martes, 29 de mayo de 2012

8. 3 REGULACION DE LA TRANSCRIOCION EN ORGANISMOS EUCARIOTICOS

Las celulas eucariotes utilizan  varios mecanismos para  regular la  exprecion  genetica , la membrana nuclear  de las eucariotas separa fisicamente la transcripcion  los genes de la traduccion. ya  que los ribosomas existe solo en el citoplastama. en especial  el procesamiento del ARN involucrado en la exprecion de los genes eucarioticos que en los procarioticos:  estos paso proporcionan sitios para la  influencia reguladora que no puede existir en procariontes.
Los analisis de la exprecion genetica en los eucariontes proporciona la prueba de la regulacion ocurre a nivel de la transcripcin, el procesamiento del RNA nuclear  y la estabilidad  de  mRNA. esta demostrado que la amplificacion  del gen y su reordenamiento  son suceos  que ocurren  e influyen  en la exprecion genetica.
Sin embargo , a causa de que la mayor parte de los eucariotes mas informacion gentica que los procariontes y la manipulacion de genes  es mucho mas limitada. los aspectos moleculares  de  la regulacion  genetica son menos comprendidos en los primeros. Esta seccion  brebemente unos cuantos tipos de regulacion  gentica eucariota.


Transporte del mRNA del núcleo al

Especificidad de factores de transcripción
Los factores de transcripción son generalmente específicos de cada clase de genes. Los factores de transcripción reconocen y se unen a secuencias determinadas cerca del sitio de iniciación de la transcripción.
  • Las secuencias a las que se unen los factores de transcripción de los promotores de genes de clase I varían enormemente de organismo a organismo.
  • Los factores de transcripción de los genes de clase II se unen a secuencias de promotores situados antes del sitio de iniciación de la transcripción. La secuencia TATA es la más frecuente.
  • Los sitios de unión de los factores de transcripción de los genes de la clase III se localizan dentro de la región transcrita del gen, y se denominan regiones internas de control. Las regiones internas de control se unen a varios factores y forman un complejo de transcripción estable al cual se une la ARN polimerasa III. Los complejos de transcripción estables permanecen ensamblados a lo largo de muchos ciclos de transcripción.
  • En algunos hongos patógenos el factor de transcripción (PACC) reconoce las serie de nucleótidos 5'-GCCARG-3' que se encuentran el el promotor de varios genes de importancia esencial en el proceso de patogénesis
  • Los factores basales de transcripción son necesarios para iniciar la síntesis de ARN en todos los promotores. Junto con la ARN polimerasa constituyen el aparato de transcripción basal.
  • Los factores genéricos reconocen promotores de genes expresados constitutivamente.
  • Los factores específicos reconocen promotores de genes específicos de tejido. Un ejemplo serían los genes

8 . 4 . 2 OPERON TRIPTOFENO (CONTROL NEGATIVO)

El operón triptófano (operón trp) es un sistema de tipo represible, ya que el aminoácido triptófano (Correpresor) impide la expresión de los genes necesarios para su propia síntesis cuando hay niveles elevados de triptófano. Sin embargo, en ausencia de triptófano o a niveles muy bajos se transcriben los genes del operón trp. Los elementos del operón trp son en esencia semejantes a los del operón lactosa:
  • Genes estructurales: existen cinco genes estructurales en el siguiente orden trpE-trpD-trpC-trpB-trpA.
  • Elementos de control: promotor (P) y operador (O). El promotor y el operador están al lado de los genes estructurales y en el siguiente orden: P O trpE-trpD-trpC-trpB-trpA. Curiosamente, las enzimas codificadas por estos cinco genes estructurales actúan en la ruta metabólica de síntesis del triptófano en el mismo orden en el que se encuentran los genes en el cromosoma.
  • Gen regulador (trpR): codifica para la proteína reguladora. Este gen se encuentra en otra región del cromosoma bacteriano aunque no muy lejos del operón.
  • Correpresor: triptófano.
En el siguiente esquema se indican los elementos del Operón Triptófano:

8 . 4 . 1 OPERON LACTOSA (CONTROL POSITIVO)

Los mecanismos de responsables  de la regulacion  de los genes involucrados en el metabolismo de la lactosa estan ahora ente los mejores comprendidos en cualquier sistema. La beta galactosidasa  hidroliza a la beta galactosideo lactasa y glucosa. los genes estructurales para estas tres enzimas  estan fisicamnete ligadas y constituyen  el operon lactosa.
Esta disposicion gentica estructural y sus genes reguladores  permite la exprecion y cordinacion de las tres enzimas encargadas del metabolismo de la lactosa. Cuando   E. coli  se expone   con lactosa o algunos analogos  especificos  de esta, la exprecion de actividades  de la beta galactosidasa.
 

Los principales elementos que constituyen un operón son los siguientes:
  • Los genes estructurales: llevan información para polipéptidos. Se trata de los genes cuya expresión está regulada. Los operones bacterianos suelen contener varios genes estructurales, son poligénicos o policistrónicos. Hay algunos operones bacterianos que tienen un solo gene estructural. Los operones eucarióticos suelen contener un sólo gen estructural siendo monocistrónicos.
  • El promotor (P): se trata de un elemento de control que es una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la ARN polimerasa para comenzar la transcripción. Se encuentra inmediatamente antes de los genes estructurales. Abreviadamente se le designa por la letra P.
  • El operador (O): se trata de otro elemento de control que es una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la proteína reguladora. El operador se sitúa entre la región promotora y los genes estructurales. Abreviadamente se le designa por la letra O.
  • El gen regulador (i): secuencia de ADN que codifica para la proteína reguladora que reconoce la secuencia de la región del operador. El gen regulador está cerca de los genes estructurales del operón pero no está inmediatamente al lado. Abreviadamente se le denomina gen i.
  • Proteína reguladora: proteína codificada por el gen regulador. Está proteína se une a la región del operador.
  • Inductor: sustrato o compuesto cuya presencia induce la expresión de los genes.

