1. Del ADN
a las
proteínas

2. DEL ADN A LAS PROTEÍNAS
1.- EL ADN COMO MATERIAL HEREDITARIO
2.- ESTRUCTURA DEL GENOMA Y SU EXPRESIÓN
3.- FLUJO DE INFORMACIÓN GENÉTICA
4.- TRANSCRIPCIÓN: SÍNTESIS DEL ARN
5.- MADURACIÓN DEL ARN
6.- EL CÓDIGO GENÉTICO
7.- EL PROCESO DE TRADUCCIÓN. SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
8.- REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA

3. El ADN como material
hereditario
Bacteria con
cápsula
(virulenta)
Tipo S
Bacterias S
muertas por
calor
Tipo R
Bacteria sin
cápsula
(no virulenta)
Bacterias S
muertas por
calor
Bacterias R
vivas
1 2
3 4
De los ratones muertos se extraen
bacterias vivas de la cepa S
De los ratones inoculados no se
extraen bacterias vivas
De los ratones inoculados no se
extraen bacterias vivas, pues no
crecen en el animal.
De los ratones muertos se extraen
bacterias vivas de la cepa S
Experimentos de Griffith 1928

4. AVERY, McLEOD Y McCARTHY (1944).
Avery, McLeod y McCarthy aislaron a partir de los extractos de
neumococos SIII (virulentos) muertos por calor cinco fracciones distintas
con el mayor grado de pureza posible en la época. Estas cinco fracciones
diferentes fueron una correspondiente a Polisacáridos, otra de Lípidos,
una de Proteínas, otra de ARN y otra de ADN.
el Principio Transformante detectado por Griffith debe ser el ADN.
Con cada una de estas fracciones
procedentes de SIII intentaron
transformar las células RII vivas
en SIII. Comprobaron que
ninguna de las fracciones era
capaz de transformar los
neumococos RII en SIII excepto la
fracción químicamente pura que
contenía ADN (ácido
desoxirribonucleico).

5. Hershey y Chase
Bacteriófago T4
En 1952, identificaron al ADN como el material genético
mediante un experimento de bacteriófagos, pero ¿QUE
ES UN BACTERIÓFAGO? son virus que afectan a las
bacterias, formados por una sola estructura proteica,
compuesta por la cabeza, cuello, cola, espícula placa
basal, fibras de cola y ADN que se encuentra en el área
de la cabeza.

6. Para la identificación del
material genético, Hershey y
Chase utilizaron al fago t2 el
cual infecta a la bacteria
Escherichia coli, usando
marcadores como el P32
que se puede recuperar
despues de la multiplicación
del fago t2 en el ADN y el
S35 que se puede recuperar
en la estructura proteica
determinando así que solo el
ADN se transmitía a sus
descendientes

7. 1948 Edward Lawrie Tatum y George Wells Beadle
muestran que los genes codifican las proteínas
Establecen una relación directa entre la
molécula de ADN y la secuencia de
aminoácidos de una enzima: “un gen, una
enzima”.
No todas las proteínas son enzimas y hay
proteínas formadas por varias cadenas
polipeptídicas. La hipótesis se transforma:
“un gen, una cadena polipeptídica”.
Neurospora crassa, moho
con el que trabajaron

8. • Beadle y Tatum en 1948, realizaron unas experiencias
irradiando con UV un hongo.
– UV proteínas, no las altera
– UV ADN lo altera
Al irradiar con UV el hongo, no sintetiza determinados
enzimas (proteínas)
– Se deduce:
si los UV no destruyen a las proteínas, pero
alteran al ADN y al alterarlo no se han
sintetizado las proteínas, está clara la relación
entre ADN y proteínas .
(gen enzima)

9. Linus Pauling
Descubre, estudiando la anemia falciforme, la
relación entre una mutación en el ADN y la pérdida
de actividad biológica de una proteína: En la cadena
β el sexto aminoácido, que debería ser ácido
glutámico, es sustituido por valina.
Globulos
rojos
Normales Falciformes

10. • Una vez establecido el paralelismo entre
genes y enzimas y tras ser propuesto,
en1.953, el modelo de doble hélice por
Watsony Crick, este último propuso la
denominada
Hipótesis de colinealidad de CRICK:
" Existe una correspondencia entre la
secuencia de nucleótidos del gen y la
secuencia de aminoácidos de la enzima
codificada"

11. Algunos virus poseen ARN replicasa, capaz de obtener copias de su ARN.
Otros poseen transcriptasa inversa que sintetiza ADN a partir de ARN
mediante un proceso de retrotranscripción.

