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5/8/2018 ARN mutaciones - slidepdf.com

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ARN ± GENES - MUTACIONES



POLIMERASAS ARN

� La transcripción ocurre con la participación de 3 diferentes polimerasas:

� a) ARN polimerasa I o A , transcribe ARNr, ubicado en la zona nucleolar . Losgenes ARNr

� son altamente conservados y repetidos (secuencias repetidas)

� .b) ARN polimerasa II o B que transcribe precursores de ARNm o preARN y

� c) ARN polimerasa III o C que transcribe ARNt, ARNr 5S y otros ARN pequeños.Las dos

� últimas se localizan en el citosol.� La transcripción ocurre en el núcleo y la traducción en el citosol, lo que implica

� modificación del ARN transcrito para el transporte al citosol y protección contranucleasas

� citosólicas. Así el ARN transcrito es modificado en sus extremos; en el extremo

3¶ se agrega� una secuencia de A (cola de poli A) que estabiliza el ARN y ayuda a sutransporte al citosol.

� En el extremo 5¶ se incorpora una Guanosina metilada ( 7 metil guanosina) queprotege contra

� exonucleasas (CAP).

� El ADN de eucariontes posee secuencia codificantes



Tipos de ARNEn las células existen tres tipos principales de ARN:

ARNt: función es transportar los aminoácidos hacia los ribosomas durante la síntesisde proteínas.

ARNr: se encuentra formando parte de los ribosomas donde esta muy relacionadocon proteínas.

ARNm: transfiere la información genética del ADN, suelen ser moléculas con un

tiempo de vida media muy corta.Existen otros tipos de ARNs denominados ARN pequeños especializados enfunciones reguladoras y catalíticas:

ARNsn: del inglés small nuclear (pequeño nuclear) se presentan asociados con másde 10 proteínas diferentes, formando partículas de ribonucleoproteínas (RNPsn) queparticipan en el proceso de maduración de los ARNhn para originar los ARNm y del

preARNr. ARNhn: heterogéneo nuclear es precursor del ARNm.

ARNsc: del inglés small cytoplasmic ( pequeño citoplasmático). El ejemplo másimportante lo constituye el ARN 7SL, que se encuentra unido a 6 proteínas, formandolas partículas de reconocimiento del péptido señal (SRP) que participa en latranslocación de las proteínas, las que deben ser procesadas en el RER.



Tipos de ARN

E58 - 220decenas ARNsn

(pequeño nuclear)

P , E90 - 330decenas ARNsc

(peq citoplasmático)

Evariablemiles ARNhn(heterogéneo nuc.)

P , Evariablemiles ARNm

E19001 ARNr (18S)

P , E1201 - 2 ARNr (5S)

P , E75 -9080 - 100 ARNt

DistribuciónTamaño apróx. en

nucleótidos

# apróx.de clases

dif er entes en las cél.

Tipo de ARN



Características del ARN

� Las uniones G-C y A-U forman pares

de bases complementarias unidas por puentes de hidrógeno (canónicas deWatson-Crick)

� + estables G-C (3 puentes H)A-U (2 puentes H)

- estables G-U (1 puente H)



Análisis de la secuencia del

ARN� El análisis de las secuencias de ARN difierendel análisis de las secuencias de ADN.

� Las estructuras del ARN se pliegan y seaparean para formar estructuras secundarias.

� En el ARN lo más importante no es

necesariamente la secuencia, sino laconservación de la estructur a.



Estructurasecundaria del

ARN

� Rnasa P deE. coli



Estructura del ARNt



Transcripción y traducción de un geneucariota

preARNm:

3'UTR5'UTR

Exon 1 Exon 2 Exon 3Intron 1 Intron 2

AAAAAAAAA ARNm:

5´ CAP

polyA

AUG UAA

proteína

Traducción

MPLTW ..............GFL

MPLTW . .. .. ... ... ...PJC

Modificaciones post-

traduccionales

MPLTW ..............LAC

AUG UAA

Corte y empalme Poliadenilación



TRADUCCIÓNSíntesis de Proteínas

Componentes� mRNA

� tRNA

� Ribosomas

� Chaperonas

� Enzimas

� Factores de regulación� Hidrólisis de ATP o GTP



Código genético

AUGCAGUGGAAACUAUAG ARNm

codón

Met- Gln ±Tr p--

-U niversal : es idéntico par a las

distintas especies animales y vegetales

-Degenerado: más de un codón

codifica par a el mismo aminoácido.

Lys Leu stop

20 aac. 4 bases combinadas en

codones o tripletes 43 = 64

Sobr an 44 codones iniciación,

elongación, stop



Tipos de ARN y características específicas

Tipo de ARN Car acterísticas estructur ales Función

ARN ribosomal (r ARN) Se asocia con pr oteínas.

3 tamaños dif er entes en

pr ocariotas y 4 en eucariotas.

Componente

estructur al de

ribosomas

ARN tr ansf er encial

(tARN)

Un tARN específico par a

c/aa.

Extr emo 3¶: CCA

Tr ansporte de aa

al complejo

Ribosoma-mARN

ARN mensajer o (mARN) Tr anscripto primario. Cola

poli-A 3¶.

Caperuza de 7-metil

guanosina 5¶.

Molde par a

síntesis de

pr oteína



Tipos de ARN: ribosomal, transferencial ymensajero



Síntesis de Proteínas

� Traducción ² Tres partes

� Iniciación ² Unidad menor del

ribosoma

² tRNA inicial ² Codón Inicial

� Extensión ² Incorporan los

amino ácidos. ² Enlace péptido

� Terminación ² Culmina el proceso

de traducción.



