adn y arn mensajero

Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica

DNA y RNA , las moléculas de la herencia

DOCENTE: Dr. Eusebio Aliaga Guillen

2013ALUMNOS: LOERA PAREDES JESSICA

CICLO: III

Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica 2013

Dedica

toriaDedicamos este trabajo a nuestros padres que con mucho esfuerzo y dedicación nos apoyan día a día a alcanzar nuestras metas.

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ADN es una doble hélice, con bases al centro (como los peldaños de una escalera

de mano) y unidades de azúcar-fosfato a lo largo de los lados de la hélice (como

los lados de una escalera de caracol). Las hebras son complementarias, A se

aparea con T y C con G pares, los pares mantienen unidos por enlaces de

hidrógeno).

El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por una cadena

de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las

eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN

celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de

doble hebra.

INTRO

DUCCI

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DNA Y RNA, LAS MOLÉCULAS DE LA

HERENCIA

DNA

El ADN es la molécula de la herencia en todos los organismos vivos (procariontes

y eucariontes). Sin embargo, en el caso de los virus, el material genético puede

ser ADN o ARN.

ADN es una doble hélice, con bases al centro (como los peldaños de una escalera

de mano) y unidades de azúcar-fosfato a lo largo de los lados de la hélice (como

los lados de una escalera de caracol). Las hebras son complementarias, A se

aparea con T y C con G pares, los pares mantienen unidos por enlaces de

hidrógeno). Tenga en cuenta que una purina doble anillo está siempre unido a un

solo anillo de pirimidina. Las purinas son la adenina (A) y guanina (G). Hemos

encontrado trifosfato de adenosina (ATP) antes, aunque en ese caso el azúcar era

ribosa, mientras que en el ADN es desoxirribosa. Las pirimidinas son citosina (C) y

timina (T). Las bases son complementarias, con A en un lado de la molécula que

sólo recibe T en el otro lado, de manera similar con G y C. Si se conoce la

secuencia de bases de una hebra sabemos su complemento.

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Todos los ADN están formados por dos muy largas cadenas helicoidales de

bases nitrogenadas, que son: adenina , guanina, timina y citosina.

Estas bases se encuentran enrolladas a lo largo de un eje común. Las dos hebras

de la doble hélice están dispuestas en direcciones opuestas.

Las dos cadenas permanecen juntas por enlaces de hidrógeno entre los pares de

bases:

- Adenina siempre se aparea con Timina (unidas por dos enlaces de

hidrógeno)

- Guanina está siempre apareada con Citosina (unidas por tres enlaces

de hidrógeno).

De esto se desprende que una de las hebras de la molécula de ADN es la

complementaria de la otra.

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Toda la información genética o de la herencia es codificada por una secuencia

precisa de bases a lo largo de la hebra de ADN.

La mayoría de las moléculas de ADN tienen la característica de ser circulares.

Además el eje de la doble hélice de un ADN circular puede girar en sí mismo,

formándose una superhélice. Esta estructura recibe el nombre de ADN

sobreenrrollado, que es una forma más compacta que una molécula relajada (sin

giro sobre su propio eje).

Requerimientos para la duplicación del ADN.

En todos los organismos los requerimientos generales para la síntesis de ADN son

los mismos:

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- una hebra de ADN como molde, en otras palabras una sección de ADN

que será copiado.

- la enzima encargada de copiar el ADN, llamada ADN polimerasa.

Donde d NTP es el desoxirribonucleósido trifosfato y d (NMP)n se refiere a un

polímero de n desoxirribonucleotidos. El pirofosfato (PPi) generado por la reacción

anterior es hidrolizado a fosfato inorgánico conduciendo la reacción hacia la

derecha.

Enzimas que participan en la duplicación.

En procariontes.-

La duplicación es un proceso complejo en la que participan muchas proteínas. En

bacterias, como E.coli, existen 3 polimerasas y una ADN ligasa.

- ADN polimerasa I.

Es una de las enzimas que es capaz de catalizar la síntesis de ADN.

Posee una sola cadena polipetídica de 109 kDa. Contiene un átomo de zinc como

cofactor.

