EXPRESIÓN GÉNICA

La expresión génica es el proceso mediante el cual la información almacenada en el DNA es usada para dirigir la síntesis de un producto génico específico (proteínas; RNA).

Experimento de Griffith que puso en evidencia la existencia de un principio transformanteprocedente de la cepa S. Griffith no supo que ese principio transformante era el DNA.

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Experiencia de Avery, MacLeod y McCarty.

EXPRESIÓN GÉNICA

Experiencia de Hershey y Chase, con el bacteriófago T2

El DNA es la macromolécula portadora de los genes: el DNA es la base molecular de la información genética.

EXPRESIÓN GÉNICA

Los genes contienen la información para la producción regulada de enzimas yproteínas estructurales y de esta manera controlan las reacciones bioquímicas y la forma de los organismos.

En 1953, J. Watson y F. Crick mostraron su modelo de estructura de doble hélice,que explicaba cómo se podía almacenar y transmitir la información genética.

Genotipo: corresponde a la constitución genética de una sola célula o de un organismocon referencia a una sola característica o a un conjunto de características; la suma total de todos los genes de un individuo.Fenotipo: corresponde a las características observables de un organismo que resulta de las interacciones entre el genotipo y el ambiente.

El fenotipo de un organismo depende del fenotipo de sus partes, que a su vez está determinado por el fenotipo de sus células componentes.El fenotipo de una célula está determinado por su química interna, que es controlada por las enzimas que catalizan sus reacciones metabólicas.La función de una enzima depende de su estructura tridimensional específica, además depende de su secuencia lineal específica de aminoácidos.Las enzimas y las proteínas estructurales, presentes en una célula, están determinadas por el genotipo de la célula.Los genes especifican la secuencia lineal de aminoácidos en las proteínas y por lo tanto los genes determinan el fenotipo.El fenotipo está determinado por el genotipo más la acción ambiental.

EXPRESIÓN GÉNICA

FLUJO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

DNA transcripción RNA Traducción PROTEINAS

DNA transcrito: complementaria, molde o templado;

DNA no transcrito: no complementaria.

Representación del proceso de transcripción. la dirección de la trascripción siempre es de 5´ a 3´, es decir, la elongación o crecimiento de la molécula de RNA es siempre por el extremo 3´.

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Etapas de la transcripción:

D) Maduración o transformación del RNA transcrito.

A) Iniciación o ensamblaje de moléculas.

B) Elongación o crecimiento de la molécula de RNA.

Durante la elongación de la cadena de RNA, la polimerización alcanza una velocidad de 30 nucleótidos por segundo a 37º C. Por consiguiente, una cadena de RNA de 5.000 nucleótidos tarda unos tres minutos en sintetizarse.

C) Terminación o conclusión de la cadena de RNA.

Existen diversas señales de terminación en el DNA molde que son secuencias quedesencadenan la separación de la enzima RNA polimerasa de la cadena molde y del RNA transcrito.En eucariontes cada gen eucariota se transcribe separadamente (monocistrónico), con un control transcripcional independiente para cada uno.En procariontes el RNA mensajero, antes de terminar el proceso de transcripción empieza a ser traducido, por lo tanto no necesita de maduración, habitualmente son policistrónicos.

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Los genes eucariontes poseen en su estructura exones e intrones.

CÓDIGO GENÉTICOEXPRESIÓN GÉNICA

Este código fue “descifrado” por Marshall, Nirenberg, Heinrich Matthaei,Robert Holley y Har Gobind.

El código genético es universal, redundante y no traslapado.

EXPRESIÓN GÉNICARibosoma, “la fábrica de proteínas”.

tRNA, el vehículo de los aminoácidos.

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Etapas de la síntesis de cadenas polipeptídicas.

Es la unión de la subunidad menor a la región del mRNA que contiene el codón de inicio AUG. Posteriormente se une el tRNA iniciador cargado con el residuo N-formilmetionina.

Iniciación:

1) El tRNA cargado que se introduce en el sitio A, vacío, quedará cerca de laN-fornilmetionil-tfMetRNA, que está localizada en el sitio P.

2) Formación del primer enlace peptídico cuando la N-formilmetionina del tRNA iniciador se une al residuo aminoacídico unido al segundo tRNA ubicado en el sitio A. El ribosoma se desplaza tres nucleótidos en dirección del extremo 3´ del mRNA, quedando libre un nuevo sitio A.

3) Los procesos citados se repiten de forma sucesiva codón tras codón. Se calcula que se agregan a la cadena, en promedio, cinco aminoácidos por segundo, deteniéndose laincorporación cuando al sitio A llega a alguno de los codones de término.