12. (RT) TRANSCRIPCIÓN
TRADUCCIÓN
REPLICACIÓN

13. A) PROCARIOTAS:
 1 solo cromosoma circular
 Genes continuos (no existen zonas sin información)
 Plásmidos  moléculas pequeñas de ADN circular que se replican
independientemente
B) EUCARIOTAS:
 ADN se encuentra en el núcleo
 Mayor cantidad de ADN que en Procariotas
 Hay ADN repetitivo (secuencias ↑ repetidas que no codifican proteínas)
 En los genes hay intrones (“sin información”) y exones (“con información”)
 ADN se asocia a proteínas (histonas)
 Mitocondrias y Cloroplastos tienen ADN circular (≈ Procariotas)
La información se almacena en forma de GENES a lo largo del GENOMA,
pero…
¿Cómo lo hacen PROCARIOTAS y EUCARIOTAS?

14. Complejidad del genoma eucariota
• Parte del genoma de los organismos eucariotas
no codifica para proteínas:
– ADN altamente repetitivo, centrómeros, ADN satélite,
telómeros (5% del genoma humano)
– ADN moderadamente repetitivo, SINEs, LINEs, ARNr
y VNTRs (30% del genoma humano)
• Los organismos eucariotas contienen secuencia
no codificante (no traducida a proteína) incluso
dentro de la secuencia génica

15. Diferentes genes para diferentes RNAs
Hay 4 tipos de RNA.
El DNA genómico contiene toda la información de la estructura y
funcionamiento de un organismo. En cada célula, solamente algunos de los
genes se expresan, es decir se transcriben en RNA.
Hay 4 tipos de RNA, cada uno codificado por
un tipo de gen:
•mRNA - RNA mensajero: Codifica la
secuencia de aminoácidos de un polipéptido.
• tRNA - RNA transferente: Lleva los
aminoácidos a los ribosomas durante la
traslación.
•rRNA - RNA ribosómico: Con proteinas
ribosómicas, constituye los ribosomas,
encargados de la traslación de mRNA.
• snRNA - RNA pequeño nuclear: Está
implicado en el proceso de maduración del
RNA en las células eucariotas.

16. Generalidades sobre la transcripción:
• Constituye el primer proceso de la expresión génica,
mediante el cuál se transfiere la información contenida en
la secuencia del ADN hacia la secuencia de proteína
utilizando diversos ARN como intermediarios.
• Durante la transcripción genética, las secuencias de ADN
son copiadas a ARN mediante una enzima llamada ARN
polimerasa
• La enzima no requiere cebador
• La enzima elonga en la dirección 5’ -> 3’ mediante la
formación de enlaces en el extremo 3’ OH.
• La síntesis sólo se inicia a partir de secuencias promotoras
e implica el desenrollado parcial del ADN.
• Las dos diferencias principales entre Replicación y
Transcripción son:
- Sólo se transcribe una cadena molde de ADN
- Sólo una pequeña fracción de potencial genético global de un
organismo se ejecuta en la célula.

17.  La síntesis de ARN o transcripción necesita:
CADENA DE ADN QUE ACTÚE COMO MOLDE
ENZIMAS  ARN-POLIMERASAS
RIBONUCLEÓTIDOS TRIFOSFATO DE A, G, C, U
En eucariotas
• ARN polimerasa I ARNr
• ARN polimerasa II ARNm
• ARN polimerasa III ARNt y ARNr
 FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN :
11.-.- INICIACIÓN: ARN-polimerasa reconoce el ADN y abre la doble hélice
22.- ELONGACIÓN : la ARN-polimerasa lee el ADN molde y sintetiza el ARNm
33.- TERMINACIÓN : ARN-polimerasa lee en el ADN una señal de terminación. Se
cierra la burbuja de ADN y se separa la ARN-polimerasa del ARN transcrito

18. Estructura básica de un gen codificador de proteínas
Un gen codificador de proteínas consiste en un promotor, seguido
de la secuencia de codificación de la proteína y de un terminador.
El promotor es una secuencia de pares de bases que especifica
dónde debe comenzar la transcripción.
El terminador es una secuencia que especifica el final de la
transcripción en mRNA.
La transcripción comienza en el promotor, por toda la región
de codificación, y se acaba en el terminador.

