Transmisión de la información genética: Trascripción y Traducción

1. TRANSMISIÓN DE LA
INFORMACIÓN GENÉTICA: DESDE
EL ADN A LA SÍNTESIS PROTEICA

2. TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA
A esto se lo conoce como DOGMA CENTRAL de la BIOLOGÍA
MOLECULAR.

3. TRANSCRIPCIÓN
 Consiste en la síntesis de ARN a partir de un molde de
una de las cadenas de ADN (la transcripción es
ASIMÉTRICA).
 La hebra de ADN que actúa como plantilla, sobre la que
se ensambla el ARN, se denomina CADENA MOLDE,
ANTISENTIDO o NO CODIFICANTE.
 La otra hebra, no transcripta, se denomina CADENA
ANTIMOLDE, CON SENTIDO o CODIFICANTE.
 Al igual que la replicación, ocurre en el núcleo.
5’ 3’3’
ARN
polimerasa
Cadena molde
Cadena antimolde5’ ARN
5’ - 3’
5’

4. FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN
 Iniciación:
La ARN polimerasa se une al ADN

5. FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN
 Elongación:
La polimerasa lee la hebra de ADN molde y
construye ARN complementario

6. FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN
 Terminación:
La polimerasa y el ARN recién formado quedan
libres

7. DIRECCIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN
A G C T A T T C C A T G G G T A A C G T T G A C A A
3’ 5’
Cadena molde
T C G A T A A G G T A C C C A T T G C A A C T G T T
Cadena antimolde
5’ 3’
5’
G U A C C C A U U G
3’
ARN
Corriente
arriba
Corriente
abajo
La ARN polimerasa lee la cadena molde en sentido 3’- 5’, y
sintetiza la cadena de ARN en sentido 5’- 3’.

9. SIMILITUDES DE LA TRANSCRIPCIÓN CON
LA REPLICACIÓN
 El ADN debe desenrollarse
 Se añaden nucleótidos nuevos al extremo 3’ de la
molécula ARN en crecimiento
 El ARN crece en la dirección 5’ 3’
 La energía proviene de la ruptura de las uniones
fosfato que ocurre a medida que se añaden
nuevos nucleótidos

10. ARN POLIMERASA
 Existen al menos tres ARN polimerasas en las células
eucariontes, todas ADN dependientes, y cada una
encargada de la síntesis de un tipo de ARN.
ARN polimerasa I ARN polimerasa II ARN polimerasa III
Localización Nucléolo Nucleoplasma Nucleoplasma
Productos
transcriptos
-Subunidades
mayores
ARNr
-ARN precursor de
ARNm
-ARNt
-ARNr 5S
-Otros ARN de molécula
pequeña (ARNsn,
ARNsc)
 Para iniciar la transcripción las ARN polimerasas
eucariontes requieren de proteínas llamadas factores
basales o generales de transcripción.

11. FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN
 Promueven la transcripción.
 Se unen al ADN y a la polimerasa, ubicándola
donde se encuentra el promotor, y colaboran en
mantener la doble hélice separada.

12. PROMOTORES
CAJA TATA
 La ARN polimerasa
se une a la caja
TATA, en una zona
específica llamada
PROMOTOR,
localizado corriente
arriba del sitio de
comienzo de la
transcripción.

13. REQUISITOS PARA LA TRANSCRIPCIÓN:
 Molécula de ADN molde, con una región promotora, que
indica donde se inicia la transcripción, y una secuencia de
terminación.
 Enzima ARN polimerasa, que reconoce las secuencias
señalizadoras, separa la doble hélice del ADN molde, lee el
molde en sentido 3’ 5’ y polimeriza los nucleótidos
complementarios en sentido 5’ 3’.
 Sustratos: Ribonucleótidos trifosfatos de adenosina (ATP),
guanina (GTP) citocina (CTP) y uracilo (UTP)
 Fuente de energía: liberada por hidrólisis de los propios
sustratos.
 Enzima topoisomerasa I, que alivia la tensión que se
genera corriente arriba de la burbuja de transcripción.
 Enzima pirofosfatasa, que escinde el pirofosfato liberado de los
nucleótidos trifosfatados a medida que se incorporan a la cadena de
ARN.
 Cofactores enzimáticos: Mg++ o Mn++

14. PROCESAMIENTO DEL ARN MENSAJERO
 El ARNm producido durante la transcripción se
denomina pre-ARNm o ARNm inmaduro
3’5’
Exón Intrón
 Capping
C
A
U
P P
P
P
P
G
5’
3’
El capping protege al transcripto primario de la degradación
por nucleasas y fosfatasas nucleares.

15.  Poliadenilación
G
C
U
A
A
A
U
P
P
P
P
P
P
P
P
5’
3’
La poliadenilación
protege al extremo 3’ de
la degradación, y facilita
la salida del núcleo del
ARNm.

16.  Splicing
Cap
5’
EXÓN EXÓN
3’
poli A
INTRÓN
Cap poli A
Cap
poli A
SPLICEOSOME

17.  Splicing (continuación)
Cap poli A
Cap poli A
ARN maduro
+
El Splicing alternativo consiste en unir diferentes combinaciones de
exones del pre-ARNm, obteniéndose diferentes ARNm maduros con
distinta información.

