNA transcript 19
    • Protein-coding segment Polyadenylation signal 5!5! Cap 5! UTR Start codon Stop codon 3! UTR Poly-A tail 20
    • 5! Exon Intron Exon Intron Exon 3!Pre-mRNA 5! Cap Poly-A tail 1 30 31 104 105 146 Introns cut out and Coding exons spliced together segment 5! Cap Poly-A tail 1 146 5! UTR 3! UTR 21
    • RNA transcript (pre-mRNA)5! Exon 1 Intron Exon 2 Protein snRNA Other proteins snRNPs Spliceosome 5! Spliceosome components Cut-out intron mRNA 5! Exon 1 Exon 2 22
    • Gene 2DNAmolecule Gene 1 Gene 3DNA strand 3! 5!(template)TRANSCRIPTIONmRNA 5! 3! Codon TRANSLATIONProtein Amino acid 23
    • 24
    • P site (Peptidyl-tRNAbinding site) A site (Aminoacyl- tRNA binding site) E site (Exit site) E P A Large subunit mRNA binding site Small subunit Schematic model showing binding sites 25
    • Exit tunnel Growing tRNA polypeptide molecules Large subunit E P A Small subunit 5! mRNA 3! Computer model of functioning ribosomeP site (Peptidyl-tRNAbinding site) A site (Aminoacyl- tRNA binding site) E site (Exit site) E P A Large subunit mRNA binding site Small subunit Schematic model showing binding sites Amino end Growing polypeptide Next amino acid to be added to polypeptide chain E tRNA mRNA 3!5! Codons Schematic model with mRNA and tRNA 26
    • Amino end Growing polypeptide Next amino acid to be added to polypeptide chain E tRNA mRNA 3! 5! CodonsSchematic model with mRNA and tRNA 27
    • Large ribosomal subunit P site Met MetInitiator tRNA GTP GDP E A mRNA 5! 5! 3! 3! Start codon Small ribosomal mRNA binding site subunit Translation initiation complex 28
    • Large ribosomal subunit P site Met Me tInitiator tRNA GTP GDP E A mRNA 5! 5! 3! 3! Start codon Small ribosomal mRNA binding site subunit Translation initiation complex 29
    • Release factor Free polypeptide 5!" 3!" 3!" 3!"5!" 5!" Stop codon (UAG, UAA, or UGA) Cuando el ribosoma alcanza un El factor de liberación hdroliza la Las dos subunidades y los codón de stop en el mRNA, el sitio unión entre el ARNt en el sitio P y otros componentes que se A del ribosoma acepta una proteina el último aminoácido de la cadena mantenian ensamblados, se llamada Factor de liberación del de polipéptidos. El polipéptido se disocian. ARNt. libera del ribosoma. 30
    • Amino Polypeptide acids tRNA with amino acid attached Ribosome tRNA Anticodon5! Codons 3! mRNA 31
    • Completed Growing polypeptides polypeptidesIncomingribosomalsubunits Polyriboso me Start of mRNA End of (5! end) mRNA (3! end) An mRNA molecule is generally translated simultaneously by several ribosomes in clusters called polyribosomes. Ribosomes mRNA 0.1 µ m This micrograph shows a large polyribosome in a prokaryotic cell (TEM). 32
    • Ribosomes mRNA Signal peptide ER membraneSignal-recognition Signal peptide Proteinparticle SRP removed(SRP) receptor proteinCYTOSOLER LUMEN Translocation complex 33