19. (5)’ CGCTATAGCG (3’)  cadena codificadora del DNA
(3’) GCGATATCGC (5’)  cadena molde del DNA
(5’) CGCUAUAGCG (3’)  transcrito de RNA
Orientación y nomenclatura de las cadenas en relación a la transcripción
¿Qué cadena de la doble hélice es la codificadora?
Depende de cada gen, no es un propiedad del cromosoma.
Orientación de la transcripción

20. Transcripción procariotas
Debido a que no hay núcleo para separar los
procesos de transcripción y traducción, cuando se
transcriben los genes de las bacterias, sus
transcripciones pueden traducirse
inmediatamente.

21. • En procariotas una sola polimerasa (RNA
Polimerasa) se encarga de transcribir el DNA en
las diferentes clases de RNA
ESTRUCTURA (E. coli)
• Se compone de 5 subunidades: 2 subunidades α
idénticas, β, β’, ω, más el cofactor σ.
• El cofactor σ tiene la propiedad de disociarse del
resto de subunidades durante el proceso dejando
el núcleo central de la enzima al descubierto.
RNA polimerasa

22. Etapas de la transcripción
•Iniciación:
La polimerasa se une a secuencias específicas dentro del ADN,
denominadas centros promotores. La subunidad σ colabora en la
localización de la secuencia promotora

23. Centros promotores
* Los promotores presentan diferentes eficacias en la
iniciación de la transcripción.
1 transcripción cada 2 segundos a 1 cada 10 minutos
* Los promotores más fuertes tiene secuencias –35 y –10
que coinciden con las consensos.
* La distancia óptima entre ambas secuencias consensos es
de 17 nucleótidos.
* La ARN polimerasa se une al ADN de manera inespecífica
y busca el sitio promotor desplazándose por la molécula
de ADN.
* Puede detectar las secuencias –35 y –10 sin desenrollar la
doble hélice.

24. • La ARN polimerasa produce una separación de
la molécula de ADN en una región situada entre
–9 a +2.
• En concreto cada ARN polimerasa unida
desenrolla un segmento de ADN de 17 pb.

25. Elongación
• Tras la polimerización de 6-10 nucleótidos la subunidad
σ se separa de la holoenzima.
• La burbuja de transcripción (ARN polimerasa, ADN
molde y ARN naciente), se desplaza a lo largo de la
molécula de ADN.
• El ARN sintetizado se enrolla con la hebra de ADN
molde formándose un híbrido ADN-ARN, de unos 8-10
nucleótidos de longitud.
• La región desenrollada del ADN y la longitud del híbrido
DNA-RNA permanecen constantes mientras la ARN
polimerasa avanza por el molde.
• La molécula de ADN debe de ir desenrollandose por
delante de la burbuja y enrollandose por detrás.

26. Finalización
• Se paraliza la formación de enlaces fosfodiésteres.
• Se separa el híbrido ARN-ADN.
• Se rebobina el ADN y se libera la ARN polimerasa.
¿ Dónde se termina la transcripción?
* Existen secuencias de parada (stop signals) en el ADN.
* Una de ellas consiste en una región palindrómica rica en
GC seguida de otra rica en AT.

28. * El factor rho detecta señales de terminación no detectadas
por la RNA polimerasa. Los ARN que presentan señales de
terminación dependientes de rho(ρ) no suelen presentar el
lazo en horquilla seguido de uracilos.

29. Debilita la interacción entre el molde y el transcrito
provocando su separación, la de la enzima y la del propio
factor rho

30. Transcripción Células eucariotas
En las células eucariotas ambos
procesos están espacial y
temporalmente separados; la
transcripción se lleva acabo en el
núcleo produciendo una molécula
de pre-mRNA.
La molécula de pre-mRNA se
procesa para producir el mRNA
maduro, que sale del núcleo y es
traducido en el citoplasma.

31. TRANSCRIPCION EN EUCARIOTAS
• Es un proceso de mucha discriminación (según
el tejido o etapa del desarrollo serán los genes
que se van a transcribir)
• La maquinaria de la transcripción debe tener en
cuenta la compleja estructura de la cromatina
eucariota
• Requiere de varios tipos de RNA polimerasas
• La RNA polimerasa requiere de factores
adicionales llamados factores de transcripción
para iniciar la transcripción
• Tiene que haber un procesamiento complejo del
mRNA que permita escindir los intrones del
mensaje y transportar la molécula al citoplasma

32. RNA POLIMERASAS
POLIMERASA LOCALIZACION RNA SINTETIZADOS
I Núcleo pre – rRNA (excepto la
subunidad 5S)
II Núcleo pre – mRNA, RNA nucleares
pequeños (snRNA)
III Núcleo pre – tRNA, rRNA 5S,
otros snRNA
Mitocondrial Mitocondria Mitocondrial
Cloroplástica Cloroplasto Cloroplástico