Es sabido que el principal combustible celular es la Glucosa, pero la célula puede
recurrir, ante el déficit de este monosacárido, a la degradación de otros compuestos para
obtener la energía requerida. Uno de estos compuestos es la Lactosa.
Los genes que intervienen en la producción de las enzimas responsables del catabolismo
de la lactosa se encuentran asociados, respondiendo al modelo del Operón. Contiguo a
estos genes encontraremos entonces el operador y el sitio promotor.

Ante la alta concentración de glucosa, sería un gasto de energía innecesario que la
célula sintetice las enzimas pertenecientes a la vía degradativa de la Lactosa; más
innecesario aún sería que estas enzimas fuesen sintetizadas ante la ausencia de la misma
lactosa.

En el caso en el que la concentración de Glucosa sea baja y la de la Lactosa sea alta, el
regulador se unirá a una molécula inductora de la transcripción de los genes
estructurales para la síntesis de las enzimas degradativas de dicho disacárido. El
represor entonces no podrá unirse al operador. Por consiguiente, al quedar este último
libre, la ARN polimerasa formará el Complejo Promotor Abierto pudiéndose producir la
transcripción de los genes estructurales. Ahora bien, la molécula inductora deberá
marcar la presencia de Lactosa en el medio y, quién mejor que la lactosa misma para
cumplir con esta función. Es así como la Lactosa induce su propia degradación.

8 . 2 REGULACION DE LA TRANSCRIPCION EN ORGANISMOS PROCARIOTICOS

con
La exprecion de algunos genes  es cuantitativa  lo cual significa que se expresan  a una velocidad rasonante constante  y no estan sujetos  a regulacion conocida.

 
Debemos tener en cuenta antes de sumergirnos en el proceso de transcripción:
A) Los precursores en la síntesis de ARN (unidades estructurales) son cuatro
ribonucleótidos trifosfatados: rATP; rCTP; rGTP; rUTP
B) La secuencia de bases, del ARN a polimerizar, esta determinada por medio de la
secuencia de bases de la molécula de ADN utilizada como molde para su síntesis.
He ahí que se la denomine
Cadena Molde de ADN.
C) La cadena de ARN crece en dirección 5’ – 3’. Esta dirección coincide con la síntesis
de ADN.
D) La ARN polimerasa, a diferencia de la ADN polimerasa, es capaz de iniciar su
síntesis sin la presencia de ningún tipo de molécula cebadora

 
 
la comprensibn de como  fluye la informacion  desde el gen a traves   un ARN  mesagero hasta una molecula de proteina  especifica  se ha elborado un conocimiento bastante complejo  de los detalles  sobre la regulacion de la exprecion genetica  en celulas procariotas  la mollor parte del conocimiento  detallado aserca de los mecanismos moleculares se ha limitado ne eños recientes.a los sistemas de procariotas y eucariotas  inferiores .  El cistron  es una unidad  pequeña  de expreciongenetica  algunas enzimas y otras moleculas  proteicas  estan compuestas  de dos o mas subunidades  no identicas.

8 . 1 NIVEL DE REGULACION DE LA EXPRECION GE

La secuencia completa  de los genomas revela que el cuándo o el dónde serán efectuadas las capacidades metabólicas de un organismo, no necesariamente está indicado en las secuencias de los genes.

Se han utilizado diferentes tipos de acercamientos para tratar de dilucidar la actividad transcripcional de ciertos genes en tipos celulares específicos, y en diferentes estados de desarrollo. Esta información provee de un panorama general de los factores que controlan el metabolismo, por ejemplo, la patogenicidad bacteriana o bien la susceptibilidad de los organismos a diversas enfermedades.

La ruta en las que una secuencia genética se transforma en un producto funcional, ofrece de múltiples puntos de regulación. Aún así, en los procariontes, los niveles de regulación de la expresión genética se llevan a cabo enteramente al nivel de la transcripción. Lo anterior se debe posiblemente, a que los ARNm procariontes, poseen vidas medias de únicamente minutos, de ahí que el control transcripcional sea innecesario. A continuación se mencionan algunos ejemplos de control transcripcional en procariontes.

 

*    El represor lac.


*     Represión catabólica.


*     Atenuación

*    Regulación de la expresión genética en eucariontes.

*    Control de la transcripción en eucariontes.


*    Las señales extracelulares afectan la transcripción de algunos genes.


*    Las cinasas dependientes de ciclinas regulan el crecimiento celular.


*    En los humanos el ciclo celular está gobernado por muchas CDKs.


UNIDADA 8 NIVELES DE LA EXPRECION GENETICA

SEP                      SNEST                      DGEST

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO

UNIDAD 8 REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA


Nombre del Alumno: Eder Ivan Cuica Campos
Número de Control: 09930057
Carrera: Lic. Biología

Ciudad Altamirano, Gro. México. 24 de Mayo del 2012

Introducción.
Los organismos se adaptan a cambios ambientale mediante la modificación de la expresión génica. Este
proceso
se ha estudiado con detalle en bacterias y virus y, por lo general, implica la interacción de proteinas
fijadoras especificas con varias regiones del DNA en la vecindad inmediata del sitio de inicio de la transcripci6n la vecindad inmediata del sitio de inicio de la transcripci6n Esto puede tener un efecto positivo o negativo sobre la transcripci6n. Las celulas eucariotas usan este sistema basico, pero además emplean otros mecanismos para regular la transcripcion . Entre otros se utilizan procesos como la amplificacion y reconocimioento de los genes, el cambio de clases y las modificaciones posteriores para controlar la exprecion genetica.
 
     

Objetivo.
Integrar los Conocimientos anteriores con los mecanismos de regulación genética para entender a nivel molecular los procesos metabólicos.


