bases moleculares 1

• Dogma central


  • Replicación del ADN se realiza por la enzima ADN polimerasa
  • Transcripción de ADN a ARN se realiza por la enzima transcriptasa
  • Traducción de ARN a proteína se lleva a cabo por los ribosomas
• Transcripción inversa


  Transcripción de ARN a ADN se realiza por retrotranscriptasa
• Replicación del ARN


  Se realiza por la enzima ARN polimerasa
• Prión


  Es una proteína que tiene la capacidad de inducir el malplegamiento y función de otras proteínas
• ADN


  • Es un polímero de nucleótidos
  • Nucleótido se conforma por base nitrogenada, grupo fosfato, azúcar desoxirribosa
  • Nucleósido se conforma por base nitrogenada y azúcar desoxirribosa
  • Doble hélice formada por dos cadenas anti-paralelas
• Síntesis de ADN


  1. ADN es sintetizado por la DNA polimerasa

  2. Iones de magnesio son cofactores necesarios de esta enzima

  3. ADN es degradado por nucleasas llamadas DNasas (endonucleasas y exonucleasas)
• Enrollamiento del ADN


  1. Cromatina: complejo ADN-proteína, da origen a los cromosomas

  2. Nucleosomas: ADN se enrolla en proteínas llamadas histonas

  3. Cromatosoma: nucleosoma con histona H1 que sirve para restringir el ADN

  4. Nucleosomas se compactan hasta formar los cromosomas
• Replicación del ADN


  1. Es semi-conservativa: hay una hebra madre y una hebra nueva

  2. Empieza en un origen y generalmente procede bi-direccionalmente

  3. Nueva cadena se sintetiza en dirección 5' a 3' por la ADN polimerasa, requiere un primer y tiene actividad exonucleasa

  4. Cadena líder se sintetiza continuamente y la cadena rezagada se sintetiza discontinuamente en fragmentos de okazaki

  5. Requiere enzimas y factores protéicos como helicasa, topoisomerasas, proteínas de unión, primasas, ligasa
• Iniciación de replicación


  • OriC: origen de replicación, 245 pb altamente conservadas
  • DUE: región rica en AT
  • Sitios R: sitios de unión de la proteína iniciadora DnaA
  • Sitios I: sitios de unión para proteínas IHF y FIS
  • Apertura de la hélice en la región DUE
  • Helicasa DnaB migra en dirección 5' a 3' desenrollando el ADN
  • Proteínas de unión SSB estabilizan el single stranded ADN
  • Topoisomerasa ADN girasa reduce el estrés topológico
  • ADN activo se encuentra acetilado
• Elongación de replicación


  1. En cadena líder, primasa DnaG sintetiza un primer de RNA

  2. En cadena rezagada, se pone un primer y la polimerasa sintetiza en sentido 5' a 3' en fragmentos de okazaki

  3. Primer es removido y reemplazado con ADN por la ADN polimerasa, nick es ligado por la ADN ligasa

  4. B clamp hace que se deslice fácilmente lo que incrementa la procesividad
• Terminación de replicación


  1. En procarionte, los 2 tenedores de replicación se encuentran en una región Ter con sitios de unión para proteínas Tur

  2. En eucarionte, es altamente regulada y hay proteínas que la regulan como ciclinas, helicasas

  3. Telómeros: secuencias repetitivas no codificantes en los extremos de cromosoma
• Transcripción de ADN a ARN


  1. No se requiere de un primer ya que existe el promotor

  2. Solo una cadena de ADN sirve como molde

  3. Transcripción se realiza por la ARN polimerasa que une nucleótidos para formar una cadena de ARN con dirección 5' a 3'

  4. Se requiere rotación de la cadena y topoisomerasas que resuelvan el superenrollamiento

  5. ARN polimerasa puede cometer más errores que la ADN Pol
• Iniciación de transcripción en procarionte


  1. Unión de la ARN polimerasa ocurre en un promotor con secuencias en elementos -10 y -35

  2. Región promotora se extiende de -70 a -30

  3. Secuencias consenso en -10 (caja TATA) y -35

  4. Upstream promoter UP: secuencia de reconocimiento rica en AT en -40 a -60

  5. Subunidad sigma se une a la ARN polimerasa y reconoce el promotor
• Elongación de transcripción


  Actividad de la ARN polimerasa es potenciada por factores de elongación
• Terminación de transcripción


  Hay 2 señales de terminación: rho independiente (forma estructuras hairpin) y rho dependiente (incluye secuencia rica en CA)
• ARN Polimerasa II en eucarionte


  • Tiene mayor procesividad ya que sintetiza ARNm
  • Necesita iones de magnesio para estar activa
  • Ayuda a mantener la cadena abierta
• Iniciación de transcripción en eucarionte


  1. TBP (proteína de unión a TATA) se une a la caja TATA con ayuda de TFIIB

  2. Luego se unen Pol II y TFIIF que guía a la polimerasa a sus promotores

  3. Finalmente se unen TFIIE y TFIIH para formar el complejo de iniciación
• Elongación de transcripción en eucarionte


  Actividad de la polimerasa es potenciada por factores de elongación que evitan la pausa de la transcripción
• Terminación de transcripción en eucarionte


  Pol II es desfosforilada y se desensambla, luego es reciclada
• Maduración del ARNm en eucarionte