Elongación

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TerminaciónEn esta etapa, el sitio A del ribosoma es abordado por alguno de los codones de término y ocupado por un factor de terminación, RF en las bacterias y eRF (eucaryotic releasing factor) en eucariontes.

EXPRESIÓN GÉNICA

EXPRESIÓN GÉNICA

Mutaciones: sustituciones, adiciones o deleciones.

Probemos lo aprendido1. Se encuentran dos genes diferentes, uno en la secuencia de la hebra

molde 5´ATG CAT GCA TGC 3´ y el otro en la hebra codificadora o complementaria a esta misma secuencia. ¿Cuales serían los transcritos primarios (RNA) formados respectivamente?I) 5´ AUG CAU GCA UGC 3´II) 5´ UAC GUA CGU ACG 3´III) 3´ UAC GUA CGU ACG 5´A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) Sólo I y III

2. Si el codón del RNA mensajero es: 5’ A U G 3’ , el anticodón que le corresponde esA) 5’ U A C 3’B) 5’ T A C 3’C) 3’ U A C 5’D) 3’ C A U 5’E) 3’ A U C 5’

3. La molécula directamente responsable de traducir el mensaje nucleotídico del RNAm en un lenguaje aminoacídico corresponde aA) proteínas.B) RNA ribosomal.C) DNA nucleolarD) RNA de transferencia.E) enzimas.

4. Complete correctamente la siguiente idea: " La...................... de nucleótidos del DNAdetermina la secuencia lineal de....................... de las proteínas, de modo que los genes determinan la forma y función de las proteínas, las que a su vez son responsablesdel................. del individuo.A) Cadena; aminoácidos; metabolismo.B) Secuencia; aminoácidos; fenotipoC) Composición; monómeros; fenotipo.D) Secuencia; estructuras; metabolismo.E) Cadena; aminoácidos; genotipo.

5. Si en el DNA la información almacenada tan sólo permite la síntesis de proteínas, entonces, el responsable directo de la síntesis de los carbohidratos y lípidos que existen en la materia viva corresponde aA) las enzimasB) los ribosomasC) los nucleosomasD) los ácidos ribonucleicosE) el retículo endoplasmático

6. Si el código genético estuviese especificado por codones constituidos por secuencias de dos nucleótidos, ¿cuántos aminoácidos, como máximo, podrían ser especificados en tal lenguaje genético?A) 64 aminoácidos.B) 61 aminoácidos.C) 20 aminoácidos.D) 16 aminoácidosE) 4 aminoácidos.

7. El siguiente esquema muestra etapas de la transcripción del DNA. Se señala la hebra molde (no codificante) de DNA que es transcrita por la enzima RNA polimerasa. El orden correcto para este proceso esA) A,B,C,DB) C,D,A,BC) B,A,D,CD) B,A,C,DE) C,D,B,A

8. Usted es un ingeniero genético con estudios de etología molecular. Si durante sus estudios de investigación, al microinyectar RNA de secuencia 5´ UUU UUU UUU UUU 3´ en células bacterianas de Listeria monocytogenes y en células de roble chileno (Nothofagus oblicua) se obtuviera, en el primer caso, un polipéptido y en el segundo, otro polipéptido completamente diferente, la propiedad del código genético que podría ser cuestionada con este hipotético resultado experimental sería suA) degeneración.B) universalidad.C) continuidad.D) ambigüedad.E) no sobreposición.

9. La resistencia inicial que manifestaron los científicos para adjudicar al DNA como la molécula responsable de almacenar la información genética de los seres vivos se debía a queI) estaba constituida tan sólo por 4 bases distintas, a diferencia de las proteínas que al estar constituidas por 20 aminoácidos distintos, las hacía ser muchísimo mejores candidatas para dicha tarea.II) no era suficientemente convincente que la muestra purificada de DNA utilizada en el experimento de Avery, estuviese libre de proteínas.III) la estructura de doble hélice del DNA ya había sido descrita como estructura propia de las proteínas.Son afirmaciones correctasA) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y II

10. Se estudió la expresión de un gen bacteriano que codifica para una enzima oxidativa, determinando la cantidad de su RNA mensajero sintetizado en diferentes condiciones de crecimiento celular, según muestran los siguientes resultados:A partir de estos resultados se puede concluir correctamente que

I) el aumento de la temperatura estimula la transcripción del gen bacteriano.II) la condición de aerobiosis tiende a inhibir la expresión del gen bacteriano.III) estos resultados contradicen la idea de que el fenotipo sea el resultado de lainteracción de los factores ambientales sobre la expresión del genotipo.A) Sólo IB) Sólo IIC) Sólo IIID) Sólo I y IIE) I, II y III