ADN, ARN y Proteínas
Prof. Juan L. Deliz
ESTRUCTURA DEL ADN
Genes y ADN
•
Toda la información genética de un organismo
esta en sus genes.
•
Los genes son pequeñas partes de una
molécula llamada: acido desoxirribonucleico
(ADN)
Historia del descubrimiento del material
genetico
•
Fredrick Griffith (1928) desarrolló un
experimento relacionado a la bacteria
estreptococo pneumoniae
• Hay dos cepas: la lisa(L) causa la enfermedad y la rugosa(R) que no la causa
• Su experimento motivo a buscar la sustancia que transformaba todo
Oswald Avery (1948)
Aisló unas
macromoléculas (ADN, proteínas y lípidos) de las
bacterias L muertas y las expuso a las
bacterias R
Estas se transforman en bacterias L
Responsabilizó al ADN de este cambio
Alfred Hershey y Martha Chase
• Hicieron un experimento usando bacteriófagos (virus que “comen” bacterias)
• Los virus están hechos de proteínas y ADN
• Utilizaron la rotulación radiactiva para distinguir las proteínas del ADN
• Había dos grupos de bacteriófagos:
– los rotulados con fósforo (32P) ADN
radioactivo
– Los rotulados con azufre (35S) proteína
radiactiva
• Se expuso a un grupo de bacterias al virus con fosforo y otro grupo al virus con
azufre
• Los virus atacaron a las bacterias y solo el primer grupo exhibió la radiación con fósforo indicando que tenia el ADN del virus
Estructura del ADN
•
El ADN es un acido nucleico junto al ARN
•
Se compone de nucleótidos
•
Los nucleótidos del ADN están formados por
– Azúcar de 5 carbonos– Grupo fosfato
– Una de cuatro bases nitrogenadas (timina, guanina, citosina y adenina)
Purinas y Pirimidinas
• Las purinas son bases nitrogenadas que tienen una estructura química de doble anillo.
– Ejemplos: adenina y guanina
• Las pirimidinas son bases nitrogenadas que tienen una estructura química de anillo simple.
– Ejemplos: Timina, Citosina y Uracilo
Purinas
Erwin Chargaff
Descubre en muestras de ADN de distintas
especies que la cantidad de citosina y guanina
eran casi iguales
Lo mismo sucede con la adenina y timina
Conclusión:
Adenina y timina se enlazan, al igual que citosina y guanina
Rosalind Franklin
• Trabaja en una tecnica de Mauricio Wilkins, fisico, difraccion de rayos X.
• Toma la famosa foto 51 donde aparece el ADN con forma de doble helice o escalera
Francis Crick y James Watson
•
Partiendo de la foto 51 diseñan un modelo
para el ADN
•
Las hebras externas consisten en la
desoxirribosa y el grupo fosfato
•
Citosina y Guanina aparecen unidas por 3
puentes de Hidrogeno
•
Adenina y Timinas aparecen unidas por 2
puentes de Hidrogeno
REPLICACIÓN DEL ADN
¿Cómo se replica el ADN?
•
Replicación semiconservadora
– Las hebras originales se separan y sirven de molde para el nuevo ADN
– Se aprecian tres procesos:
• Desenrollado
• Apareamiento de bases
Desenrollado
•
Una enzima llamada helicasa ayuda a romper
los enlaces de Hidrogeno (se forma una
burbuja con los nucleótidos abiertos)
•
Las “proteínas de unión a ADN
monocatenario” las mantiene separadas
•
La enzima ARN primasa añade un corto
segmento de ARN (ARN cebador) a cada hebra
del ADN
Apareamiento de bases
• La enzima ADN polimeramasa añade nuevosnucleótidos a la hebra abierta (hebra guía) de forma continua.
• En la otra hebra (hebra retrasada) el ADN polimerasa trabaja al reves.
• La hebra retrasada debe abrirse mas para que, por “cantitos”, o fragmentos, el ARN primasa coloque el primer segmento y el ADN polimerasa entonces
•
Cada fragmento se conoce como “fragmentos
de Okazaki”
•
Cada fragmento queda incompletamente
unido al otro ( discontinuo) así que una mano
amiga llamada ADN ligasa completa la unión
ARN Y LA EXPRESIÓN DEL GEN
Tipos de RNA
• ARN mensajero (ARNm)
– Largas hebras de ARN
que complementan el ADN
– Copia el ADN antes de la
replicación, durante el desdoblamiento
• ARN ribosomal
– Se asocia con las
proteínas para formar ribosomas en el
• ARN de transferencia
(ARNt )
– Segmento pequeño de
ARN que carga con un aminoácido particular
Transcripcion
• Proceso a través del cual se produce (sintetiza) el ARN mensajero a partir del código ofrecido por el ADN
• Al desenrollarse el ADN, ARN polimerasa inicia el
proceso de formación del ARNm moviéndose a través de DNA desenrollado
– A esta hebra se le llama hebra plantilla
Procesamiento de RNA
• Se encontró que el código de ARNm es mas corto que el ADN que codifica
• La secuencia del mensajero se interrumpe y se corta
– Estos trozos cortados se llaman intrones
• Lo que queda se ensambla y se forma el ARN maduro
•
Antes de que salga del núcleo por sus poros y
se corten los intrones, se le añade dos
segmentos en ambos extremos
– Una capucha protectora en el extremo 5’ que reconozca al ribosoma
– Una cola de nucleótidos de adenina en el extremo 3’ llamado cola de poli-A
El código genético
•
Se conoce 20 aminoácidos usados en la
elaboración de proteínas
•
Así que el ADN debe proveer para la
codificación de estos 20 aminoácidos
•
La combinación de tres bases provee la
cantidad suficiente para la formación de los
distintos aminoácidos requeridos
•
A esta combinación de tres bases se les llama
El papel de los ribosomas
• Un ribosoma consta dedos subunidades
• Estas se asocian para el inicio de la traducción
• Dentro del ribosoma hay tres sitios: E, P, A
Traduccion
• Proceso a través del cual se lee en el ribosoma el código del ARNm y se forma una proteína o
polipéptido
• Las moléculas ARNt sirven de interprete para el
codón que codifica el mensajero y trae el aminoácido correspondiente al codón
• En el medio del ARN de transferencia a una
secuencia de tres bases que complementan el codón del mensajero
Resumen de la Traduccion
• El proceso de traducción comienza desde el codon de inicio AUG que sintetiza la metionina
• El ARN de transferencia que carga la metionina se ubica en el sitio P del ribosoma
• Un segundo ARNt se incorpora en el sitio A con el anticodón y aminoácido correspondiente
•
El ARN de transferencia ubicado en el sitio P
se mueve al sitio E y se expulsa, el del A se
mueve al sitio P
•
Se continuara con ese ritmo hasta que se llega
al codón de terminación (UAA, UGA, UAG)
– Los factores de liberación causa que el RNA mensajero se vaya del ultimo ARNt y se