18. FLUJO DE LA INFORMACIÓN
ADN ARN Proteína
Replicación Transcripción Traducción
La enzima transcriptasa inversa es una ADN
polimerasa ARN dependiente que cataliza el ensamble
de una hebra de ADN complementaria a la hebra
molde de ARN.
Luego de que se desprende la hebra molde, se sintetiza
otra complementaria para formar la doble hélice.
Transcripción invertida
Esto se conoce como DOGMA CENTRAL de la Biología Molecular

19. CÓDIGO GENÉTICO
 El código genético es el conjunto de pautas que rigen la
transferencia de la información contenida en el ARNm
(y en definitiva en el ADN) para la síntesis de
proteínas.
 Presenta las siguientes características:
Consta de 64 codones, cada uno de ellos constituidos por tres bases
nitrogenadas consecutivas (tripletes).
61 de los codones codifican aminoácidos.
3 codones funcionan como señales de terminación (stop): UAA, UAG,
UGA.
Salvo metionina y triptófano, los demás aminoácidos poseen más de un
codón que los codifica (codones sinónimos), es por eso que se dice que el
código es redundante o degenerado.
Cada codón codifica para un aminoácido en particular, el código no es
ambiguo.
Tiene validez universal, los codones tienen el mismo significado
para todos los organismos. Esto no es completamente cierto. Se han
encontrado excepciones, aunque escasas, en organismos inferiores.

21. SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
 Activación de los aminoácidos: catalizada por la
enzima aminoacil ARNt sintetasa en dos etapas
Aminoácido + ATP Aminoacil~AMP
R
H2N C H
COOH
P
Mg2+
PPi R
H2N C H
O C OP
P P
Aminoacil~AMP Aminoacil~ARNt
aminoacil ARNt sintetasa
R
H2N C H
O C OP
ANTICODÓN
aminoacil ARNt sintetasa

22.  Iniciación de la cadena polipeptídica.
 Se constituye el complejo de iniciación, disparador de la
síntesis proteica: ARNm, subunidad mayor y subunidad
menor (ambos ARNr), ARNt iniciador (cargado con
metionina), y factores proteicos de iniciación (FI).
Met
UAC
Subunidad menorMet-ARNt iniciador
Cap poli A5’ 3’AUG
Met
UAC
Complejo de
preiniciación

23. Cap poli A5’ 3’AUG
UAC
Complejo de
Iniciación
Subunidad mayor
P A
 Elongación de la cadena polipeptídica.
Cap poli A5’ 3’AUG UAU
Met
UAC
P A
Tyr
AUA
GTP
Met

24. Cap poli A5’ 3’AUG UAU
P A
Met
UAC
Tyr
AUA
Cap poli A5’ 3’AUG UAU CGA
P A
Met
Tyr
AUA
Arg
GCU
Enlace peptídico
peptidil-transferasa

25.  Terminación de la cadena polipeptídica.
poli A5’ 3’
Met Tyr Arg
ACC UGA
P A
Thr
UGG
Señal de Stop
Factor de liberación
Met Tyr Arg Thr
UGG
P A
Cap poli A5’ 3’

26. COSTO ENERGÉTICO DE LA SÍNTESIS PROTEICA
 La síntesis proteica consume para formar cada
enlace peptídico cuatro enlaces de alta energía
 Dos en la activación del aminoácido.
 El tercero en la unión del aminoacil~ARNt al codon
del ARNm
 El cuarto en la translocación del ribosoma.

27. POLISOMAS
 Cuando un ribosoma avanza cierta cantidad de
codones desde el inicial, sobre el mismo ARNm se
forma otro complejo de iniciación en el comienzo de la
cadena guía y se sintetiza otra cadena proteica. Esto
se conoce como polisomas
Cap poli A5’ 3’AUG
P A
Met
Tyr
Arg
ACC UGA
Thr
UGGUAC
Complejo de
Iniciación P A
Met

28. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN
EUCARIONTES
 1 A nivel transcripcional:
 Estabilidad del ARNm (poli A)
 Factores específicos de transcripción activadores o represores: dedos de Zn,
hélice-vuelta-hélice, cremallera de leucina.
 Secuencias reguladoras intensificadoras (enhancers) o silenciadoras
(silencers).
 Metilación de bases CG.
 Condensación de la cromatina.
Núcleo Citosol
ADN Transcripto Primario ARNm ARNm Proteína
Poro nuclear
1 32
 2 A nivel del procesamiento de ARN:
 Splicing alternativo.
 3 A nivel de la traducción

29. MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES
 El plegamiento de la cadena polipeptídica contribuye a su
estabilidad y funcionalidad: estructura secundaria,
terciaria y cuaternaria. Chaperonas.
 Modificaciones covalentes:
 La adición de un grupo fosfato se denomina fosforilación, y es
catalizado por una quinasa.
 La adición de hidratos de carbono forma glicoproteínas.
 La adición de lípidos es frecuente en aquellas proteínas que
formarán parte de la membrana celular.

30.  Luego de ser sintetizadas en el citoplasma, las
proteínas deben llegar al sitio donde realizarán
su función, que puede ser alguna organela dentro
de la propia célula o el exterior.
 Los péptidos señales son segmentos dentro de la
cadena polipeptídica que son reconocidos por las
organelas y direccionan la translocación de la
proteína.

31. MUTACIONES GÉNICAS O PUNTUALES
 Son cambios en la secuencia de nucleótidos del
ADN en un solo gen. Pueden o no ser
significativos.
Sustitución GATTACA GATGACA
Inversión GATTACA GATATCA
Translocación GATTACA GAAATCA
CTAATGT CTTTAGT
Inserción GATTACA GATGTACA
Deleción GATTACA GATACA