control genetico de la sintesis de proteinas3
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Esta habla todo lo del capitulo 3 de guytonTRANSCRIPT
Control genético de la síntesis de proteínas, fisiología y reproducción celulares
Universidad de SonoraLicenciatura en Medicina
Fisiología IJorge Isaac Cardoza Amador
Control genético de la célula
Los genes:
Regulan la herencia
Controlan la reproducción
Regulan las funciones celulares
Control genéticoEsquema general
Gen (DNA) (100.000)
Formación de RNA
Formación de proteínas
Estructurales Enzimas celulares
FUNCION CELULAR
Unidad estructural básica del DNA
Ácido desoxirribonucléicoComponentes básicos
Acido fosfórico yDesoxirribosa Ramas helicoidales
Bases nitrogenadasAdenina-Guanina yCitosina-Timina Unen las ramas
ADN
NucleótidosUna molécula de:
Ac. Fosfórico Desoxirribosa Una de las 4 bases
Ac. DesoxiadenílicoAc. DesoxitimidílicoAc. DesoxiguanílicoAc. Desoxicitidílico
Síntesis de DNA
Se organizan dos cadenas de moléculas
alternas de Ac. Fosfórico y desoxirribosa
P-D-P-D-P-D-P-D-P-D-P-D-P-D
P-D-P-D-P-D-P-D-P-D-P-D-P-D
Las bases púricas y pirimídicas se unen a las
moléculas de Desoxirribosa
Unidad estructural básica del DNA
Bases Purínicas: Adenina
Guanina
Bases Pirimidínicas: Timina
Citosina
Síntesis de DNA La base púrica ADENINA se une siempre con la base
pirimídica TIMINA
La base púrica GUANINA se une siempre con la base
pirimídica CITOSINA
Las bases están unidas por puentes de nitrógeno muy
débiles
10 pares completos e nucléotidos en c/vuelta
Código GenéticoAl separarse las dos hélices:
Se forman tripletes sucesivos de bases
Transcripción: El código del DNA (nuclear) se transfiere a
un código RNA (citoplásmico) El DNA controla la síntesis de RNA
Síntesis de RNA Las 2 hebras de DNA se
separan temporalmente Los tripletes (código
genético) del DNA determinan los tripletes complementarios en el RNA (codones)
Cada hebra de DNA: 4000 genes
Componentes básicos del RNA Similar al DNA, pero:
No tiene DESOXIRRIBOSA, sino RIBOSA
La TIMINA es sustituida por URACILO
Posteriormente se forman nucleótidos de RNA
Después se activan esos nucleótidos Se le añaden dos radicales
fosfato para formar trifosfatos
Transcripción Ensamblado de la
molécula de RNA a partir de nucleótidos activados utilizando la cadena de DNA como plantilla RNA POLIMERASA
Transcripción En la cadena del
DNA hay una secuencia de nucleótidos llamada: “PROMOTORA”
A esta se une una estructura complementaria de la RNA-polimerasa
Transcripción Se enderezan casi dos
vueltas de la hélice del DNA
Se separan las porciones enderezadas
Después la RNA-polimerasa se desplaza a lo largo de la cadena de DNA y empieza a formar la cadena de RNA uniendo nucleótidos de RNA complementarios.
Transcripción Los nucleótidos de RNA
se unen para formar una cadena de RNA
Al llegar la RNA-polimerasa al extremo del gen o de la secuencia de genes se encuentra con una “secuencia terminadora de cadena” y abandona al DNA
TranscipciónBase DNA Base RNA
Guanina Citosina
Citosina Guanina
Adenina Uracilo
Timina Adenina
Tipos de RNARNA mensajero:
Transmite el código genético al citoplasmaRNA de transferencia
Transporta aa activados a los ribosomasRNA ribosomal
Con otras proteínas forma los ribosomas
RNA mensajero: los codones Las moléculas de RNAm se
forman con muchos nucleótidos en una sola cadena y contienen codones exactamente complementarios de los tripletes del código de genes del DNA
CCG, UCU, GAA: Prolina, serina, ácido glutámico
La mayor parte de los aa está representada por más de un codón
Un codón inicia la síntesis AUG
y tres la detienen. UAA, UAG, UGA
RNA de transferencia:los anticodones Transfiere las moléculas
de aa a la cadena de RNAm durante la síntesis protéica
Se combina específicamente con uno de los 20 aa incorporados en las proteínas
Acarrea tipos específicos de aa hacia los ribosomas
RNA de transferencia:los anticodones En los ribosomas cada RNAt
reconoce un codón determinado sobre el RNAm dejando el aa adecuado para la síntesis de una proteína específica
El RNAt tiene solo 80 nucleótidos, es mucho más pequeño que el RNAm
Es una cadena de nucleótidos plegada en forma de hoja de trébol.
En uno de los extremos tiene siempre un ácido adenílico
RNA de transferencia:los anticodones Los aa transportados se
unen a un radical OH de la molécula de ribosa mediante la función de una enzima
La función del RNAt es provocar la unión de un aa específico a la cadena protéica en formación.
El anticodón es un código del RNAt específico un triplete de bases de nucleótidos, localizado a la mitad de la molécula del RNAt.
RNA de transferencia:los anticodones
Durante la síntesis protéica, las bases del anticodón se unen con las del codón a nivel de los puentes de hidrógeno
Se van alineando los aa a lo largo de la cadena del RNAm.
RNA ribosómico Constituye el 60% del ribosoma, el resto es
proteico (75 tipos de proteínas estructurales y enzimas)
El RNAt transporta aa al ribosoma para incorporarse a la molécula que se está sintetizando
El RNAm proporciona la información necesaria para la secuencia de aa en el orden apropiado para c/tipo de proteína.
RNA ribosómico Los ribosomas tiene 2
subunidades S. pequeña: una molécula de
RNA y 33 proteínas. (RNAt+RNAm forman complejo)
S. grande: 3 moléculas de RNA y más de 40 proteínas (proporciona la mayor parte de las enzimas que facilitan el acoplamiento de los aa.
Formación de los ribosomas en el nucleolo:Es grande cuando hay mucha síntesis
Síntesis de proteínas en los ribosomas: Traducción
La molécula de ARNm entra en contacto con un ribosoma y se desplaza a lo largo
Se va formando la molécula de proteína hasta que aparece un codón de parada
La proteína se libera en el citoplasma.
Síntesis de proteínas en los ribosomas: Traducción
Fases químicas de la Síntesis protéica Los aa se activan al
combinarse con ATP y da lugar a: AMP - aa activado (se liberan
dos radicales fosfato) El aa activado se combina con
su RNAt Se libera AMP
El aa activado + RNAt hace contacto con el RNAm en el ribosoma El anticodón del RNAt se une
al codón del RNAm Se unen los aa en una
secuencia correcta
Fases químicas de la Síntesis protéica Después actúa la
peptidiltransferasa Es una proteína ribosómica Forma los Enlaces Peptídicos
entre los aa sucesivos Se emplean 4 ATP por cada
aminoácido añadido a la cadena protéica.
En el enlace peptídico se extrae un OH de la porción COOH del primer aa y un H de la porción NH2 de otro aa, se obtiene agua y los dos aa se unen y forman una sola molécula.
Control genético de la actividad bioquímica de la célula Los genes ><>< reacciones
químicas El “operón” es una
secuencia de genes en serie de la hebra del DNA cromosómico.
Cada gen da lugar a una enzima específica (Gen Estructural)
Las enzimas actúan sobre un sustrato que origina a un producto final
Este inactiva al operador activador por retroalimentación negativa.
Control genético de la actividad bioquímica de la célula
En las “regiones promotoras” se inicia la activación de la RNA polimerasa
A la parte media de la región promotora se le llama: “operador represor”
A él puede unirse una “proteína reguladora” que evita la unión de la RNA polimerasa con el promotor y bloquea la transcripción de genes.
Control genético de la actividad bioquímica de la célula
Esta proteína reguladora se llama “proteína represora”
Junto al operador represor está el operador activador que atrae a la polimerasa de RNA hacia el promotor y activa el operón.
También existe control del operón mediante retroalimentación negativa.
Control genético de la actividad bioquímica de la célula Otros mecanismos para controlar la
transcripción por el operón Gen regulador >>> proteína reguladora que activa o
reprime al operón Si esta proteína controla simultáneamente a muchos
operones y funcionan juntos se les llama: regulón El DNA está encerrado y comprimido en los
cromosomas junto con las histonas, así no puede haber transcripción, pero puede haber selección de áreas cromosómicas que se descomprimen y se transcriben.
Control Genético de la función celular
Control de la reproducción celular
Ciclo de vida de la célula Lapso desde una
reproducción a la siguiente Si las células no están
inhibidas, dura de 10 a 30 h Termina con la mitosis (dos
nuevas células hijas iguales) La mitosis sólo dura 30 min La mayor parte del ciclo vital
corresponde a la interfase.
CICLO CELULAR Fase G1 (Gap 1): Es la primera
fase del ciclo celular en el que existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. Tiene una duración de entre 6 y 12 horas y durante este tiempo, la célula dobla su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular.
CICLO CELULAR Fase S: Es la segunda fase
del ciclo, en la que se produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio. Tiene una duración de unos 6-8 horas.
CICLO CELULAR Fase G2: Es la segunda
fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la duplicación de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, y que indican el principio de la división celular. Tiene una duración entre 3 y 4 horas. Termina cuando los cromosomas empiezan a condensarse al inicio de la mitosis.
REPLICACION DEL DNALa reproducción se inicia en el núcleo
El primer paso es la replicación (duplicación) del DNA
Inicia 5 a10 h después de la mitosis Termina en 4 a 8 h Se duplica sólo una vez 1 o 2 h después de la replicación inicia la
mitosis
Replicación del DNALas dos cadenas de DNA de cada
cromosoma se replican (no solo una)Se replican completamente de un
extremo a otro, no en segmentosEnzima: Polimerasa de DNA y Ligasa
de DNA (ATP)La nueva cadena permanece unida a la
cadena original por un puente de H
Reparación del DNA y corrección de pruebas
Después de la replicación hay un proceso de corrección de pruebas y de reparación. Polimerasa del DNA y Ligasa del DNA
La alteración en la corrección: MutaciónLa molécula de DNA:
6 cm de largo y peso molecular 60000
Replicación de cromosomas Las hélices de DNA del núcleo forman cromosomas 23 pares de cromosomas Los cromosomas contienen histona
Está enrollada en forma de bobina Carga eléctrica positiva Se reduce enormemente su longitud
La replicación cromosómica ocurre unos minutos después de la replicación del DNA
Cromátidas: 2 cromosomas nuevos Están unidos por el centrómero
MITOSIS Ocurre 1 o 2 h después
de la replicación cromosómica
Los centríolos se replican antes del DNA 9 tubos paralelos en
forma de cilindro Se sitúan en ángulo
recto entre sí El par de centríolos se
llama: centrosoma
MITOSIS Los dos centríolos se
separan Polimerizaciones
sucesivas de microtúblos
Huso mitótico Se forma la “estrella
hija” Penetra el núcleo,
separa las cromátidas Aparato mitótico
MITOSIS :Profase Se condensan los
cromosomas en el núcleo para formar cromosomas bien definidos
MITOSIS: Prometafase Las espinas de la
estrella crecen y rompen la membrana nuclear
Otros microtúbulos se unen a las cromátidas en el centrómero
MITOSIS: Metafase El huso crece y las
dos estrellas se separan más
Las cromátidas son traccionadas con fuerza, están unidas en el ecuador de la célula
MITOSIS: Anafase Las cromátidas se
separan en el centrómero
Forman dos conjuntos separados de 46 cromosomas hijos cada uno
Los conjuntos de cromosomas son traccionados hacia los polos de la célula
MITOSIS: Telefase Los dos conjuntos de
cromosomas hijos se separan El aparato mitótico se disuelve Se desarrolla una nueva
membrana nuclear alrededor de caja juego de cromosomas Con porciones del RE previas
La célula se estrecha por la parte media Microfilamentos de actina y
miosina Las dos células se separan
Control del crecimiento y reproducción de la célula Hay células que crecen constantemente
Médula ósea, capas germinales de la piel, epitelio intestinal
Otras no pueden reproducirse en forma permanente Músculo liso
Otras sólo se reproducen en el feto y después ya no Neuronas, músculo estriado
Control del crecimiento y reproducción de la célula
La falta de algunas células estimula el
crecimiento y la reproducción para
reparar la falta
Hígado, células glandulares, células de la
médula ósea, tejido celular subcutáneo
Control del crecimiento y reproducción de la célulaMecanismos de control:
Factores de crecimiento Circulan en la sangre Se producen en los tejidos adyacentes
Limitantes físicos Retroalimentación negativa con sus
propias secreciones
CANCER Causa:
Mutación o activación anormal de los genes que controlan el crecimiento y la mitosis celular
ONCOGENES No todas las células
que mutan se vuelven cancerosas.
Mecanismos de protección Las células mutantes no
sobreviven Sólo pocas de las que
sobreviven pierden los mecanismos normales de control por retroalimentación
El sistema inmunológico destruye las células potencialmente cancerosas
Se requieren varios oncogenes diferentes actuando al mismo tiempo
¿Qué altera los genes?Mecanismos de protección
La exactitud de la replicación del DNA Proceso de reparación
Factores de daño: Radiaciones ionizantes
Rayos X, Rayos gamma, sustancias radiactivas, luz ultravioleta
Los iones pueden fragmentar las cadenas de DNA
Cáncer: Factores de riesgo o causales Sustancias químicas Carcinógenos
Derivados de las anilinas Componentes del tabaco
Irritantes físicos Excoriación continua del epitelio intestinal por los
alimentos Tendencia hereditaria familiar
Los oncogenes se pueden heredar Ciertos virus
Adenovirus
Invasividad de las células cancerosas
No obedece los límites del crecimiento celular No dependen de los factores de
crecimiento celular normalTienen menor adhesividad, tienden a
invadir por contigüidad y por diseminación hematógena Metástasis
Invasividad de las células cancerosas
Invasividad de las células cancerosas
Algunos tipos de cáncer producen factores que estimulan el crecimiento de vasos sanguíneos Se asegura aporte sanguíneo al tumor
Porqué el cáncer causa la muerte? Los tumores malignos crecen exageradamente Disponen de los nutrientes