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- ADN polimerasa II

Esta enzima sintetiza ADN en forma similar a la ADN polimerasa I, pero no tiene

actividad exonucleasa 5´ 3´.

-ADN polimerasa III

La enzima esta compuesta por lo menos por 10 subunidades. Todas las

subunidades son requeridas para que la enzima exprese su actividad total. Esta

enzima es la responsable de la síntesis de ADN en E.coli.

Proceso General de Síntesis de ADN (Fig. 2).

Las hebras de ADN son antiparalelas y la cadena del ADN que va en dirección 3´

5´ es copiada directamente por la enzima ADN polimerasa III. La hebra hija

sintetizada (5´ 3´) es llamada HEBRA PRINCIPAL o ADELANTADA.

La otra hebra del ADN padre que tiene la dirección opuesta, 5´ 3´, no puede ser

copiada directamente, debido que no es sustrato para la enzima y solamente

puede ser sintetizada hasta que una parte del ADN se ha desdoblado. La hebra

hija resultante se llama HEBRA RETRASADA y es sintetizada en forma

discontinua.

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ADN girasa (reduce los giros)

Helicasas

(desdobla ADN)

Topoisomerasa

(Relaja tensión)

Figura 2. Proceso de síntesis de ADN.

Primosoma (hace el “primer”)

Primer

Hebra

Adelantada

Holopolimerasa III

(Agrega dNTPs)

Proteinas SSB (cubren ADN de

Hebra Pol I

Ligasa

El primer es removido y llenado el

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Mutaciones

Las mutaciones son causadas por cambios en la secuencia de bases de ADN.

Los principales tipos son sustitución, supresión e inserción. La sustitución de un

par de bases por otra es la más común mutación. Una transición es el reemplazo

de una purina por otra purina (lo mismo ocurre con las pirimidinas). Una

transversión es el reemplazo de una purina por una pirimidina o viceversa.

Muchos potenciales cancerígenos pueden ser detectados por su acción

mutagénica en bacterias.

ARN

El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por una cadena

de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las

eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN

celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de

doble hebra.

Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no

puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante

la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para

sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de ARN regulan la expresión génica,

mientras que otros tienen actividad catalítica. El ARN es, pues, mucho más versátil

que el ADN.

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Como el ADN, el ARN está formado por una cadena de monómeros repetitivos

llamados nucleótidos. Los nucleótidos se unen uno tras otro mediante enlaces

fosfodiéster cargados negativamente.

Cada nucleótido está formado por una molécula de monosacárido de cinco

carbonos (pentosa) llamada ribosa (desoxirribosa en el ADN), un grupo fosfato, y

uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina,

guanina, uracilo (timina en el ADN) y citosina.

Los carbonos de la ribosa se numeran de 1' a 5' en sentido horario. La base

nitrogenada se une al carbono 1'; el grupo fosfato se une al carbono 5' y al

carbono 3' de la ribosa del siguiente nucleótido. El fosfato tiene una carga negativa

a pH fisiológico lo que confiere al ARN carácter polianiónico. Las bases púricas

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(adenina y guanina) pueden formar puentes de hidrógeno con las pirimidínicas

(uracilo y citosina) según el esquema C=G y A=U.12 Además, son posibles otras

interacciones, como el apilamiento de bases13 o tetrabucles con apareamientos

G=A.12

Muchos ARN contienen además de los nucleótidos habituales, nucleótidos

modificados, que se originan por transformación de los nucleótidos típicos; son

característicos de los ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr);

también se encuentran nucleótidos metilados en el ARN mensajero eucariótico.

El flujo de la información genética en las células normalmente es:

ADN ARN Proteína

La síntesis de ARN usando un ADN patrón es llamada transcripción, mientras que

la síntesis de proteína a partir de un ARN patrón es llamado traducción.

Clases de ARN.

Existen tres clases de ARN:

- ARN mensajero (ARNm)

- ARN de transferencia (ARNt)

- ARN ribosomal (ARNr)

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En general, todos estos ARN son de hebra simple, pero el ARN de transferencia y

ARN ribosomal contienen extensas regiones de doble hélice (la cadena de

nucleótidos se dobla formando una horquilla o loop).