34. RNA POLIMERASA II
• TRANSCRIBE LOS GENES ESTRUCTURALES, ES
DECIR, LOS QUE SE TRADUCEN A PROTEINAS
• Contiene múltiples subunidades
• Intervienen al menos 7 factores de transcripción: TFIIA,
TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH y TFIIJ
• El factor critico es TFIID que se une a la caja TATA que es
el equivalente eucariota a la región -10

35. • Los genes de eucariotas, al igual que los de procariotas,
precisan de promotores para iniciar la transcripción
Destacar la presencia de la región TATA box hacia el
nucleótido –25
• En eucariotas, además de la región promotora existen
otras regiones intensificadoras (enhancers) que
participan también en la iniciación.
• Las secuencias intesificadoras no tienen una
localización precisa respecto al sitio de iniciación.
• Las secuencias intesificadoras son bidireccionales.
• Pueden ejercer su efecto sobre promotores situados a
miles de pares de bases de distancia.

36. Las proteínas del potenciador se unen a las proteínas del
promotor induciendo la transcripción

38. Cuando se han unido unos
30 nucleótidos, en el
extremo 5’ se añade la metil
guanosín trifosfato
(caperuza)

39. La pol II sigue transcribiendo mas
allá de la señal de terminación
pasando a través de varias regiones
AATAAA.
El pre-mRNA que transporta esta
señal en forma de AAUAAA se
rompe por una endonucleasa que
reconoce la señal y corta entre 11 y
30 residuos hacia el lado 3’
Luego se añade una cola poli-A de
hasta 200pb mediante una
polimerasa especial que no esta
dirigida por un molde

41. mRNA en Células Procariotas
La secuencia de un gen codificador de proteínas en una célula
procariota es colineal con el mRNA trasladado; esto es, la
transcripción del gen es la molécula que se traslada en un polipéptido.
Los ARNt y ARNr se forman a
partir de un transcrito primario
que contiene muchas copias
del ARNt y ARNr.

42. mRNA en Células Eucariotas
La secuencia de un gen codificador de proteínas en una célula
eucariota no es normalmente colineal con el mRNA trasladado; esto
es, la transcripción de un gen es una molécula que debe ser
procesada para eliminar las secuencias extra (intrones) antes de
trasladarlo en un polipéptido.

43. Procesado del pre-mRNA (Splicing)
La mayor parte de los genes codificadores de proteínas en las células
eucariotas contienen segmentos denominados intrones, que dividen la
secuencia codificadora de aminoácidos en segmentos denominados exones.
La transcripción de estos genes es pre-mRNA (mRNA precursor). El pre-mRNA
es procesado en el núcleo para eliminar los intrones y unir los exones en una
cadena de mRNA trasladable. Este mRNA sale del núcleo y se traslada en el
citoplasma.

44. LA TRANSCRIPCIÓN
DIFERENCIAS PROCARIOTAS CON
EUCARIOTAS
• 1ª) En los procariotas el ARNm no tiene ni
caperuza ni cola.
• 2ª) Tampoco tiene intrones y por lo tanto no
requiere de un mecanismo de maduración.
• 3ª) Al mismo tiempo que el ARNm se
transcribe se está ya traduciendo.
• 4ª) Los genes son policistrónicos, esto es,
un ARNm contienen información para varias
proteínas.

45. Código Genético
Se consiguió encontrar gracias a los siguientes
descubrimientos:
– Severo Ochoa y otros (1955) aislaron la polinucleótido
fosforilasa (enzima capaz de unir nucleótidos sin hebra
patrón):
formaron un poliU (UUUUUUUU……).
Código que establece la relación
entre nucleótidos y aminoácidos
SEVERO OCHOA (1905-1993)
Premio Nobel 1959
Descubrimiento de la Polinucleótido fosforilasa

46. Poli U
Preparan 20 tubos con extracto de E.
Coli y lo necesario para síntesis de
proteínas. Añadieron en cada tubo
uno de los 20 aminoácidos marcados
radiactivamente.
Añaden a cada tubo ARN igual al
sintetizado por Severo Ochoa:
“poli U”
En sólo uno de los tubos se
obtuvo un polipéptido que era de
fenilalanina. Aceptando que el
código genético está formado por
tripletes, dedujeron que el UUU
codificaba para fenilalanina.
Fen - Fen - Fen - Fen - Fen
* * * * *
Niremberg (1961), utilizando moléculas de poliU, realizó la siguiente
experiencia:

