12/04/2012 1 Trascripción y Traducción Cátedra de Bioquímica - FOUBA
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Trascripción
y
Traducción
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Tipos de ARN
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Molécula lineal que contiene información genética copiada del ADN.
Tiene regiones codificadoras y regiones no codificadoras como la cabeza o líder y la cola.
Los mensajeros de eucariotas tienen un cap o gorra en el extremo 5’ y una cola polyA en el extremo 3’.
Dirección de la transcipción
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El ARN mensajero tiene un principio, una
secuencia y un final.
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• Juega un papel crítico en la síntesis de proteínas llevando AA al
ribosoma
• Tienen una estructura tridimensional muy bien definida
Doble papel:
• adaptador que reconoce al amino ácido
en el extremo 3’
• El anticodón se empareja con el codón en el ARNm
Amino ácido
5’ GTAAAGTCCCTTTAGC 3’
Anti codon
ARNm
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Estructura del ARNt
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ARN de transferencia
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ARNnp (nucleadores pequeños)
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ARN ribosómico
P A
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TRANSCRIPCIÓN
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Transcripción
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ARNpolimerasa
3’
3’
5’
5’
ARN
ADN
La transcripción: Síntesis de ARN.
T A C A C G C C G A C G
U C G U G G G C U G C A
(i) Cátedra de Bioquímica - FOUBA
T A C G A A C C G T T G C A C A T C
A U G C U U G G C A A C G U G
Transcripción:
1- Iniciación: Una ARN-polimerasa comienza la síntesis del
precursor del ARN a partir de unas señales de iniciación
"secuencias de consenso " que se encuentran en el ADN.
ARNpolimerasa
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T A C G A A C C G T T G C A C A T C
A U G C U U G G C A A C G U G
Transcripción:
2. Alargamiento: La síntesis de la cadena continúa en
dirección 5'3'. Después de 30 nucleótidos se le añade al
ARN una cabeza (caperuza o líder) de metil-GTP en el
extremo 5‘ con función protectora.
m-GTP
ARNpolimerasa
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A U G C U C G U G
Transcripción:
3- Finalización: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la región
terminadora del gen finaliza la síntesis del ARN. Entonces, una poliA-polimerasa
añade una serie de nucleótidos con adenina, la cola poliA, y el ARN, llamado
ahora ARNm precursor, se libera.
m-GTP
poliA-polimerasa
U A G A A A A A
ARNm precursor
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ARNm
precursor
AAAAAA AUG UAG
cola
4. Maduración (cont.): El ARNm precursor contiene tanto
exones como intrones. Se trata, por lo tanto, de un ARNm no
apto para que la información que contiene sea traducida y se
sintetice la correspondiente molécula proteica. En el proceso
de maduración un sistema enzimático reconoce, corta y retira
los intrones y las ARN-ligasas unen los exones, formándose el
ARNm maduro.
ARNm
maduro
Cabeza
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Región codificadora del gen
Promotor E1 I1 E2 I2 E3 Terminador
ADN
ARNm
precursor
ARNm maduro
AAAAAA
AAAAAA
AUG UAG
AUG UAG
ATC TAC
Cabeza
Cabeza E1 I1 E2 I2 E3 cola
cola
Maduración del ARNm (Visión de conjunto).
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En el núcleo tiene lugar la transcripción de los genes codificadores de proteínas.
El resultado es un ARN mensajero que posee secuencias de dos tipos: con y sin función codificadora, llamados respectivamente exones e intrones.
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Supongamos el siguiente transcrito de ARN de un gen:
ARNm maduro
Los intrones son eliminados mediante la unión de los exones;
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La mayoría de los intrones se degradan
ARNm maduro
Y sólo se genera un ARNm maduro
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Splicing Constitutivo Alternativo
Cada intrón es removido y
todos lo exones son
incorporados al ARNm maduro
Se producen múltiples formas
de ARNm maduros debido al
empalme diferencial de algunos
exones
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DNA
mRNA
mRNA
codons
threonine proline glutamate glutamate lysine
amino
acids
•Solo existen 20 amino ácidos – pero 64 codones posibles
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TRADUCCIÓN
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Aminoácido + ATP Aminoácido adenilado + PPi
Aminoácido adenilado + tRNA Aminoacil-tRNA + AMP
aminoacil-tRNA sintetasa
Consumo
2 enlaces
Alta energía
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Inicio de la
traducción
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Elongación de la cadena polipeptídica
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Fin de la traducción
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Síntesis de proteínas.