Metodología
Para la realización de la unidad número 8 se tomarán referencias bibliográficas de;

1._ Lehninger. Bioquímica. Editorial: Omega. Año: 2003 2da Edición. Que se localizan en el centro de información del Tecnológico
3._Curtis, Barnes, Schnek, Massarini. Curtis Biología. 7ª edición,  ed. Panamericana, impreso en México,  2007. 

martes, 22 de mayo de 2012

LA MAQUINARIA EUCARIOTICA DE TRADUCCION PUEDE TRADUCIR EL RNA DE UNA BACTERIA

Las celulas eucarioticas originan. un anaerobio, asimila bacterias purpuras endosinbioticas que poseian la capasidas de llevas a cabo catabolismo anaerobio y se convirtieron. co el paso del tiempo, en mitocondrias. cuando las cianobacterias fotosinteticas se convierten en  los precursoresfotosinteticos de las algas verdes y platas modernas

Los ribosomas traducen la informacion del  ARN mesagero en una ristra  especifica de aminoaciosLos bioquímicos descubrieron que la ARNpolimerasa de las arqueas, la enzima que lleva a cabo la transcripción, guarda un parecido mayor con la de los eucariotas que con la de las bacterias, y ello no solo en lo concerniente a la estructura, sino también en la naturaleza de su interacción con el ADN. Las proteínas arqueanas que forman parte de los ribosomas que traducen el ARN mensajero también se asemejan más a las eucariotas que a las bacterianas.
La maquinaria de la transcripcion y  traduccion de los eucariotes y las arqueas revelaron las primaras probinecias de estas La comparación de los ARNr microsubunitarios ("SSU rRNA") puede decirnos qué organismos están estrechamente emparentados entre sí; mas la técnica en cuestión resulta incapaz de revelar qué grupos son más primitivos y, en consecuencia, más cercanos a la raíz. El análisis de las secuencias de ADN que cifran dos proteínas celulares esenciales confirmaba que el último ancestro común engendró a bacterias y arqueas; de estas se ramificaron luego los eucariotas.
La comparación de estos genomas ha confirmado la sospecha de que bastantes genes implicados en la transcripción y en la traducción de las arqueas y de los eucariotas son muy similares, así como que estos procesos se desarrollan de forma muy parecida en ambos dominios. Pese a que las arqueas carecen de núcleo diferenciado, bajo ciertas condiciones experimentales sus cromosomas recuerdan a los de los eucariotas: el ADN forma complejos con unas proteínas muy parecidas a1ashistonas de éstos, y sus cromosomas pueden adoptar la estructura_eucariota de collar de perlas. Además, en la replicación de tales cromosomas interviene una serie de proteínas muy parecidas a las que participan en los mismos procesos de los eucariotas, pero no en los bacterianos.

miércoles, 16 de mayo de 2012

7.4.1 MODIFICACIÓN DE PROTEÍNAS POSTRADUCCIÓN

  • PLEGAMIENTO
Todavía no se sabe con certeza cómo la información de una secuencia primaria de aminoácidos guía su estructura tridimensional. El plegamiento comienza en cuanto se sintetizan más de 30 aa —son los que el ribosoma protege—. Por ejemplo, la ß-galactosidasa comienza a formar los tetrámeros antes de terminar cada monómero.
La importancia del plegamiento se refleja en que algunas enfermedades tienen su base molecular en proteínas mal plegadas:
  1. La enfermedad de Alzheimer se origina en la acumulación de la proteína ß-amiloide mal plegada
  2. La enfermedad de las vacas locas, scrapie en ovejas o enfermedad de Creutzfeld-Jacob se debe a la acumulación de la proteína priónica PrP plegada incorrectamente que además cataliza la conversión de las PrP bien plegada en una PrP mal plegada

Principios del plegamiento 

La secuencia de mecanismos que intervienen en el plegamiento de las proteínas ha sido descubierta gracias a experimentos clásicos de desnaturalización y renaturalización de proteínas pequeñas, la aplicación de métodos biofísicos de análisis, y la construcción de mutantes específicos. Las etapas iniciales del plegamiento son:
1.- La formación de las estructuras secundarias. Con ello se disminuye la entropía (ΔS), por lo que es necesario que la entalpía (ΔH) sea muy negativa para que la energía libre final (ΔG) sea negativa y permita que se formen.

2.- Eliminación de las interacciones de los residuos hidrófobos con el disolvente acuoso. De esta forma se establece la estructura terciaria.
El ejemplo mejor conocido es el de la proteína GroEL (Hsp60 bacteriana) de E. coli con la proteína acompañante GroES (Hsp10). El plegamiento se produce en el anillo toroidal superior.

Siguiendo las distintas etapas de plegamiento que cataliza la pareja Hsp60/Hsp10 puede verse la gran cantidad de energía que hay que gastar en conseguir el plegamiento correcto y no cualquier otro (el gasto termodinámico necesario para mantener el orden).

7.4 ETAPAS DE LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS EN ORGANISMOS EUCARIÓTICOS

INICIACIÓN DE LA TRADUCCIÓN EN EUCARIOTES


 
En eucariontes, la iniciación comienza cuando la subunidad ribosómica pequeña reconoce primero el extremo 5´ del mensaje que precede al casquete de metilguanosina, y luego se desplaza a lo largo del RNAm hasta alcanzar una secuencia de nucleótidos (típicamente 5´-CCACCAUG-3´) que contiene el tripleto AUG en un contexto en el cual se le puede reconocer como codón inicial (Karp, 1998; Curtis y Barnes, 2001).
A continuación, el primer ARNt iniciador se coloca en su lugar y se aparea con el codón iniciador del ARNm. Este codón iniciador que habitualmente es (5´)-AUG-(3´), se aparea en forma antiparalela con el anticodón del ARNt (3´)-UAG-(5´). El ARNt iniciador entrante, que se une al codón AUG, lleva una forma modificada del aminoácido metionina, N-formilmetionina o fMet. Esta fMet será el primer aminoácido de la cadena polipeptídica recién sintetizada que es rápidamente removido.
El ARNt iniciador está ubicado en el sitio P de la subunidad mayor, uno de los dos sitios de unión para las moléculas de ARNt. Luego, se liberan estos factores de iniciación y la subunidad ribosómica mayor se une a la subunidad menor. La energía para este paso la suministra la hidrólisis del trifosfato de guanosina
 