Los ARN más pequeños son los ARNt, que contienen alrededor de 75 nucleótidos,

mientras que el más grande esta entre los ARNm, que pueden tener más de 5.000

nucleótidos.

Enzima de la síntesis

Todos los ARN celulares son sintetizados por la ARN polimerasa de acuerdo a las

instrucciones dadas por un ADN-patrón (o molde), empleando ribonucleósido-5’-

trifosfatos como sustrato. La dirección de la síntesis de ARN es 5’3’, similar a la

síntesis de ADN.

La actividad de la ARN polimerasa es diferente a la actividad de la ADN

polimerasa porque no necesita una secuencia partidora o “primer” y no posee

una actividad nucleasa. Otra diferencia es que el ADN patrón es totalmente

conservado después de la síntesis de ARN.

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Proceso de síntesis

La unión de la ARN polimerasa a estas regiones promotoras permiten un

desenrollamiento local de 17 pares de bases de la molécula de ADN - patrón

(llamada burbuja de transcripción). La síntesis de ARN siempre comienza con

GTP o ATP, es decir, con una base purina. La sub-unidad sigma se disocia desde

la holoenzima cuando se han trascrito 12 bases. Esta subunidad una vez suelta

puede unirse a otra enzima núcleo, permitiendo el inicio de una nueva síntesis.

Terminación de la Transcripción.

La terminación de la transcripción es tan controlada como su iniciación. El ADN-

patrón contiene señales de detención para la transcripción. Existen dos

mecanismos de terminación en E. coli: uno es dependiente de una proteína

auxiliar llamada factor rho y otro independiente de este factor.

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Terminación independiente del factor rho. Esto es distinguido por la presencia de

una secuencia rica GC en el ADN seguido por cinco o seis adeninas. EL ARN

transcriptos lógicamente también posee esta región rica en GC, región que es

capaz de formar un “loop” o estructura de horquilla como resultado de interacción

entre bases complementarias. Además seguido de esta región rica en GC, en el

extremo 3’ del ARN aparece una secuencia rica en uracilo. Se ha observado que

la unión Uracilo con Adenina de la hebra de ADN molde es menos estable y así

el ARN es capaz de disociarse. Por consiguiente el duplex ADN-ARN se suelta y

se libera el ARN sintetizado.

Terminación dependiente del factor rho. También requiere la presencia de la

estructura de horquilla (región rica en GC). Sin embargo, la secuencia rica en U

está ausente. El factor rho, es una proteína compuesta por seis sub-unidades

idénticas de 46 KDa y tiene una alta afinidad por ARN de hebra simple. Cuando

se une al ARN, el factor rho hidroliza ATP y la energía liberada es capaz de

mover este complejo proteico (factor rho) a lo largo del ARN que se está

sintetizando en dirección de la burbuja de transcripción. Cuando llega a dicha

burbuja, el factor rho disocia el híbrido ADN-ARN por un mecanismo desconocido,

liberando el ARN al citoplasma.

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ARN polimerasa

ADP + Pi

5' ATP + H2O Terminación dependiente de rho

La transcripción puede ser bloqueada por inhibidores específicos, llamados

comúnmente antibióticos. Por ejemplo, el antibiótico rifampicina inhibe la

iniciación de la síntesis de ARN, mientras que la actinomicina D bloquea la

elongación del ARN.

Enzimas de la transcripción en eucariontes.

El núcleo de eucariontes contiene tres tipos de ARN polimerasas:

- ARN polimerasa I (localizada en el nucléolo) transcribe los genes de ARN

ribosomal. El transcrito primario producido corresponde a un pre-rARN que

Factor rho

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posteriormente sufre algunas modificaciones para transformarse en una rARN

maduro.

-ARN polimerasa II (se encuentra en el nucleoplasma) transcribe los genes que

codifican para proteína y el transcrito primario corresponde a un ARN nuclear

heterogéneo (hnARN), que son los precursores del ARN mensajeros

citoplasmático.