47. • Dedujo: hay colinearidad entre Uracilo y
Fenilalanina.
• Si repetía la experiencia con poliC, sólo se
unían los aminoácidos en el tubo de la
Prolina, por lo tanto hay colinearidad
Citosina y Prolina.
UUUUUUU.. -> Phe-Phe-Phe-Phe...
CCCCCCC... -> Pro-Pro-Pro-Pro...
AAAAAAA... -> Lys-Lys-Lys-Lys...
GGGGGGG... -> Gly-Gly-Gly-Gly...
UUU Phe
CCC Pro
AAA Lys
GGG Gly

49. Características del código genético
UNIVERSAL
Compartido por todos los
organismos conocidos incluso los
virus.
El código ha tenido un solo origen
evolutivo.
Existen excepciones en las
mitocondrias y algunos protozoos.
A excepción de la metionina y el
triptófano, un aminoácido está
codificado por más de un
codón.
Esto es una ventaja ante las
mutaciones.
DEGENERADO
Cada codón solo codifica a un
aminoácido.
SIN IMPERFECCIÓN
Los tripletes se disponen de
manera lineal y continua, sin
espacios entre ellos y sin compartir
bases nitrogenadas
CARECE DE SOLAPAMIENTO
Met Gli Tre His Ala Fen Ala
Met Leu Leu Pro
Solapamiento
Codones de
iniciación

50. El código genético está compuesto porEl código genético está compuesto por codonescodones
(codon= 3 bases nitrogenadas) que definen el(codon= 3 bases nitrogenadas) que definen el
proceso deproceso de traduccióntraducción
•6161 codones para aminoácidoscodones para aminoácidos
(existen(existen 20 aminoácidos diferentes20 aminoácidos diferentes))
•33 codones de terminacióncodones de terminación
El código genético esEl código genético es
universaluniversal
El código genético esEl código genético es
redundanteredundante (varios(varios
codones para un mismocodones para un mismo
aminoácido)aminoácido)
EjemploEjemplo: El aminoácido: El aminoácido
glicinaglicina está codificadoestá codificado
por GGU, GGC, GGA ypor GGU, GGC, GGA y
GGGGGG

51.  Son necesarias señales de inicio y final para que
empiece y termine la traducción
UAA
UAG
UGA
Señales de detención
AUG Señal de inicio
(único codón de la metionina)
 Metionina es siempre el primer aminoácido que se
incorpora a la cadena polipeptídica
 Sin embargo, en la mayoría de los casos el residuo se
elimina después de la traducción

52. TraducciónTraducción
• Es la síntesis de una molécula de proteína, de acuerdo
con el código contenido en la molécula de ARNm.
• Se llama traducción porque comprende el cambio del
“lenguaje” de ácidos nucleicos (sucesión de bases) al
lenguaje de proteínas (sucesión de aminoácidos).
• En el citoplasma, el ARNm se mueve hacia los
ribosomas. Los aminoácidos que se necesitan están
dispersos por el citoplasma. Los aminoácidos correctos
llegan al ARNm por el ARNt.
• Las moléculas de ARNt son más cortas que las de ARNm y
tienen la forma de una hoja de trébol.
• En uno de los lazos de la molécula de ARNt hay un
conjunto de tres bases llamado anticodón. El lado opuesto
transporta un aminoácido.

53. • Cada tARN contiene un triplete de nucleótidos
denominado anticodón, que es complemetario de un
codón en el mARN para el aminoácido concreto
• Es necesaria una enzima específica para realizar la
unión entre cada tARN y el correspondiente
aminoácido denominada aminoacil-tARN sintetasa
• Los ribosomas son los encargados de juntar los
tARN y mARN para efectuar la traducción.
• El mensaje se lee en dirección 5’  3’, y la cadena
polipeptídica se sintetiza comenzando por el residuo
N-terminal.

54. activación del aminoácidoactivación del aminoácido
+ +
+
Aminoacil ARNt -sintetasa
Aminoácido
Ácido aminoaciladenílico
ARNtx
Aminoácil -ARNtx
Existen al menos 20 aminoacil-ARNt-sintetasas, una
para cada aminoácido. Son enzimas muy específicas
La unión se realiza en
el extremo 3’ del ARNt
Unión de cada aa con su ARNt correspondiente mediante la intervención de una enzima
específica, la aminoacil ARNt-sintetasa, y la energía aportada por el ATP.

