CAPITULO 3

Del ADN a las Proteínas

Ya en los años ´50 se sabía que la síntesis de proteínas en las células eucariotas se hacía en el citoplasma
y no en el núcleo de la célula (lugar donde se encontraba el ADN).

La síntesis del ARNm que lleva el mensaje del ADN en forma complementaria es denominada
transcripción y la elaboración de la proteína en sí en el retículo endoplasmático granular (lugar del
citoplasma donde se encuentran los ribosomas) es denominada traducción.

Dogma Central de la Biología Molecular: ADN ARN Proteínas.

Ya en los años ´50 se sabía que la síntesis de proteínas en las células eucariotas se hacía en el citoplasma
y no en el núcleo de la célula (lugar donde se encontraba el ADN).

Brevemente comentaremos el mecanismo de replicación o síntesis del ADN: en este mecanismo la

¿Cómo dirige el ADN la síntesis de ARNm? ¿cómo lleva y pasa la información del núcleo al citoplasma?
En definitiva ¿cómo se expresa un gen?
Transcripción del ARN:

En 1957, Crick propuso que la actividad de las proteínas sería una consecuencia directa de su secuencia
de aminoácidos, es decir del tipo de aminoácidos que los constituyen y como se unen entre sí y que
estas secuencias estarían determinadas por la secuencia de nucleótidos del ADN, es decir, el tipo de
nucleótido y como están encadenados entre sí dando así origen, como hemos visto, a la búsqueda de un
código genético.

Ya en los años ´50 se sabía que la síntesis de proteínas en las células eucariotas se hacía en el citoplasma
y no en el núcleo de la célula (lugar donde se encontraba el ADN)

Procesamiento del ARNm recién sintetizado:

Procesamiento del ARNm recién sintetizado: Como veremos en el capítulo 4, los genes que codifican
proteínas presentan secuencias internas no codificantes o intrones (sin información genética) y
secuencias flanqueantes que participan en la transcripción y la traducción.

Los intrones son eliminados del precursor del ARNm por el espliceosoma que es un complejo de ARN y
proteínas, que se encarga de cortar y empalmar entre sí, los fragmentos de ARN con información
genética o exones.

Pero la forma más importante de control de la expresión génica es por proteínas específicas que se unen
a regiones reguladoras en el ADN.
Traducción: la célula decide fabricar una proteína.
¿Cómo se prepara la célula para la traducción? Reunión amistosa de ARN´s,

aminoácidos y ribosomas

Reunión amistosa de ARN´s, aminoácidos y ribosomas En los procariontas, la traducción comienza antes
que el ARNm termine de sintetizarse recordemos que no tienen núcleo y tampoco forman un trascripto
primario a procesar porque no tienen intrones.

El ARN dirige la síntesis de la proteína

Entonces a partir de este extremo 3ÓH- libre que le sirve a la polimerasa para enganchar al nucleótido
siguiente, va a ir agregando nucleótidos que van a ser complementarios al templado o molde.

Así el ATP se une al cebador como AMP (Adenosin Monofosfato), liberando una gran cantidad de
energía (al liberarse PPi es decir los dos fosfatos) que se usa para realizar el enlace entre nucleótidos, y
se van agregando así los nucleótidos complementarios a la cadena creciente de ADN que se va
sintetizando.

La ARN primasa es una ARN polimerasa que sintetiza cebadores cortos que permite que se sinteticen a
partir de ellos las hebras de ADN (se agregan nucleótidos en forma complementaria).

Y las mutaciones puntuales, ¿qué son?

Cuando como en el caso del ejemplo se produce un único cambio en la secuencia se dice que ese
cambio en un único nucleótido es una mutación puntual

Debido a la acción de la ADN polimerasa, se sintetiza una cadena líder que crece en forma continua en
dirección 5´ a 3´ hasta que se termina la síntesis o replicación de ese fragmento de ADN.

En la cadena contraria, la síntesis se hace a partir de pequeños cebadores y se forman fragmentos cortos
de ADN a los que se llama fragmentos de Okazaki

Capítulo 4
Genoma Humano

La palabra genoma ha sido creada en 1920 por Hans Winkler un botánico alemán

Que llamó de esta forma al contenido haploide (n) de los cromosomas (antes de la

Duplicación del ADN) en los eucariotas. Este término fue evolucionando hasta llegar
Hoy en día a designar al conjunto de secuencias de ADN de un individuo o de una

Especie.