ELONGACÍÓN DE LA TRADUCCIÓN EN EUCARIOTES



Una vez que el ribosoma completo se ha ensamblado en el codón de inciación, comienza la etapa de elongación o alargamiento. Durante esta etapa, elsitio A de un ribosoma será ocupado transitoriamente por sucesivos aminoacil.ARNt.Los aminoacil-ARNt que ocupen el sitio A serán aquellos cuyo anticodón sea complementario al codón que queda expuesto en ese sitio. La entrada del aminoacil-ARNt al sitio A del ribosoma requiere su unión previa con una proteína llamada factor de elongación, que en su forma activa será unida al GTP. Al aparearse el ARNt con el ARNm, se dispara la hidrólisis del GTP por parte del factor de elongación que luego se disocia, permitiendo que el aminoacil-ARNt permanezca unido por un corto período al ARNm.
Cuando los sitios A como P están ocupados, una enzima, la peptidil transferasa, que es parte de la subunidad mayor del ribosoma, cataliza la formación de un enlace peptídico entre los dos aminoácidos, acoplando el primero (fMet) al segundo. El primer ARNt, entonces se libera. El ribosoma se mueve un codón a lo largo de la cadena de ARNm; en consecuencia, el segundo ARNt, al cual ahora se encuentran acoplados la fMet y segundo aminoácido, se transfiere de la posición A a la posición P. Un tercer aminoacil-ARNt se ubica en la ahora vacante posición A, apareado al tercer codón del ARnm, y se repite el paso. La posición P acepta al ARNt que carga con la cadena polipeptídica creciente; la posición A acepta al ARNt que porta el nuevo aminoácido que será añadido a la cadena.
A medida que el ribosoma se mueve a lo largo de la cadena del ARNm, la porción iniciadora de la molécula de ARNm es liberada y otro ribosoma puede formar con ella un complejo de iniciación. Un grupo de ribosomas que leen la misma molécula de ARNm se conoce como polisoma.

 
TERMINACIÓN DE LA TRADUCCIÓN EN EUCARIOTES

 
 
 
Cuando el mensaje llega a un codón de terminación, ya no hay ningún ARNt que tenga su anticodón, de manera que ya no se agrega otro aminoácido a la cadena. Se libera el polipéptido formado, la proteína. Se separan las dos subunidades del ribosoma y el ARNm es liberado

7 . 2 . 4 ETAPAS DE LA SINTESIS DE´PROTEINAS EN ORGANISMOS EUCARIOTES

INICIO DE LA TRADUCCIÓN

La primera etapa comienza con la subunidad menor sola. El IF-1 se une a la base del sitio A para forzar que el primer fMet-tRNA entre en el sitio P.
El IF-3 se necesita para estabilizar la subunidad 30S, que sirve para depositar el aminoacil-tRNA Met-tRNA en este caso en el ribosoma.
Los 3 IF junto con el mRNA, el fMet-tRNA y la subunidad 30S forman el complejo de iniciación. El tRNA iniciador que reconoce primeramente el AUG en ocasiones GUG y raramente UUG, es especial ya que porta una formil-Met, presenta modificaciones postranscripcionales específicas, sólo puede usarse en iniciación, y es el único capaz de entrar en el sitio P, sin la subunidad mayor del ribosoma.



ELONGACIÓN DE LA TRADUCCIÓN EN BACTERIAS




ELONGACIÓN
El crecimiento de la cadena polipeptídica en el ribosoma es un proceso cíclico ya que se repite tantas veces como aminoácidos se incorporen.
Cada ciclo consta de 4 pasos que son:

*Ubicación
El tRNA aminoacilado se dirige al sitio A con el factor de elongación EF-Tu, que al igual que IF-2, lleva GTP. Cuando el aminoacil-tRNA se aloja en el sitio A, el GTP se hidroliza y se libera.

*Corrección
Para dejar el aa-tRNA en su sitio, se tiene que hidrolizar el GTP. Esto es un proceso relativamente lento, que da tiempo a verificar el apareamiento codón-anticodón. Si el apareamiento codón-anticodón es incorrecto, el aminoacil-tRNA se rechaza y queda de nuevo libre el sitio A para aceptar el aminoacil-tRNA correcto.

*Transpeptidación
La cadena polipeptídica enganchada al tRNA del sitio P se transfiere sobre el aminoácido transportado por el tRNA del sitio A. Esta transferencia la cataliza el sitio peptidil transferasa de la subunidad 50S. Concretamente, el rRNA 23S alojado en este sitio catalítico es quien realiza la función catalítica fundamental, actuando como ribozima.

*Translocación
El tRNA descargado del sitio P se transfiere al E y el tRNA que tiene el péptido en el sitio A pasa al P. El desplazamiento hace que el ribosoma avance 3 nt por el mRNA.
Tras la translocación, la cooperación negativa entre E y A hace que no pueda entrar otro aa-tRNA nuevo en A hasta que el que hay en E no ha salido. En este momento se ha completado el ciclo, con la diferencia de que ahora la cadena polipeptídica ha crecido en un residuo y el ribosoma está desplazado 3 nt en el mRNA
 
TERMINACIÓN DE LA TRADUCCIÓN EN BACTERIAS


 
 
 
 
 
 
Determina la síntesis de la proteína cuando el sitio A del ribosoma es abordado por el codón de terminación del ARNm  (UUA, UGA o UAG, indistintamente). Ello deja al sitio A sin el esperado aminoacil-ARNtAA, aunque pronto es ocupado por un factor de terminación llamado eRF, que sabe reconocer a los tres codones de terminación.
 En síntesis la terminación de la cadena polipeptídica está señalada por el ARNm mediante un codón que no especifica la incorporación de ningún aminoácido . Ese codón de terminación puede ser UUA, UGA o UAG, y sobre él no se une ningún ARNt.
 