56. iniciación y elongacióniniciación y elongación
E
P
A
E P A
ARNt - Met
Codón iniciador (AUG)
ARNm
Subunidad grande
Posición E
Posición P
Posición A
Aminoacil -ARNtEl aminoácido se
libera del ARNt
Desplazamiento del ribosoma
INICIACIÓN
ELONGACIÓN
5’ 3’
Enlace peptídico
La subunidad pequeña del
ribosoma se une al ARNm
colocando el codón de iniciación
AUG en el sitio P.
A continuación se coloca el
primer aminoacil-ARNt con el aa
N-f-Met en procariotas y el aa
Met en eucariotas.
Finalmente se une la subunidad
grande del ribosoma.
Se produce el alargamiento del péptido. Entra un nuevo aminoacil-ARNt complementario al codón del sitio
A.
Se formará un enlace peptídico entre los dos aa presentes gracias a la peptidil-transferasa.
A continuación se trasloca el ribosoma en sentido 5’-3’ sobre 3 bases del ARNm, se libera el sitio A y el
segundo ARNt se sitúa en el sitio P.
Entra un nuevo aminoacil-ARNt en A. Se forma un nuevo enlace peptídico y se repite el proceso.

57. terminaciónterminación
ARNm
Separación de las dos
subunidades del ribosoma
ARNm
Codón de terminación
(UAA, UGA, UAG)
ARNt
Porción final de la
cadena proteica
Factor de
liberación
Se produce cuando el ribosoma llega a un codón de terminación (UAA, UGA o UAG), entonces entra en
el sitio A un factor de liberación proteico que separa el péptido del último aminoacil-ARNt.
Todos los elementos se separan y la proteína adquiere su estructura tridimensional.
TERMINACIÓN
Si el ARN a traducir es lo suficientemente
largo, puede ser leído por más de un
ribosoma a la vez, formando un
polirribosoma o polisoma.
POLIRRIBOSOMAS
Ribosoma
ARNmProteína en
formación

58. Sitio ASitio P
AUG CGU UUU CUA GUU UAAUAC
Phe
AAA
NH2
F-Met
Arg
Leu
GAU
NH2
F-Met
Arg
Phe
Val
CAA
Codón de
Terminación
NH
2
F-Met
Arg
Phe
Leu
P
E
P
T
I
D
I
L
T
R
A
N
S
F
E
R
A
S
A
P
E
P
T
I
D
I
L
T
R
A
N
S
F
E
R
A
S
A
P
E
P
T
I
D
I
L
T
R
A
N
S
F
E
R
A
S
A
P
E
P
T
I
D
I
L
T
R
A
N
S
F
E
R
A
S
A
R1F
R2F
F-Met
Arg
Phe
Val
Leu
COOH
NH2
P
E
P
T
I
D
I
L
T
R
A
N
S
F
E
R
A
S
A
ARNm
5’
3’

59. Polirribosomas
Microfotografía electrónica (MET, falso
color) de un polirribosoma.
Si el ARN a traducir es lo suficientemente largo, puede ser leído
por más de un ribosoma a la vez, formando un polirribosoma o
polisoma.
Ribosoma
ARNm
Proteína
en
formación

60. Traducción en Procariontes y
Eucariontes
PROCARIONTESPROCARIONTES EUCARIONTESEUCARIONTES
ARNm policistrónicos: codifican
para varias proteínas (hay varios sitios
de inicio de la traducción)
ARNm monocistrónicos: codifican
para una sola proteína (hay un solo
sitio de inicio para la traducción)
La traducción comienza en el codón
AUG (formilmetionina)
La traducción comienza en el codón
AUG (metionina)
El ARNm tiene, previa al codón inicio,
una secuencia que le permite
reconocer y unirse al ribosoma.
El ribosoma se une al ARNm al
reconocer el cap
Las moléculas proteicas “Factores de Iniciación” y “Factores de
Elongación” son diferentes para células procariontes y eucariontes.
Las moléculas proteicas “Factores de Iniciación” y “Factores de
Elongación” son diferentes para células procariontes y eucariontes.