Representación esquemática de lasíntesis proteica

AlaVal

ValLeu

Met

Cadena polipeptídica

en f or mación

tARN

Gli

Aminoácidos libr es

tARN

Anticodón

Fen

tARN tr ansportando

un Aminoácido

Codones par a los

corr espondientes

aminoácidos

Codón

5¶

3¶

mARN

Ribosoma

Dirección de lectura del mARN

Val

Ala

Gli

P A

1

2

1 Enzima Peptidililtransferasa 2 EF-G o Translocasa



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

Tr anscripción:

1- Iniciación: Una ARN-polimerasa comienza la síntesis del precursor del ARN apartir de unas señales de iniciación "secuencias de consenso " que se encuentran

en el ADN.

ARNpolimerasa



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

Tr anscripción:

2. Alar gamiento: La síntesis de la cadena continúa en dirección 5'p3'. Despuésde 30 nucleótidos se le añade al ARN una cabeza (caperuza o líder) demetil-GTP en el extremo 5µ con función protectora.

m-GTP

ARNpolimerasa



A U G C U C G U G

Tr anscripción:

3- Finalización: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la regiónterminadora del gen finaliza la síntesis del ARN. Entonces, una poliA-polimerasaañade una serie de nucleótidos con adenina, la cola poliA, y el ARN, llamadoahora ARNm pr ecursor , se libera.

m-GTP

poliA-polimerasa

U A G A A A A A

ARNm pr ecursor



ARNm

pr ecursor AAAAAA

AUG UAG

cola

4. Madur ación (cont.): El ARNm precursor contiene tanto exones como intrones. Setrata, por lo tanto, de un ARNm no apto para que la información que contiene seatraducida y se sintetice la correspondiente molécula proteica. En el proceso demaduración un sistema enzimático reconoce, corta y retira los intrones y las

ARN-ligasas unen los exones, formándose el ARNm madur o.

ARNm

madur oCabeza



Región codificadora del gen

Promotor E1 I1 E2 I2 E3 Terminador ADN

ARNmpr ecursor

ARNmmadur o

AAAAAA

AAAAAA

AUG UAG

AUG UAG

ATCTAC

Cabeza

Cabeza E1 I1 E2 I2 E3 cola

cola

Madur ación del ARNm (Visión de conjunto).



Anemia f alcif or me:

Hemoglobina

HbA se transformaen HbS

La mutación es uncambio del segundonucleótido en el

codón 6 en lasubunidad beta

Adenina por timina

Ácido glutámico

por valina

HbSSelección NaturalVentaja heterocigotoMalaria



Variaciones en la secuencia de bases del ADN que no causan alter aciones

funcionales patológicas, son alelos o polimorfismos del gen existentes en la

población (>1%)

Alter aciones en la secuencia de bases del ADN que

alter an la función nor mal (pr oduciendo patologí a)

del pr oducto génico son mutaciones



Mutaciones� Ger minales o constitucionales:

� El individuo las adquiere por herencia de sus padres, puedeocurrir de novo en una célula germinal de alguno de lospadres.

� Todas las células del cuerpo llevan la misma mutación� Ejemplo: enfermedades hereditarias

� Somáticas:

� Se adquiere en el transcurso de la vida� Es portada únicamente por la célula afectada y sus células

hijas. El individuo es un mosaico.� Ejemplo: cáncer



�Clases de mutaciones:

Sustitución de bases:

1- Sustituciones sinónimas (otro codón : mismo aa)2- Mutaciones sin sentido (cambio a codón STOP)3- Mutaciones de sentido equivocado:sustitución del aa en la proteina4- Mutaciones en el sitio de corte y empalme del

ARN.



�Otros tipos de mutaciones:

a- Mutaciones de cambio en el marco de lectura

- deleciones- duplicaciones o insersionesb- Mutaciones dinámicas

�La patología molecular intenta explicar porque uncambio genético dado podría resultar en un fenotipoclínico particular.



16_01.jpg

Pérdida de función del gen PAX3: Síndr ome de Waardenbur g tipo I,

sorder a y anor malidades pigmentarias

Dif er entes tipos de mutaciones af ectan al gen, todas causan pérdida de función y el mismo r esultado clínico



Cambio fenotípico por dos mecanismos:

1- pérdida o reducción de la función normal.2- el producto podría adquirir una nueva función.

�¿Por qué las mutaciones tienen diferentes tipos deherencia, dominantes, recesivas, etc?

Las leyes de Mendel se cumplen en la herencia de algunos rasgos yenfermedades humanas, las que son codificadas por un solo gen.

Leyes de Mendel: redescubiertas 1900Modelo de la doble hélice del ADN: 1953



Mutaciones hereditarias:

¿Dominante o recesiva?

§ Mutaciones recesivas llevan a un producto génico con f unción reducida o conpérdida de f unción.

- Para la mayoría de los genes, es suficiente el producto de uno de los alelos (la mitad)

para que se lleve a cabo la función normal. Por eso es que la mayoría de los errores

innatos del metabolismo son recesivos.

§ Mutaciones dominantes llevan a un producto génico con ganancia de f unción.- La ganancia de función causa fenoti pos dominantes

porque la presencia del producto normal no previene

que el producto mutado se ³com porte´ anormalmente.

La adquisición de una nueva función es un evento raro en

enfermedades hereditarias, pero muy común en cáncer

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