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1er aminoácido
ARNt Anticodón
Codón
ARNm
Subunidad menor del ribosoma
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
U A C
Iniciación: La subunidad pequeña del ribosoma se une a la región
líder del ARNm y el ARNm se desplaza hasta llegar al codón AUG, que
codifica el principio de la proteína. Se les une entonces el complejo
formado por el ARNt-metionina (Met). La unión se produce entre el
codón del ARNm y el anticodón del ARNt que transporta la metionina.
5’ 3’
U G C U U A C G A U A G
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Subunidad menor del ribosoma
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
U A C
Elongación I: se une la subunidad mayor a la menor completándose el
ribosoma. El complejo ARNt-aminoácido2 , la glutamima (Gln) [ARNt-Gln]
se sitúa enfrente del codón correspondiente (CAA).El reconocimiento
activa al EF1 e hidroliza el GTP a GDP + Pi. De forma que el EF1 se
disocia del ribosoma sin llevarse al al aminoacil ARNt al que estaba unido
La región del ribosoma a la que se une el complejo ARNt-Gln se le llama
región aminoacil (A).
5’ 3’
G U U U G C U U A C G A U A G
(i)
Consumo
1 GTP
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ARNm AAAAAAAAAAA
P A
A U G C A A
U A C
Elongación II: Se forma el enlace peptídico entre el grupo
carboxilo de la metionina (Met) y el grupo amino del segundo
aminoácido, la glutamina (Gln).
5’
G U U U G C U U A C G A U A G
3’
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AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina
(Met) se libera.
5’
G U U U G C U U A C G A U A G
ARNm 3’
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AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación IV: El ARNm se traslada, de tal manera que el
complejo ARNt-Gln-Met queda en la región peptidil del ribosoma,
quedando ahora la región aminoacil (A) libre para la entrada del
complejo ARNt-aa3 . Se consume un GTP para realizar el
desplazamiento
5’ 3’
G U U U G C U G C U U A C G A U A G
ARNm
Consumo
1 GTP
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AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación V: Entrada en la posición correspondiente a la
región aminoacil (A) del complejo ARNt-Cys, correspondiente
al tercer aminoácido, la cisteína (Cys).
5’
G U U U G C U G C U U A C G A U A G
ARNm 3’
A C G
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AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina)
a la cisteína (Cys).
5’
G U U U G C U G C U U A C G A U A G
ARNm 3’
A C G
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AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo
aminoácido, la glutamina (Glu).
5’
U G C U G C U U A C G A U A G
ARNm 3’
A C G
(i) Cátedra de Bioquímica - FOUBA
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación VIII: El ARNm corre hacia la otra posición,
quedando el complejo ARNt3-Cys-Glu-Met en la región peptidil
del ribosoma.
5’
U G C U G C U U A C G A U A G
ARNm 3’
A C G
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AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente
al 4º aminoácido, la leucina.
5’
U G C U G C U U A C G A U A G
ARNm 3’
A C G
A A U
Leu Cátedra de Bioquímica - FOUBA
AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A).
5’
U G C U G C U U A C G A U A G
ARNm 3’
A C G A A U
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AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación XI: Unión del péptido Met-Gln-Cys con el 4º AA, la
leucina (Leu). Liberación del ARNt de la leucina. El ARNm se
desplaza a la 5ª posición
5’
U G C U G C U U A C G A U A G
ARNm 3’
A A U
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AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º AA , la
arginina (ARNt-Arg).
5’
U G C U G C U U A C G A U A G
ARNm 3’
A A U
G C U
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AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
Elongación XIII: Unión del péptido Met-Gln-Cys-Leu con el 5º
aminoácido, la arginina (Arg). Liberación del ARNt de la
leucina (Leu). El ARNm se desplaza a la 6ª posición, se trata
del un codón de finalización o de stop.
5’
U G C U U A C G A U A G
ARNm 3’
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
G C U
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AAAAAAAAAAA P A
A U G C A A
5’
U G C U U A C G A U A G
ARNm 3’
Arg-Leu-Cys-Gln-Met
G C U
Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las
subunidades del ribosoma se disocian y se separan del ARNm.
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ADN
ARN
Proteína
Trascripción
Translación
Traducción
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Célula
Eucariótica
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