¡Hola! Ha llegado el último trimestre, y lo empezamos dedicando una entrada a uno de mis temas favoritos, Genética.
Primero, cabe recorder que el ADN es el portador de la información hereditaria, información que sabemos gracias a F. Griffith.
Además, las funciones de los genes son: el almacenamiento y conservación de la información genética, además de la transmisión, expresión y regulación de genes. Esto lo recoge F. Crick en el dogma central de la biología molecular, que presentó en 1970.
FUENTE IMAGEN: https://www.reeditor.com/img_col/col_7396.JPG
A continuación, explicaré en qué consiste cada proceso.
DUPLICACIÓN DEL ADN (en procariotas)
INICIACIÓN : desenrollamiento y apertura de la doble hélice.
-Intervienen las helicasas que facilitan la apertura de la doble hélice , rompiendo los puentes de hidrógeno entre bases nitrogenadas
-Actúan las girasas y topoisomerasas que eliminan la tensión generada por la torsión en el desenrollamiento
-Las SSB se unen a las hebras molde para que no vuelva a enrollarse.
ELONGACIÓN : síntesis de dos nuevas hebras de ADN.
Actúan las ADN polimerasas para sintetizar las nuevas hebras en sentido 5´-3´, ya que la lectura se hace en el sentido 3´-5
Estas pueden tener dos funciones : exonucleasa y polimerasa .
La ADN polimerasa no ha podido iniciar de 0 , por lo que necesita un cebador facilitado por la primasa
La cadena 3´-5´es leída por la ADN polimerasa III sin ningún tipo de problemas ( cadena conductora). En la cadena 5´-3´ no puede ser leída directamente, esto se soluciona leyendo pequeños fragmentos ( fragmentos de Okazaki ) que crecen en el sentido 5´-3´y que más tarde se unen , gracias a la ADN ligasa . Esta es la hebra retardada, llamada de esta forma porque su síntesis es más lenta.
CORRECCIÓN DE ERRORES : la ADN polimerasa I actúa con función exonucleasa y elimina los nucleótidos mal apareados.
DUPLICACIÓN DEL ADN (en eucariotas)
Es similar a la replicación en procariotas , pero presenta algunas diferencias:
·Se crean burbujas de replicación de manera simultánea en varios puntos ya que las moléculas de ADN son muy largas
Hay 5 tipos de ADN polimerasas
Los cromosomas se encuentran asociados a histonas
Al eliminar el último cebador , es necesario un extremo hidroxilo 3´ libre donde iniciar un nuevo fragmento
Los fragmentos de Okazaki son más pequeños
TRANSCRIPCIÓN DEL ADN A ARN
Se divide en 3 etapas:
INICIACIÓN: la ARN polimerasa II reconoce una señal de inicio y se une a un cofactor que permite su unión a una región del ADN llamada promotor, la cual posee una secuencia TATA o CAAT . Todo el conjunto se denomina complejo de iniciación de la transcripción
ELONGACIÓN: la ARN polimerasa recorre la hebra de ADN hacia su extremo 5´ sintetizando una hebra de ARNm en dirección 5´-3´, al ir añadiendo ribonucleótidos .
( En eucariotas se añade en el extremo 5´una capucha ).
TERMINACIÓN: La ARN polimerasa reconoce en el ADN unas señales de terminación que indican el final , el ADN vuelve a su forma normal y el ARNm queda libre.
Procariotas : la señal de terminación es una secuencia de bases palindrómicas , formada por G y C seguidas de T , que origina un ARN en bucle.
Eucariotas : Una enzima corta el fragmento de ARN que lleva la información para sintetizar la proteína . La señal de corte es AAUAA , al final se añade en el extremo 3´una cola poli-A.
Una vez duplicado el ADN y transcrito a ARN , la información se traduce en el citoplasma , ya que en el se realizará la síntesis de proteínas
TRADUCCIÓN
La traducción implica "descodificar" un mensaje del ARN mensajero y utilizar su información para construir un polipéptido o cadena de aminoácidos. En un ARNm, las instrucciones para construir un polipéptido vienen en grupos de tres nucleótidos llamados codones.
En la traducción, los codones de un ARNm se leen en orden 5´ - 3´ mediante moléculas llamadas ARN de transferencia o ARNt. Cada ARNt tiene un anticodón, que es un conjunto de tres nucleótidos que se une a un codón de ARNm correspondiente a través del apareamiento de bases. El otro extremo del ARNt lleva el aminoácido que especifica el codón.