  1. Añadir un cap 5' al inicio

  2. Añadir una cola de poli-A al final

  3. Cortar y quitar los intrones, pegar los exones
• Empalme de ARN


  • Intrones son reconocidos y eliminados por el espliceosoma
  • Exones que quedan son pegados para generar el ARNm final y maduro
• Aminoácidos


  • Carbón alfa unido a grupo amino, grupo carboxilo, átomo de hidrógeno y grupo R
  • Aminoácidos polares son hidrofílicos, aminoácidos no polares son hidrofóbicos
  • Cisteína tiene sulfhidrilo y puede formar puentes disulfuro
  • Glicina es el aminoácido más pequeño
  • Prolina tiene anillo que le da rigidez
• Código genético


  Hay 64 codones, 61 codifican aminoácidos, 3 son codones de paro, 1 codón de inicio es AUG-metionina
• Tipos de ARN


  • ARN mensajero (mRNA) codifica secuencia de aminoácidos
  • ARN de transferencia (tRNA) lee información codificada en mRNA y transfiere aminoácido apropiado
  • ARN ribosomales (rRNA) son constituyentes de ribosomas
• Ribosomas


  • Compuestos por proteínas y rRNA, tienen subunidad mayor y menor
  • Ribosomas eucariotas son más grandes que los procariotas
• tRNA


  • Cadena sencilla plegada en estructura tridimensional
  • Poseen entre 73 y 93 nucleótidos
  • Tienen 5 brazos: aminoácido, variable, D, anticodón, T u C
• Activación de aminoácidos


  1. Grupo carboxilo del aminoácido debe ser activado

  2. Aminoácido se une covalentemente a un tRNA específico, proceso ARP dependiente y usa la enzima tRNA aminoacil sintetasa
• Iniciación de traducción en procarionte


  1. ARNm se une a subunidad pequeña 30S y tRNA aminoacil iniciador

  2. Se une subunidad grande 50S

  3. tRNA aminoacil aparea bases con codón AUG del mRNA

  4. Proceso requiere GTP y es promovido por factores de iniciación
• Iniciación de traducción en eucarionte


  1. ARNm se une a subunidad pequeña 40S y tRNAMet

  2. Se une subunidad grande 60S

  3. Proceso requiere GTP y es promovido por 9 factores de iniciación
• Elongación de traducción


  1. Polipéptido se elonga por unión sucesiva de aminoácidos

  2. Cada aminoácido es transportado al ribosoma y posicionado correctamente por su tRNA
• Iniciación


  1. Formación del complejo de iniciación

  2. Se une el ARNm a la subunidad pequeña del ribosoma y al tRNA aminoacil iniciador

  3. Se une a esto la subunidad grande

  4. El tRNA aminoacil aparea sus bases con el codón AUG del mRNA dando la señal de comenzar el polipéptido

  5. Este proceso requiere de GTP (proporciona energía) y es promovido por proteínas cistólicas llamadas factores de iniciación
• Iniciación en procariontes y eucariontes


  • Subunidad pequeña 30s
  • Subunidad pequeña 40s
  • Subunidad grande 50s
  • Subunidad grande 60s
• tRNA-fMet


  Añade el primer aminoácido llamado formilmetionina en lugar de la metionina para darle más estabilidad a la cadena
• tRNAMet


  ARNt encargado de llevar la metionina al ribosoma
• Elongación


  1. El polipéptido se elonga por la unión sucesiva de aminoácidos

  2. Cada aminoácido es transportado al ribosoma y correctamente posicionado por su tRNA que aparea sus bases correctamente con el codon correspondiente en el ARNm

  3. La unión de cada aminoacil-tRNA entrante y el movimiento del ribosoma a lo largo del mRNA se ven facilitados por la hidrolisis de GTP a medida que se agrega cada residuo al polipéptido
• Terminación


  1. La terminación de la cadena polipeptídica está señalada por un codon de terminación en el ARNm

  2. El nuevo polipéptido se suelta del ribosoma con la ayuda de proteínas llamadas factores de liberación y el ribosoma es reciclado para otra ronda de síntesis

  3. Los factores de liberación reconocen los codones de terminación y caben perfectamente en el sitio P. Estos factores interfieren con la enzima que normalmente forman los enlaces peptídicos , hacen que agregue una molécula de agua al último aminoácido de la cadena. Esta reacción separa la cadena del ARNt y la proteína se libera
• Plegado y procesamiento postraduccional


  1. Para lograr su forma activa, el polipéptido debe plegarse cambiando su conformación tridimensional

  2. Antes de plegarse, el polipéptido necesita un procesamiento enzimático que incluye la remoción de uno o más aminoácidos, adición de un grupo acetil, fosforil, metil, carboxil, u otros grupos y/o unión de polisacáridos o grupos prostéticos
• ARN


  • Tiene una ribosa (cuenta con un hidroxilo en el carbono 2 de la pentosa)
  • Puede ser single stranded, double stranded, bulge loop, interior loop, hairpin, junctions
  • Su estructura cambia dependiendo de la función
• Tipos de ARN


  • mensajero, de transferencia, ribosomal, circular, macro. micro, cirna, no codificante
• microRNA


  • Son ARN pequeños no codificantes con una longitud de 21 nucleótidos
  • Regulan la expresión de proteínas
  • Actúan en el citoplasma
  • Su metabolismo empieza en el nucleo con un premiRNA, aquí es cortado (en el mismatch) después sale y vuelve a ser cortado para eliminar el hairpin, finalmente se degrada un strand para considerarse microRNA maduro
  • Funciones: mRNA target cleavage, transltional repression, mRNA deadenylation