 
 
 

7 . 2 . 3PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS

LA CÉLULA PROCARIOTA: LAS BACTERIAS
Son células sin núcleo, la zona de la célula, donde está el ADN y ARN no está limitado por membrana. Ej. Bacteria.
Actualmente están divididas en dos grupos:
• Eubacterias, que poseen paredes celulares formadas por peptidoglicano o por mureína. Incluye a la mayoría de las bacterias y también a las cianobacterias.
• Arqueobacterias, que utilizan otras sustancias para constituir sus paredes celulares. Son todas aquellas características que habitan en condiciones extremas como manantiales sulfurosos calientes o aguas de salinidad muy elevada.
La celula procariota, también procarionte, organismo vivo cuyo núcleo celular no está envuelto por una membrana, en contraposición con los organismos eucariotas, que presentan un núcleo verdadero o rodeado de membrana nuclear

EUCARIOTAS

En las células eucariotas el núcleo está rodeado por una membrana nuclear, mientras que en las procariotas no existe dicha membrana, por lo que el material nuclear está disperso en el citoplasma. También se la llama carioplasma, y suele tener una forma redondeada, o elíptica en las células prismáticas, en el centro de la célula y mantiene casi siempre esta posición. El núcleo de una célula normal puede presentarse en dos formas distintas, según sea el estadio en que se halle la propia célula.
Al comenzar la división celular o mitosis se distinguen en el núcleo unos corpúsculos característicos, susceptibles de ser coloreados, son los cromosomas, portadores de los factores hereditarios o genes. Cuando la célula permanece sin dividirse (periodo interfase), el núcleo presenta una estructura interna filamentosa, poco visible al microscopio óptico, en la que destaca un orgánulo denominado nucléolo.

Imagen

7. 2 . 2 ESTRUCTURA DEL RIBOSOMA

Los ribosomas son orgánulos sin membrana, sólo visibles al microscopio electrónico debido a su reducido tamaño ( 29 nm en células procariotas y 32 nm en eucariotas). Están en todas las células vivas. Su función es ensamblar proteínas a partir de la información genética que le llega del ADN transcrita en forma de ARN mensajero (ARNm).
El ribosoma consta de dos partes, la subunidad mayor y una menor, estas salen del núcleo por separado.



El ribosoma procarionta tiene un coeficiente de sedimentación de 70s y está formado por dos subunidades de 50s y 30s. Se puede encontrar en el citoplasma donde recibe el nombre de polisoma o polirribosa.



El ribosoma eucariota tiene un coeficiente de sedimentación de 80s, uno de 60s y otra de 40s Este se puede encontrar unido al retículo endoplasmático rugoso.





La unión de ambas subunidades se realiza en presencia de una concentración 0.001 M de iones Mg, si esta concentración disminuye se produciría la separación de las dos subunidades, es por lo tanto un proceso reversible.



Si la concentración molar de los iones Mg aumenta hasta 10 veces, se produce la unión de dos ribosomas para dar lugar a los dímeros.



La ultraestructura del ribosoma es muy compleja, está formado por ARN ribosómico y proteinas.



Los ribosomas son responsables del aspecto granuloso del citoplasma de las células. Es el orgánulo más abundante, hay varios millones por célula.

7 . 2 . 1 TIPOS DE ARN

En cualquier célula, solamente algunos de los genes se expresan transcritos en el ARN.
Tipos de ARN Hay 4 tipos de ARN, cada uno codificado por su propio gene:

ARNm - ARN Mensajero: Codifica la secuencia de aminoácido de un polipéptido.
ARNt - ARN de Transferencia: Lleva los aminoácidos a los ribosomas durante la traducción.
ARNr - ARN Ribosomal: Con proteínas ribosomales y los ribosomas actúan con el ARNm.
ARN np- ARN nuclear pequeño: Con proteínas, forma complejos que son usados en el proceso de ARN en las células eucarióticas (no se encuentra en las células procarióticas).

7 . 2 EL PAPEL DEL ARN EN LAS SINTESIS DE PROTEINAS

Las proteinas son llos productos finales de la mayoria de las rutas de la informacion ,un a celula necesita en cada instate miles de proteinas diferentes.estas proteinas han de ser sintetisadas en la respuesta a las necesidades celulares del momneto de la transportalas (dirigidas) hasta la localizacion celular y adecuada y degradadas cuando ya no son necesarias.

La comprencion de la sintesis de proteinas, el mas complejo de los mecansimos biosinteticos. a sido uno de los mayores retos en al historia de la bioquimica.Las proteínas que han de construirse, están especificadas en el mRNA y se sintetizan en los ribosomas. Esta idea surge del estudio de la inducción enzimática, que es un fenómeno en el cual las bacterias varían sus velocidades de síntesis de proteínas en respuesta a cambios en el ambiente. Este proceso ocurre como consecuencia de la regulación de la síntesis de mRNA por proteínas que se unen específicamente a los templados para el mRNA en el ADN. 
 