El genoma humano es el término utilizado para describir al total de moléculas de

ADN que se encuentran en cada célula del cuerpo humano. Casi todo el genoma se

Encuentra en el núcleo; sin embargo, la mitocondria contiene también información

Genética esencial por ejemplo para enzimas de la cadena respiratoria. En el genoma

Haploide humano, el ADN que se encuentra en el gameto es la mitad (n) del comple-

Mento (2n) de una célula somática y en ese estado, consta de 3.000 millones de pares

De bases de ADN (el equivalente a 3,2 Gb). Este ADN contiene toda la información que necesita el
óvulo o cigoto.

Ocurre durante la fertilización por la fusión de gametos masculinos y femeninos.

Nina, crece. La información está en forma.

Genes Cada gen es una pieza de ADN que codifica para una función específica.

Debe contener información específica sobre la síntesis de un péptido o

Proteína. Sin embargo, es interesante notar que en el genoma humano, las secuencias

Codificación (para representar con información, por ejemplo, para un péptido o proteína

Sólo el 1,5% de todo el ADN). El resto no está codificado, no tiene esta información.

Educación, pero puede tener diferentes funciones en la regulación de la expresión génica.

O en la estructura de los cromosomas y su separación y en la división del núcleo. A

Una parte importante del genoma parece no tener una función directa,

Mira, no parece depender de la secuencia de bases de ADN que lo componen.

En una colección de secuencias o elementos que son inherentemente repetitivos y en movimiento

Pueden ser secuencias parásitas. Genes de eucariotas, incluidos los humanos.

Secuencia de ADN contigua: intercalada con secuencias codificantes (exones)

Con otras secuencias no codificantes (intrones). Consulte la figura 17.

Se ha observado que constituye solo el 1% o menos de la secuencia total de un gen.

La comprensión ha progresado notablemente en los últimos años.

Permitir el mapeo físico y genético del genoma humano,

Esa secuencia de nucleótidos está terminada. Esta información nos da una idea.

Organización estructural del genoma humano.

¿Qué es un gen desde el punto de vista funcional?

Un gen es la secuencia de ADN que determina el fenotipo de un organismo.

Entonces, si la secuencia de un gen cambia, puede afectarlo.

Funcionan y por lo tanto tienen consecuencias fenotípicas. Muchos genes codifican proteínas A
nosotros. Se consideran secuencias que codifican moléculas de ARN funcionales. También genes, ya
que su función depende de su secuencia.

La paradoja de los genomas eucariotas: genes egoístas

Se ha observado que no existe ninguna listado entre el extensión de ADN y

el bulto de un colectividad incluido el Homo sapiens. Ciertas vegetación y ciertos

anfibios poseen alambrada de 100 veces más ADN en sus núcleos que en el hombre. Y

junto no se detiene la paradoja, en todos los casos contrariamente a lo que se ob-

serva en los procariotas es por lo aparte 10 veces caudillo al que se necesita para

agrupar a las proteínas. Por lo tanto, los genes se encuentran inmersos dentro

de una gran conglomerado de ADN no codificante emsin embargo cuyas secuencias presentan una

distribución particular. Este ADN algunas veces es llamado ADN personalista , estas

secuencias podrían corretear alguno rol enjuidioso emsin embargo por actualidad no se conoce. Lo
que

se propone es que la máximo noticiero de levante ADN, no importa la productos en refrigerio ,

es personalista porque en alguno segundo de la transformación pudo representar como secuencias

parásitos que obtuvieron alguno lucro de su huésped. Este ribete lo aporta el

refrigerio del cromosoma Y humano cuyo gen más enjuidioso es el gen SRY que

determina el simpatía masculino. El remanente del cromosoma está natural a los ataques
de genes parásitos que no tienen una orden específica. Casi todo el cromosoma

Y contiene millones de repeticiones de la misma nómina de mensajes que se mantu-

vieron en el lapso como si el colectividad que los portara exclusivamente aexterior un vehículo.

La cuestión es que adonde se insertan pueden trasladar mutaciones o deleciones de

otras secuencias de ADN.

Las secuencias de ADN que forman el genoma son

Heterogéneas y son de tres tipos:

ADN altamente repetido:

Corresponde al ADN satélite observado depositado al final del tubo

Después de la centrifugación (hay una banda claramente marcada en la parte inferior

De la tubería). No codifica (sin información genética). Representa del 10 al 15%

Del genoma de los mamíferos. Gran parte de este ADN se encuentra en los centrosomas.