61. No todos los genes se expresan
simultáneamente ni al mismo nivel
Genes constitutivos: se expresan al mismo
nivel independientemente de las
condiciones
ambientales
Genes regulados: se expresan a distintos
niveles (o no se expresan) dependiendo de
las condiciones
Genes constitutivos y genes regulados
Regulación de la expresión génica

62. Regulación de la expresión génica
en procariotas
• Un primer nivel de regulación se establece en las
secuencias promotoras que sean lo más
parecidas posibles a las secuencias consenso.
• Un segundo nivel es el modelo del operón
propuesto por Jacob y Monod en 1961
Francois Jacob Jacques Monod

63. Los operones son
inducibles
reprimibles
de acuerdo al mecanismo de control
El Operón lactosa, que abreviadamente se
denomina Operón lac, es un sistema inducible.
La proteína reguladora, producto del gen
regulador , es un represor que impide la expresión
de los genes estructurales en ausencia del
inductor.
El inductor en este caso es la lactosa

64. Supone que el ADN que codifica la formación de los enzimas necesarios
para la degradación de la galactosa contiene:
dos tipos de genes:
Estructurales (z, y, a):Codifican proteínas estructurales y enzimáticas
Reguladores (i):Codifican proteínas que regulan a los genes
estructurales
Elementos de control:
Zona promotor (p) : lugar al que se une la ARNp.
Zona operador (o) :debe estar libre para que pueda actuar la ARNp
modelo del operón lactosa:

66. Operón lactosa en ausencia de lactosa

67. Cuando un producto del metabolismo, el triptofano por
ejemplo, está en cantidades suficientes la bacteria puede
dejar de fabricar las enzimas que los sintetizan.
En este sistema, el producto funciona como correpresor
uniéndose al represor y de este modo detiene la síntesis
proteica.

68. Operón triptófano: en presencia de triptófano

69. Operón triptófano: en ausencia
de triptófano
Represor
inactivo

70. Tanto la represión como la inducción son ejemplos de
control negativo, dado que la proteína represora
detiene (" turn off ") la transcripción.
La lactosa, el azúcar de la leche, es hidrolizada por la
enzima beta-galactosidasa. Esta enzima es inducible:
solo se produce en grandes cantidades cuando la lactosa,
el sustrato sobre el cual opera, esta presente.
En cambio, las enzimas para la síntesis del aminoácido
triptófano se producen continuamente a menos que el
triptófano este presente en el medio de cultivo, se dice en
este caso que las enzimas sintetizadoras de triptófano
están reprimidas.

71. Operón lac: control positivo inducible

72. ADN Pre-ARNm ARNm Proteína Proteína
activa
Transcripción Splicing Traducción Modificaciones
post-traduccionales
Cromatina
ADN-B
ADN-Z
Nivel principal
de regulación
Splicing
alternativo
Estabilidad
Transcripciónal Post-transcripción Post-Traduccional
Niveles de regulación en eucariotas
Todas las células de un organismo pluricelular tienen el
genoma, pero no todas sintetizan las mismas proteínas.
La regulación génica se lleva a cabo en diferentes momentos.

73. 1) CONFORMACION Y ESTRUCTURA DEL ADN1) CONFORMACION Y ESTRUCTURA DEL ADN
Compactación diferencial de la cromatinaCompactación diferencial de la cromatina
• La compactación de la cromatina afecta la capacidad de unión de
las enzimas y factores transcripcionales de genes específicos. La
cromatina se puede dividir en dos clases según su patrón de
tinción. La eucromatina se tiñe suavemente y se corresponde con
regiones del genoma que están disponibles para la transcripción.
Por otro lado, la heterocromatina, se tiñe intensamente y se
corresponde a regiones del genoma que están densamente
compactadas e inaccesibles para el aparato transcripcional.Se
pueden distinguir dos clases de heterocromatina: la constitutiva y la
facultativa. La constitutiva hace referencia a cromosomas o parte de
ellos que son heterocromáticos en todas las células de una misma
especie, mientras que la facultativa implica zonas de cromosomas
que se pueden descompactar tornándose en eucromatina en
algunas células de un mismo organismo.
• Secuencias características de organización del DNA como los
palíndromes así como la disposición espacial del DNA Z han sido
relacionados con señalizaciones para el sitio de inicio de la
transcripción.
Modificaciones covalentes del ADNModificaciones covalentes del ADN
• Metilaciones de residuos de desoxi citidina

74. 2) CONTROL TRANSCRIPCIONAL DE LA2) CONTROL TRANSCRIPCIONAL DE LA
EXPRESION GENETICAEXPRESION GENETICA
• Constituye uno de los modos más
importantes de regulación de la expresión
proteica en eucariontes. En esta categoría
están incluídos los promotores, la
presencia de secuencias regulatorias
potenciadoras (enhancers), y la
interacción entre múltiples proteínas
activadoras o inhibidoras que actúan
mediante su unión a secuencias
específicas de reconocimiento al ADN.