BIBLIOGRAFIA :LIBRO DE  LEHNINGER  PRINCIPIOS DE BIOQUIMICA

7 .1CODIGO GENETICO

Tanto el ARN como el ADN están compuestos por la combinación de cuatro bases diferentes (se puede decir que es como un alfabeto de cuatro letras). ¿Cómo es esta combinación? Si cada aminoácido estuviera codificado sólo por dos bases habría un total de 42=16 posibilidades, pero esto no puede ser así, ya que los aminoácidos encontrados en las proteínas son 20. Necesitamos combinar más bases. Entonces, si combinamos tres bases (tripletes) para formar un aminoácido, obtenemos un total de 64 combinaciones (43=64)… pero ahora “sobran” 44 tripletes. En esa situación se encontraron Har Gobind Khorana y Marshall Nirenberg en la década de 1960.
Este código es casi universal: es el mismo en todos los organismos. Sin embargo, el código genético mitocondrial es diferente del nuclear y se transmite de manera independiente. De esto hablaremos en el siguiente título.
La secuencia de  aminoacidos de uan proteina en particular se constituye a partir de la transcripcion de la informacion codificada en el mARN. este proceso esta acargo de las ribosomas.
Los aminoacidos estan especialisados por  los codones del mARN consiste en los tripletes. la traduccion requiere moleculas adaptadoras. los tARN . que reconose los codones he inserta  los aminoacidos en sus pocisiones secuenciales apropiadas en el polipeptido.
El codigo genetico es degenerador tien multiples palabras de codigo para casi todos los aminoacidos.
La palabra estandar del codigo geneticoson universales  en todas las especies, con algunos cambios menores en las mitocondrias y en algunos organismos unicelulares.


bibliografia Lehninger-principios de bioquimica

miércoles, 9 de mayo de 2012

CONCLUCIONES DE LA TRANSCRIPCION GENETICA

La unidad  N°6  en particulas es muy interesante ya que presanta  el proceso de  la transcripcion gentica. en estos procesos se explica  las diferentes proceso de la transcripcion en el ADN Y ARN.en estas metodologi es  de importacia diferenciar los procesos entre las procariotas y eucariotasTambién los procesos de maduración en el ARNm, son muy interesantes pues para que esta molécula salga del núcleo debe de sufrir varias modificaciones como, la adición de una caperuza en el extremo 5´  y una cola de muchas Adeninas conocida como cola Poly A.  Estos procesos de maduración sirven para que cuando salga el  ARNm  la vida media de este perdure más de lo común,  pues en el citoplasma celular existen muchas enzimas que pueden degradarla.  Y por ultimo la molécula del ARNm sufre unos cortes de intrones y empalme  de los exones conocido como Splicing, pues como todos sabemos que los intrones nunca codifican proteínas por eso son cortados antes de salir del núcleo

TAREA DE SPLISING

Una célula eucariota  regula las proteínas que sintetiza controlando:
  1. el momento y la frecuencia con que un determinado gen es transcripto (control transcripcional);
  2. el procesamiento del ARNm transcripto (control de procesamiento de ARNm);
  3. las moléculas de mRNA que son exportadas del núcleo al citoplasma (control de transporte del mRNA);
  4. los ARNm que son traducidos por los ribosomas en el citoplasma (control de traducción);
  5. la vida media del ARNm (control de degradación del ARNm)
  6. la activación e inactivación de proteínas (control de la actividad de las proteínas). De todas estas etapas de regulación, la primera es la que resulta más económica para la célula. La transcripción en los eucariotas difiere de la de los procariotas en varios aspectos.
En los procariontes, los ribosomas se unen a una molécula de ARNm en crecimiento y su traducción a una proteína comienza aun antes de que se haya completado la transcrpción. A diferencia de los anteriores la transcripción y la traducción de los eucariontes se encuentran separadas en el tiempo y en el espacio. En la transcripción de los eucariotas están implicadas tres ARN polimerasas diferentes, cada una especializada en transcribir distintos tipos de genes. Además, se requieren factores generales de transcripción, que permiten la unión de las ARN polimerasas al promotor, así como una multiplicidad de proteínas regulatorias. Además, en los eucariotas los genes estructurales no están agrupados en operones como lo están frecuentemente en los procariotas; la transcripción de cada gen se regula por separado y cada gen produce un transcripto de ARN que contiene la información codificada de un solo producto. Una vez que el núcleo se ha completado la transcripción por medio de la ARN polimerasa II, los transcriptos de ARNm (ARNm inmaduro o primario) se terminan de procesar modificando los extremos logrando las moléculas maduras antes de ser transportados al citoplasma celular a través de los poros nucleares. Este procesamiento incluye la adición
  1. de un casquete de metil-guanina (CAP) al extremo 5’ de la molécula cuando solo hay aproximadamente 20 pares de bases de largo. Su finalidad es proteger al ARNm de la degradación y como señal para uniese luego al ribosoma en la traducción.
  2. de una cola de poli-A al extremo 3’ al terminar la transcripción. Producido un clivado en un lugar específico del transcripto la poli A-polimersa , agrega una cola de adenina, generándole el extremo 3’.
      
  3. También se produce remoción de intrones y unión de exones en el RNAm antes de dejar el núcleo. Este proceso es conocido como empalme o "splicing( Del inglés corte y empalme. ) El empalme alternativo de transcriptos de ARN idénticos en diferentes tipos de células puede producir diferentes moléculas de ARNm maduro que se traducen en diferentes polipéptidos.
    Resumiendo (Fig. 1):
    La información genética codificada en el AND se transcribe a una copia de ARN (transcripto primario). Esta copia luego se modifica con la adición del casquete 5’ (CAP) y la cola de poli-A, la escisión de los intrones y la unión de los exones (splicing). El mRNA maduro luego va al citoplasma, donde se traduce a proteínas.
     Mecanismo molecular de splicing.
    Se trata de un mecanismo muy exacto, pues de no serlo produciría un corrimiento del marco de lectura en el mensaje transcripto. Los intrones son cortados del ARNm inmaduro por un sistema específico que reconocen secuencias cortas dentro de él y que se encuentra cerca de los límites con exones. Estas secuencias son llamadas "sitio dador" (común en casi en todos los intrones), en el extremo 5’y "sitio aceptor", en el extremo 3’ (Fig. 2).

