Estudi de la replicació del DNA i de l'expressió del missatge genètic

1. DUPLICACIÓ DE L’ADN
TRANSCRIPCIÓ I TRADUCCIÓ
Unitat 10

2. Index
» DNA
1.Replicació del DNA
2.Teoria un gen-un enzim
3.Expressió del missatge genètic: Transcripció
4.Codi Genètic
5.Traducció

3. ADN

4. -Hipòtesi semiconservativa:
Watson&Crick
1- Duplicació de l’ADN

5. Experiment de Meselson i Stahl
Escherichia coli

6. 1.1- Què es necessita
• DNA- Polimerassa: Pot sintetitzar DNA in vitro
(PCR)
• Que necessita:
• Desoxiribonucleòtids: A, T, G i C
• Ions Mg2+
• Un patró de DNA (“template”)
• Un encebador (“Primer”)

8. 1.2- Problemes de la direcció de duplicació
in vivo
Experiment de Cairns
(1963):
-Bidireccional
-Un sol origen de replicació
Dilemes:
-La polimerassa no pot
sintetizar ADN sense
encebador
-Si els dos filament de la
forquilla creixen en
paral.lel, un ho ha de fer en
direcció 3´----5

9. 1968- Okazaki: solució al dilema
• Fragments d’Okazaki: sintetitzats per l’ARN
polimerassa que no necessita encebador i
després per l’ADN polimerassa
Animació Fragments Okazaki

13. 1.3- Procariotes

14. 1- Una Senyal d’inici
2- Helicasa: Trenca les ponts d’hidrogen entre filaments
– Tropoisomerasa: Elimina les tensions de la resta de l´ADN
enroscat
3- Proteïnes estabilitzadores (SSB): Mantenen la separació dels
dos filaments. FORQUETA DE REPLICACIÓ
– Tot aquest procés és bidireccional

15. 4- RNA Polimerasa (Primasa): Sintetiza un fragment d’ARN sobre el
motlle (encebador)
5- ADN Polimerassa III: Sintetitza ADN en direcció 5´-----3´. Aquest
filament és de creixement continu i conductor
Sobre l´altre motlle (ADN), es forma un filament d’ARN d’uns
40 nucleòtids sobre els que la polimerassa sintetiza l’ADN d’uns
mil nucleòtids (Fragments d’Okazaki)
6- La DNA polimerassa I retira l’ARN i omple els buits amb ADN
• La DNA Ligassa empalma els diferents fragments entre si
(filament de creixement discontinu i retardat).
7- Cada filament es sintetizat en part de forma continua i en part
de forma discontínua

16. Vídeo Replicació ADN
Video Replicació ADN II

17. 1.4- Duplicació en eucariotes
• Diferències respecte procariotes:
– ADN lligat a Histones: El filament motlle del
filament conductor es queden les histones i tots
dos s’enrotllen sobre els octàmers antics. El
filament motlle del retardat s’enrotlla sobre nous
octàmers d’histones
– ADN eucariotes més llarg: Hi ha vàries bombolles
de replicació (Replicons) i és un procés molt més
lent que en procariotes.

19. Expressió del missatge genètic

20. 2. La teoria un gen-un enzim
2.1- Investigació de Garrod
• Alcaptonuria: Artritis i ennegriment dels catílags
• Conceptes:
➢ Gen: Tros d’àcid nucleic que du informació per a un caràcter
➢ Locus: Lloc que ocupa un gen al cromosoma
➢ Diploide/haploide
➢ Gen dominant/gen recessiu
➢ Al.lel: Cadascun dels gens que ocupen un mateix locus
• Alcaptonuria : Malaltia hereditària Recessiva

22. 2.2- 1948. Beadle&Tatum

23. 3. Expressió del missatge genètic: Transcripció
Només tenen un tipus de RNA-polimerassa. Etapes:
- Iniciació: La RNA polimerassa s’associa a la regió promotor (seqüències de
nucleotids que no es transcriuen anomenades consens
- Allargament: 5’——-3’
- Finalització: La polimerassa reconeix una seqüència anomenada terminador.
- Maduració: Tan sols en el cas del RNAt i RNAr
3.1 Procariotes

24. 3.2 Eucariotes
• Vàries RNA Polimerasses
• Gens: Introns i exons
• RNAm madura

25. Resum transcripció Eucariotes
• 1- Iniciació: La Regió Promotor té
unes seqüències consens fixes:
CAAT i TATA). Aquí s’hi fixa l´ARN
polimerasa i factors de
transcripció (proteïnes)

27. • Finalitzazió

28. • Maduració: Nucli

29. Video transcripcio
Video transcripció 2

30. 4. Codi genètic
• Universal
• Degenerat
• Unidireccional (5’——3’)
• Tots els triplets tenen sentit
• No és ambigu

31. Descobriment
El codi genètic va ser descobert l'any 1961 pels
investigadors Niremberg i Khorana. Aquests investigadors
van sintetitzar oligonucleòtids (petites cadenes d'ARN) de
diferents mides i amb diferents seqüències i els van posar
en condicions perquè se sintetitzessin pèptids a partir de la
informació escrita. Van recollir per a cada cas el pèptid
resultant i van analitzar quins aminoàcids el componien, i
en quin ordre. Associant la seqüència de l'oligonucleòtid
amb la del pèptid i fent oligonucleòtids cada cop més
complexos van aconseguir determinar que cada tres
nucleòtids (codó) hi havia codificat un aminoàcid, i quines
seqüències de nucleòtids donaven lloc a cada aminoàcid.

32. 5. Traducció
Actors

33. Procès

35. Translation
Protein Synthesis
From DNA to protein
Interactive animation
Genes and how they work