75. 3) CONTROL POST-TRANSCRIPCIONAL DE LA3) CONTROL POST-TRANSCRIPCIONAL DE LA
EXPRESION GENETICAEXPRESION GENETICA
SITIOS DE POLIADENILACION ALTERNATIVA:SITIOS DE POLIADENILACION ALTERNATIVA:
• En este caso hallándose sobre un mismo gen varios
sitios susceptibles de ser poliadenilados como es el
caso del gen para la cadena pesada m de
inmunoglobulina. Dependiendo del sitio 3’ poliadenilado,
la proteína resultante puede anclarse a membrana o ser
secretada, de acuerdo al estadío de desarrollo en que
se encuentra la célula.
SPLICING ALTERNATIVO:SPLICING ALTERNATIVO:
• Es un mecanismo muy difundido, que permite que un
solo gen pueda codificar para más de una proteína. En
muchos de estos casos se conoce más de una vía para
procesar el transcripto primario obteniendo proteínas
estructural y funcionalmente diferentes o bien isoformas
de una proteína. El mecanismo por el cual la célula
selecciona los sitios no está claro.

76. Procesamiento (splicing) alternativo

77. EDICIÓN DEL ARN (Mutagénesis dirigida del ARN):EDICIÓN DEL ARN (Mutagénesis dirigida del ARN):
• Si bien el splicing alternativo es la forma mejor estudiada
y más habitual de regulación de la expresión genética a
nivel de procesamiento del ARN, no es la única. La
mutación puntual de una base en el ARNnh o en el
ARNm, puede alterar el producto. Esto no constituye un
error sino que es una herramienta utilizada por la célula
para lograr una determinada proteína. En el ser humano
este es el caso de las apoproteínas B100 y B48. Ambas
son codificadas por el mismo gen y contienen en el
ARNnh los mismos exones e intrones. Cuando el gen se
expresa en el hepatocito, el ARNnh no sufre ningún tipo
de modificación y el RNAm procesado se traduce en
ApoB100. En cambio, cuando el gen se expresa en el
enterocito se produce una mutación puntual que
convierte C por U en el ARNm configurando un codón
de terminación que codifica para la ApoB48.

78. 4)- CONTROL TRADUCCIONAL DE LA EXPRESION GENETICA4)- CONTROL TRADUCCIONAL DE LA EXPRESION GENETICA
• Se puede regular la velocidad con que los mensajeros son traducidos y el
número de veces que debe traducirse.
• CONTROL GENERAL DE LA TRADUCCIÓN: Todos los ARNm celulares
tienen cap con la guanosina metilada y esa estructura aumenta la
traducción. Cuando por alguna razón de disposición espacial del extremo 5’
del ARN el cap no queda disponible para su interacción el factor de
iniciación Ife4E la traducción disminuye. Puede controlarse también la
actividad de los factores de iniciación: IFe2B, IFe3, IFe4B e IFe4F. La
actividad de estos factores se controla por fosforilación.
• CONTROL PARTICULAR DE LA TRADUCCIÓN : Depende de sustancias
reguladoras que modifican la configuración de un tramo de nucleótidos no
traducibles localizados en el extremo 5’ entre el cap y el codón de
iniciación.
• Un ejemplo de este tipo de regulación lo proporciona la traducción del
mensajero de la Ferritina que se une al hierro para su depósito intracelular.
Cuando las concentraciones citosólicas de hierro aumentan la síntesis de
ferritina se produce a altas velocidades, el hierro se liga a la aconitasa o
IRF. En cambio, cuando estas concentraciones disminuyen la IRF queda
libre y se liga al ARNm de la ferritina formando un bucle en el extremo 5’
que impide el ligado de IFe4F y con ello el ensamblaje del aparato de
traducción, bloqueando de esta manera la producción innecesaria de
proteína.

79. 5)- CONTROL POSTRADUCCIONAL DE LA EXPRESION GENETICA5)- CONTROL POSTRADUCCIONAL DE LA EXPRESION GENETICA
Entre las modificaciones más importantes:
• La unión de grupos prostéticos
• La modificación de ciertos aminoácidos
mediante fosforilaciones, metilaciones etc..
• La eliminación de uno o más aminoácidos del
extremo aminoterminal
• La eliminación de segmentos de aminoácidos
internos.
• La formación de puentes disulfuro que ayudan
al plegamiento.
• La asociación con otras cadenas polipeptídicas,
que definen la estructura cuaternaria de la
proteína funcional.

80. Mecanismo de actuación hormonal
Hormonas peptídicas

81. Mecanismo de actuación hormonal
Hormonas esteroideas