-ARN polimerasa III (nucleoplasmática) transcribe el rARN 5S (ARN ribosomico) y

los tARNs (ARN de transferencia).

SINTESIS DE ARN MENSAJEROS

La síntesis de un mARN:

1) Comienza la transcripción de un ADN cuando una ARN polimerasa se

encuentra a 20 o 30 nucleótidos después de la secuencia TATA.

2) Cuando el transcrito (ó ARN) ha alcanzado 30 nucleótidos de largo, en su

extremo 5’ es colocado una guanosina unido a un grupo trifosfato que

además es metilado.

3) La ARN polimerasa se nueve a lo largo del ADN transcribiendo tanto

exones como intrones. Hasta que se transcribe la secuencia AAUAAA,

después de cerca de 20 nucléotidos de esta secuencia, el transcrito es

cortado; la reacción probablemente involucra una pequeña

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ribonucleoproteína nuclear (nRNP) que contiene una molécula de ARN

rico en uracilo.

4) Una enzima adiciona una secuencia de 150 a 200 adeninas en el extremo

3’ de la hebra de ARN naciente.

5) El transcrito es procesado y son cortados los intrones, probablemente con

la ayuda de otras snRNPs; y nuevamente U1 ARN se une a una secuencia

complementaria (que incluye GU) en el comienzo del intron, también en

este proceso participan otras 6 moléculas de ARN.

6) Los intrones son doblados y cortados

7) Los exones son unidos para formar finalmente el ARN mensajero maduro

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CODIGO GENETICO:

La secuencia de bases de un gen es colineal con la secuencia aminoácida de su

producto polipeptídico. El código genético es la relación entre la secuencia de

bases en el ADN (o su ARN transcrito) y la secuencia de aminoácidos en una

proteína.

Los aminoácidos son codificados por un grupo de tres bases (llamadas codones)

comenzando de un punto determinado.

Se pueden definir cuatro características generales del código genético:

1) El código no requiere de puntuación ni señal alguna para indicar el final de

un triplete y el comienzo del siguiente, es decir el código genético no tiene

“comas”. Únicamente requiere de una molécula de mARN que este ubicada

correctamente para su lectura además de contar con el codón de inicio, AUG (en

procariontes codifica la incorporación de N-formilmetionina y en eucariontes

metionina).

2) 61 de 64 codones especifican algún aminoácido en particular. De esta

forma, para la mayoría de los aminoácidos hay más de un triplete (o codón). En

otras palabras, el código es DEGENERADO. Codones que especifican el mismo

aminoácido son llamados sinónimos. La mayoría de los sinónimos difieren

solamente en la última base del triplete. Esto presenta una ventaja, debido a que

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la mayoría de las mutaciones conducen a la formación de tripletes sinónimos no

provocando un cambio en la secuencia peptídica.

3) La tercera base de los tripletes es menos específica que las dos primeras.

La degeneración implica solamente la tercera base en la mayoría de los casos

(excepto para Arginina, Leucina y Serina).

4) 3 de los 64 tripletes no codifican para aminoácido alguno y estos son UAG,

UAA y UGA llamados originalmente codones “sin sentido” que constituyen las

señales de término de la síntesis de la cadena polipeptídica.

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Es importante conocer las moléculas de la herencia ya que una alteración de

alguna de ellas puede causar una mutación en el ser vivo.

El ADN es la molécula de la herencia en todos los organismos vivos (procariontes

y eucariontes). El ARN es la molécula que dirige las etapas intermedias de la

síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir

esta información vital durante la síntesis de proteínas.

CONCL

USION

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www.efn.uncor.edu

bibliotecadigital.ilce.edu.mx

mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/.../r20011161147apuntesbioq.doc

http://www.calvo.qb.fcen.uba.ar/ADN%20y%20herencia.htm

http://riie.com.mx/?a=49624

http://www.campusred.net/telos/anteriores/num_033/cuaderno_central4.html

BIBLI

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http://riie.com.mx/?a=49624

http://www.calvo.qb.fcen.uba.ar/ADN%20y%20herencia.htm

http://www.efn.uncor.edu/

adn y arn mensajero

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