    El trabajo del corte y empalme esta catalizado por una estructura pequeña, compuesta por ribonucleoproteinas nucleares llamadas snRNPs, constituidas por pequeños ARN nucleares (snARNs) asociado a proteínas. Su nombre es spliceosoma. Esta estructura tiene a su cargo el reconocimiento de las secuencias mencionadas anteriormente en los intrones y su posterior fijación. Luego se desarrollan una secuencia de pasos que determinan el clivaje y ligado de los intrones y exones (Fig. 3):

    1. el extremo 5’del intrón es clivado y unido a otros sitio interno del intrón, cercano a su extremo 3’ llamado "sitio de ramificación" .
    2. Se produce el corte en el extremo 3’ del intrón y son empalmados los dos exones de cada lado, liberándose el ARNm maduro del spliceosoma.
    3. El intrón eliminado queda formando una estructura con forma de lazo, llamada "lariat", que posteriormente es degradado en el núcleo.
    "
Se ha observado que ARNm inmaduros idénticos del mismo gen se procesan en más de una forma. Esto significa que existen diversos empalmes alternativos, los cuales desarrollaran diversos ARNm maduros y por lo tanto distintos polipéctidos funcionales.


lunes, 7 de mayo de 2012

6.2.2 MODIFICACIONES POSTRANSCRIPCIONALES DEL RNA MENSAJERO

Los productos inmediatos de la transcripción se denominan transcritos primarios y no son necesariamente funcionales; muchos de ellos son específicamente alterados en varias formas. Estas modificaciones no son iguales para todos los tipos de ARN, cada uno tienen sus propias particularidades.Los procesos de maduración son los que llevan a los transcritos primarios a convertirse en transcritos maduras




Los procesos de maduración son los que llevan a los transcritos primarios a convertirse en transcritos maduras.
Todos estos procesos ocurren mientras el RNA se está transcribiendo, demostrándose en algunos casos la interdependencia entre transcripción y maduración.
Las diferencias entre los procariotas y las eucariotas relativas a la maduración del RNA se centran en el mRNA, además del ayuste, sufre una serie de modificaciones en 5’ y en 3’ que, de forma sucesiva o simultánea, van a ocurrir en el núcleo.
Splicing: Todos los Pre- ARN m sufren un proceso denominado Splicing, que tiene como finalidad eliminar a los Intrones (secuencias no codificantes). Este proceso ocurre en el núcleo y da origen al ARN m que será desplazado al citoplasma, para ser partícipe del proceso de Traducción. En el Splicing son descartados del 50% al 90% del Pre-ARNm (transcripto primario). Los elementos remanentes (exones) son unidos o ensamblados. El número de intrones, generalmente sobrepasa al de los Exones.
Cola Poly A: En el extremo 3’, según se mencionó antes, los ARNm Eucariotas contienen una secuencia de 20 a 200 nucleótidos que poseen como base nitrogenada a la Adenina. La secuencia Poly A no está codificada en el ADN, sino que es añadida al ARN después de finalizada la transcripción. La función de la Cola Poly A es la de aumentar la estabilidad de los ARN m

Regulación de la Transcripción
Dentro del metabolismo celular, encontraremos enzimas que son necesarias en forma continua y otras que solo se necesitan en determinadas circunstancias. Las primeras se sintetizan siempre, mientras que las segundas solo son sintetizadas en determinadas condiciones. Es decir que, la célula, debe contar con mecanismos que le permitan regular esta síntesis, ya que sería un gasto de energía innecesario el transcribir y traducir una proteína que luego no ha de ser utilizada.

Los principales mecanismos de regulación de la expresión génica, recaen en el proceso de transcripción. Es así como, la célula podrá “elegir” qué genes transcribe y cuáles no, dependiendo de las necesidades metabólicas reinantes en ese momento. Cada día se postulan más mecanismos por los cuales la transcripción puede ser regulada, nosotros nos dedicaremos al estudio del mecanismo clásico de regulación: el Modelo del Operón.
El Modelo del Operón fue descripto en células Procariotas, por los investigadores franceses Francois Jacob y Jacques Monod, quienes se hicieron acreedores del Premio Nobel en el año 1965.
Tal como postularan Jacob y Monod, los grupos de genes que codifican para proteínas asociadas se encuentran en unidades conocidas como Operones. Un Operón está constituido por: un Promotor, un Operador y Genes Estructurales. El Promotor, según vimos en el apartado anterior, es el lugar del ADN en el cual se une la ARN polimerasa para iniciar la transcripción. El operador es una secuencia de nucleótidos que se encuentra interpuesto entre el promotor y los genes estructurales. Los Genes Estructurales son las porciones de ADN que codifican para la síntesis de las proteínas asociadas metabólicamente.


 La transcripción de los Genes Estructurales depende de la actividad de otro gen denominado Gen Regulador, que generalmente esta ubicado a unos cientos de pares de bases del sitio promotor. El gen Regulador codifica para una proteína que tiene afinidad para unirse al operador. Siempre que el represor se encuentre unido a esta proteína, se verá boqueada la unión de la ARN polimerasa al promotor, inhibiéndose así la transcripción de los Genes estructurales.

6 . 2 . 1 ETAPAS DE SINTESIS DEL ARN EN EUCARIOTAS

Dividiremos el proceso de traducción en cuatro etapas
:
1. Activación de los aminoácidos
2. Iniciación
3. Elongación
4. Terminación

1-Activación de los aminoácidos
Para que el aminoácido sea unido al correspondiente ARNt se necesitan dos reacciones
químicas que demandarán energía. La primera reacción es la que aporta la energía
necesaria para que la unión se produzca. Se escinde la molécula de ATP, se liberan dos
grupos fosfatos y se forma un complejo entre el AMP y el aminoácido en cuestión. Este
complejo Aminoácido- AMP – Enzima, se mantiene intacto hasta que se encuentra con
la molécula de ARNt correspondiente. En la segunda reacción, la molécula de AMP se
desprende de la enzima, formándose un enlace entre el aminoácido y la porción 3´ del
ARNt. Gracias a estas reacciones, el aminoácido queda unido al ARNt y este complejo
queda listo para formar parte de la síntesis proteica.