Los ARNt se unen a los ARNm dentro de una estructura de proteína y ARN llamada ribosoma. A medida que los ARNt entran a los espacios en el ribosoma y se unen a los codones, sus aminoácidos se unen a la cadena de polipéptidos . El resultado final es un polipéptido cuya secuencia de aminoácidos refleja la secuencia de codones en el ARNm.
Este proceso se divide en 3 etapas :
·INICIACIÓN DE LA CADENA PROTEICA: la subunidad pequeña del ribosoma y el ARNm se unen en un codón iniciador , AUG . Entra en el sitio P un aminoacil -ARNt , que lleva unido el aminoácido f-Met en bacterias y Metionina en eucariotas .
·ELONGACIÓN: alargamiento de la cadena proteica , el segundo ARNt entra y ocupa el sitio A , se forma un enlace peptídico entre entre el aa del sitio A y P , este proceso está catalizado por la enzima peptidil-transferasa .Se produce la translocación , ya que el primer ARNt abandona el ribosoma y el segundo se mueve ocupando el sitio P y dejando el A libre.
·TERMINACIÓN: se da cuando llega al ribosoma en un lugar del ARNm un codón de terminación (UAA, UAG, o AGA) y entra en el sitio A. Estos son reconocidos por factores de liberación que interfieren con la enzima que forma los enlaces peptídicos, hacen que agregue una molécula de agua al último aminoácido de la cadena y esta reacción separa la cadena del ARNt, y la proteína que se acaba de formar se libera.
A continuación, os dejo una foto de un esquema realizado por mí sobre todos estos procesos:
Además, también hay otros procesos relacionados con el ADN:
SÍNTESIS DEL ADN
IN VITRO:
Se realiza gracias al experimento con E.COLI ( que explico en el esquema general) con una ADN-polimerasa que necesita: desoxirribonucleótidos-5'-trifosfato, Mg2+ y ADN.
Esta enzima lee la hebra molde (sin modificar) 3'-5', y forma una 5'-3'; enganchando piezas en el extremo 3' (cebador).
IN VIVO:
Se realiza gracias al experimento con E.COLI ( que explico en el esquema general) con una ADN-polimerasa que necesita: desoxirribonucleótidos-5'-trifosfato, Mg2+ y ADN.
Esta enzima lee la hebra molde (sin modificar) 3'-5', y forma una 5'-3'; enganchando piezas en el extremo 3' (cebador).
TEORÍA UN GEN-UNA ENZIMA
¿QUÉ ES EL CÓDIGO GENÉTICO?
El código genético es el conjunto de normas por las que la información codificada en el material genético (secuencias de ADN o ARN) se traduce en proteínas (secuencias de aminoácidos) en las células vivas. El código define la relación entre secuencias de tres nucleótidos, llamadas codones, y aminoácidos. Un codón se corresponde con un aminoácido específico.
Sus características son:
Es universal ( exc. mitocondrias y protozoos ).
Disposición lineal cada 3 nucleótidos Un codón de iniciación AUG y tres de terminación UAG , UAA ,UGA .
Está degenerado
LA HIPÓTESIS DEL OPERÓN
Todas las células de un organismo pluricelular, excepto los gametos, poseen la misma información genética. No todos los genes se encuentran activos durante el ciclo celular, muchos genes no actúan nunca y otros actúan sólo en determinados momentos, pudiendo permanecer durante largos periodos de tiempo inactivos.
MUTACIONES
La información genética puede sufrir de distintas alteraciones, llamadas MUTACIONES. Estas se dividen en 3 tipos: mutaciones génicas (cuando cambia la secuencia de nucleótidos en un gen), cromosómicas (cuando ocurren cambios en la secuencia de los genes en un cromosoma) y las genómicas (los cambios se producen en el número de cromosomas).
Los agentes mutágenos, que son las posibles causas de las mutaciones, que pueden ser físicos (radiaciones no ionizantes, radiaciones ionizantes) y químicos (modificaciones de las bases nitrogenadas, sustitución de una base por otra análoga e intercalación de moléculas).
A continuación, os dejo un esquema general en el cuál va incluido las técmicas de ingeniería genética, aplicaciones de la ingeniería génetica, mutaciones, agentes mutágenos, el cáncer, el proyecto genoma humano y mutación y evolución.
Por último, os dejo fotos de 14 problemas de genética realizados por mí.
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