Tromo del cromosoma, es decir, es la heterocromatina constitutiva. Este ADN es

Se localiza en ciertos puntos del genoma en lugar de estar disperso. Allá

Se desconoce la función de estas secuencias, pero se han descrito en

Entre ellos se definen tres tipos:

Porque. El primer tipo: llamados microsatélites, componen la mayor parte de las secuencias

Conjunto de secuencias cortas de 2 a 10 pares de nucleótidos (la secuencia “núcleo”) distribuidos

Conjunto paralelo. Estas secuencias tienen un bajo número de repeticiones. También

Llamado STR (repeticiones de un solo tándem). Se encuentran distribuidos a lo largo

No madre. B. Segundo tipo: llamadas satelitales pequeñas repetidas, secuencia igual

Dispuestos en paralelo pero en bloques con más de 100 a 200 pares de bases o nucleótidos

Cleótido (secuencia “núcleo”). Estas son secuencias dispersas que se repiten una y otra vez
llamadas
Pequeños satélites situados fuera de la heterocromatina constitutiva. Algunos

Exhiben una gran variabilidad (gran número de alelos) por eso se les llama VNTR (Vari-

Número de iteraciones paralelas). Pueden tener cientos a miles de repeticiones. Las huellas
genéticas se analizan principalmente mediante el estudio de pequeños satélites.

Litos y microsatélites en genética forense y análisis de origen.

Versus Tercer Tipo: centrómeros y secuencias CEN: telómeros y secuencias

Gracias

La secuencia CEN es la secuencia del centrómero. En levadura (eucariotas)

Se ha observado que incluyen: 5’ TCCATGAT……..80 a 90 repeticiones-

No en……. TGATTCCGAA 3’.

En humanos y primates, la secuencia del centrómero forma fa-

Miles de secuencias de satélites alfa correspondientes a repeticiones paralelas de

Secuencias de 171 pares de bases (“secuencias centrales”). Estas repeticiones son

En el centrómero de todos los cromosomas. Hay secuencias con patrones específicos.

A las proteínas centrales unidas a él. Tanto en humanos como en

En ratones, estas secuencias centroméricas van acompañadas de secuencias centroméricas.

Minisatélite tipo tromer. Una serie de proteínas se unen a nivel del ADN centrómero: CENP-A,
CENP-B,

CENP-C, CENP-D, ICENP y una serie de proteínas llamadas CLIP. Estas proteínas

Formación de locomoción que permite que los cromosomas se adhieran al huso mitótico.

Moverse durante la anafilaxia

ADN medianamente repetitivo:

Constituye del 25 al 40% del genoma humano. También consta de

Secuencias repetitivas pero de más de 100-1000 pares de bases. Mucho más

Heterogéneo que el ADN altamente repetitivo. En estas secuencias encontramos

Lo llamamos ADN “móvil” o retrotransposón. Este ADN está disperso por todo el genoma. Aquí
encontramos 2 familias de secuencias:
Secuencias SINE (Elementos repetidos intercalados cortos) y secuencias

LÍNEA (elemento de repetición intercalado largo)

Secuencias SINE: En humanos se denominan secuencias Alu. Cuando se forma el ADN

El Mico humano es escindido por la enzima de restricción Alu I, una familia

Fragmentos de restricción correspondientes a secuencias repetidas: la familia Alu.

Hay aproximadamente 900.000 copias del genoma humano en cualquier momento. Estas
secuencias

Parece ser el resultado de la retrotransposición (el ARNm se reinserta en el genoma).

Mamá). Las secuencias SINE de especies no humanas se derivan de tRNA.

Que se han transcrito al revés. Secuencias LINE: Están formadas por las familias Line 1 o Kpn I y
THE 1.

Las secuencias del linaje 1 se obtienen cortando el ADN genómico de la enzima Res.

Triction Kpn I. Tienen una longitud de 6 a 7 Kb. Son de 5000 ejemplares.

Copias completas y 100.000 parciales por genoma humano. No son secuencias

Codificación y repeticiones de la longitud más larga conocida.

Incluso el ADN ligeramente repetitivo puede codificar. Básico

Los genes de este tipo son ribosomal, tRNA, 5S RNA y 7SL RNA.

Genes ribosómicos: son transcriptos por la ARN polimerasa I (genes de clase I).

En progenitores 45 S (13,7 kb en humanos), que al madurar producen 3 de

4 ARN ribosómicos: ARN 28S, ARN 18S y ARN 5.8S.

Los genes ocurren en series o grupos de hasta 200 copias. Una persona tiene esto

Grupos de secuencias se encuentran en los brazos cortos de los cromosomas.

Organización de los genes que codifican proteínas:

Genes están transcriptos por la ARN polimerasa II (genes de clase II). Ge-Neralmente son de copia única
excepto los genes que codifican para las histonas que Están en más de una copia.

¿Cómo es un gen que codifica para una proteína?

No hay una estructura completamente definida, pero en la Figura 17 podemos ver

Secuencia no transcrita necesaria para la transcripción

Hecho normalmente. Estas secuencias pueden incluso estar lejos de lugar

Iniciación de la transcripción, difícil de demostrar y distinguir.

Manera exacta Cerca del nucleótido -100 al sitio de iniciación, la región comienza

Promotor, por analogía con los sistemas observados en procariotas, donde

ARN polimerasa II En la dirección -70 o -80 hay una secuencia CAAT donde

Numerosos factores de transcripción de proteínas. -25 a -30 seguro

Con raras excepciones, una secuencia TATA se denomina caja TATA. A este nivel es tan

Factor de transcripción TFIID (iniciador de transcripción). Luego esta la pagina

Inicio de la transcripción, que suele corresponder a una purina. Sigue adelante

Porción no codificante de longitud variable al sitio de inicio de la traducción

, donde encontramos la secuencia ATG correspondiente al metio

Niño. Esto es seguido por la alternancia de secuencias existentes (exones) o faltantes

La versión madura del ARNm que encontramos en el citoplasma. Llamamos exones

A todas las regiones del gen que contienen información, d. h a la región de codificación

Gen de la canción (una región que contiene codones) y estará presente en la versión final

¿Cómo podemos clasificar a los genes según el número de copias?

Genes de copia única: o genes casi únicos constituyen la mayoría de los genes. Su estructura

Corresponde al modelo recién descrito. La secuencia CAAT es normalmente

Te estás perdiendo Algunos genes se han duplicado en el curso de la evolución. A

Por ejemplo, ambos especímenes pueden ser completamente intercambiables, como es el caso
de

Globina En otro caso, ambas copias divergieron ligeramente, produciendo dos proteínas con
Propiedades similares pero con diferencias. Expresión de uno u otro

Estas copias dependen del órgano en el que se expresen, como en el caso de isoen-

Invierno; Por ejemplo, la enzima lactato deshidrogenasa tiene una isoforma H que

Se expresa en el miocardio y la isoforma M se expresa en el músculo.

Esqueleto

Familia de genes: generalmente el resultado de un fenómeno

Duplicación/diferencia. Un gen se puede replicar varias veces a lo largo del tiempo.

Prana durante la filogenia, y cada copia divergió independientemente y dio

El resultado es un conjunto de genes codificadores de proteínas muy similares.

La expresión de cada copia depende del tipo de célula o del estado de la célula. Ejemplos:

Una familia de genes de globina, actina y miosina derivados de un solo gen

Un ancestro común que existió hace 800 millones de años.

Superfamilias de genes: estas superfamilias son el resultado de un fenómeno similar.

Pero sucede muy temprano en la evolución. La discrepancia es tal que

La relación entre diferentes genes es difícil de probar. Superfamilia

Genes inmunes por ejemplo. Otro ejemplo es la super familia.

Genes que codifican receptores hormonales nucleares. Genes domésticos (Homehold genes):
Algunos genes sólo se

Tejidos acabados, y esta es la base de la diferenciación. Codificar otros genes

Proteínas necesarias para la supervivencia de cada célula, como

Genes para enzimas de respiración celular y metabolismo intermedio.

Todo el ADN ¿está en el núcleo?

Existe una pequeña fracción de ADN extranuclear, y es el ADN mitocondrial

Las mitocondrias tienen un genoma autónomo pero insuficiente para codificarlas

Toda la proteína que necesitan. La mayoría de ellos son importados del citoplasma.

Ma.El genoma mitocondrial es corto y podemos encontrar muchas copias en él

Circular. Es similar al genoma de los procariotas. En humanos tiene una secuela.

De 16.569 pares de bases y su secuencia ha sido completamente determinada. Tener

Propio código genético. No tiene intrones y los genes no tienen región promotora.

Toro solo. Todos los genes están separados por genes de ARNt que

Entonces representan signos de puntuación. Cada hebra se transcribe como

Un ARN que luego se corta para formar ARNr, ARNt y mensajeros

Jeros. Este genoma tiende a evolucionar 4 veces más rápido que

Genoma nuclear y se transmite exclusivamente a través de la madre. Parte

Cadenas polipeptídicas sintetizadas forman enzimas de la membrana interna

Mitocondrial. Algunos de ellos están codificados en el ADN nuclear. En ella se sintetizan

Citoplasma e invaden las mitocondrias donde se unen a polipéptidos codificados.

ADN mitocondrial para formar una enzima activa que integra

Membranas