Aminoácido + ATP____________>                                  Aminoacil-AMP + PPi

Aminoacil-AMP +_____________  >                               ARNt Aminoacil- ARNt + AMP

2-Iniciación:
Una vez que los aminoácidos son unidos a su correspondiente ARNt, están listos para
comenzar la síntesis de proteínas. La primera etapa, la iniciación, comienza cuando la
sub unidad menor del ribosoma se une al ARNm, por su extremo 5´. Cada ARNm
posee, en forma previa al primer codón, una secuencia de bases complementaria a una
secuencia de consenso de la sub unidad menor del ARNr.
Una vez sucedido este, el primer aminoacil-ARNt se une, por medio de su Anticodón, al
primer codón del ARNm. Se ha observado que, habitualmente, el primer codón del
ARNm es el AUG. Si recurrimos al código genético veremos que, en consecuencia, el
primer aminoácido incorporado a la cadena peptídica en formación es la Metionina. Sin
embargo la Metionina, una vez finalizada la síntesis proteica, puede ser removida.Complejo de Iniciación de la traducción. Para que se veaFactores de Iniciación. En Procariotas se conocen tres
La combinación entre el ARNm, la sub unidad ribosómica menor y el aminoacil-ARNt
es conocida como el
posibilitada la formación del Complejo de Iniciación, es necesaria la participación de
ciertas proteínas denominadas
de estos factores, mientras que en Eucariotas el número conocido hasta el momento
asciende a once.

A continuación, la sub unidad mayor del ribosoma se une al complejo de iniciación.
Hemos mencionado que esta sub unidad contiene dos sitios por los cuales se unirá con
los distintos ARNt. Uno de ellos es conocido como
denomina
primer ARNt y la sub unidad mayor, se propicia por medio del Sitio P
En consecuencia, una vez que la sub unidad mayor se encuentre acoplada al complejo
de inicio, el sitio P se encontrará ocupado por el primer ARNt, mientras que el Sitio A
se encontrará vacío. La energía necesaria para este paso, la suministra la hidrólisis de
una molécula de GTP.

3- Elongación
Al iniciarse esta etapa en el
el segundo codón del ARNm. Un aminoacil – ARNt que posea su Anticodón
complementario al segundo codón del ARNm, ingresará al
vez que ambos sitios de la sub unidad mayor del ribosoma se encuentran cubiertos, la
enzima de ésta sub unidad, la Peptidil Transferasa, realizará el primer enlace peptídico
entre los aminoácidos portados por ambos ARNt. En dicho enlace interviene el grupo
:Sitio A, de la sub unidad mayor del ribosoma, se encuentrasitio A del ribosoma. Una
amino
anterior.


Así cada vez que ingresa un ARNt cargado al
grupo COOH del aminoácido de la cadena en crecimiento y el grupo NH
Aminoácido del
El primer ARNt, que estaba ocupando el
adherido al primer aminoácido y es liberado al medio. El ribosoma se desplaza un
codón hacia el extremo 3´ del ARNm. En consecuencia, el segundo ARNt incorporado
en el
hasta el momento. De esta manera, en el
ingresando al mismo un tercer aminoacil - ARNt que posee un Anticodón
complementario al mencionado triplete de bases del ARNm.
Nuevamente, la enzima ribosómica realiza la unión peptídica entre el segundo y tercer
aminoácido incorporado. El segundo ARNt es liberado al medio, quedando el tercer
ARNt con los tres aminoácidos unidos a él. De la misma manera que fue realizado en la
etapa anterior, el ribosoma se desplaza un codón hacia el extremo 3´ del ARNm,
quedando ahora el tercer ARNt en la posición P de la sub unidad mayor. El ribosoma
seguirá corriéndose hacia el extremo 3´ del ARNm y los aminoácidos serán
incorporados de igual forma a lo largo de toda esta etapa.
Una de las formas por las cuales se logra que la traducción se lleve a cabo a una
velocidad mayor, es mediante el accionar de varios ribosomas a lo largo del ARNm. La
estructura que forma esta multitud de ribosomas, traduciendo un mismo ARNt, es
conocida como

4- Terminación
El proceso descripto se llevará a cabo, en forma repetida, hasta que en la molécula de
ARNm se encuentre un codón sin sentido. Tal cual lo expresamos con anterioridad, se
conocen tres codones sin sentido, el UAG, el UUA y el UGA. No existe ningún ARNt
que sea complementario a estos codones de
ARNt
cadena polipeptídica se desprenderá y las dos sub unidades ribosómicas se separarán.
Finaliza así el proceso de traducción, obteniéndose como producto la cadena
polipeptídica en forma libre. Esta cadena proteica se libera así al citoplasma, pudiendo
luego sufrir procesos post-traduccionales que la modifiquen activándola o
desactivándola.


Bibliografia:http://www.korion.com.ar/archivos/transytrad.pdf
:STOP, de manera que no entrará ningúnal Sitio A. Cuando se encuentra un Codón de STOP, la traducción se detendrá, la
Sitio A y se produce la unión entre el2 delSitio A, se cumple la fase de elongación.Sitio P, rompe la unión que lo manteníaSitio A, se traslada al Sitio P, llevando consigo los dos aminoácidos incorporadosSitio A queda el tercer codón a ser traducido,polisoma o polirribosimas.
(NH2) del segundo aminoácido con el grupo carboxilo (COOH) del aminoácido
Sitio P (peptídico) y el otro seSitio A (aminoacil). Es de suma relevancia destacar que la unión entre el.
: