Què hem treballat fins ara? Àcids nucleics:

ADN: bases nitrogenades (A, G, C, T) pentosa (desoxiribosa) Estructura 1aria_ seqüènica de nucleòtids 2aria_ doble hèlix 3aria_ superenrotllament (bacteri) (f.cromatina) Empaquetament 1_ collaret de

perles 2_ Solenoide 3_ Bucles 4 i 5_Cromos

ARN: Bases nitrogenades (A, G, C, U) Pentosa (ribosa) Tipus: ARNt ARNm – maduració: poliA + Guanina

met mono/policistrònic ARNn ARNr Funcions: Transmetre info des del DNA als ribosomes

(transcripció) Convertir la seqüència del RNAm en 1 seqüència

d'aa (traducció) Emmagatzemar info genètica (virus - VIH/poli)

Exercics de l'ARN

Ex. 18, 19 i 20 pàg 93

Feina per fer a casa per dimarts 16/02/10

Ex. 21, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32

Per presentar el divendres 19/02/10

Interpretació de dades del ex. 33 al 36

Genètica Molecular Itema 10 del llibre pàg 186

Cromosoma: cadascun dels petits cossos en els que s'organitza la cromatina durant la divisió cel·lular. (Cromatina: seqüència de ADN associada a proteïnes específiques:histones o protamines)

Gen: Fragment més petit d'una molècula de DNA que conté informació complerta per a un caràcter determinat

En els eucariotes, els gens estan formats per fragments de DNA separats per seqüències sense sentit, que no codifiquen proteïnes i que han de ser eliminades durant la transcripció, són els INTRONS, mentre que els fragments de DNA amb sentit, que formen els gens, són els EXONS

Els gens es troben en els cromosomes, així doncs podriem definir els cromosomes com un conjunt de gens lligats o units.

I un gen serà un conjunt de nucleòtids que codifiquen per a una proteïna (teoria un gen un enzim)

El que heretem dels nostres pares són els gens La transmisió i l'expressió d'aquests gens es

duen a terme a través de 3 processos que són el centre de la Genètica Molecular:

− Replicació− Transcripció− Traducció

REPLICACIÓ O DUPLICACIÓREPLICACIÓ O DUPLICACIÓ

El 1er pocès per a transmetre la informació genètica dels progenitors als fills (reproducció) és la duplicació del DNA. La formació d'una còpia de DNA que les gàmetes duran a la fecundació i que serà usada pel nou individu.

L'estructura de Doble Hèlix proposada per Watson i Crick feia fàcil entendre que un enzim específic obriria la 2 hèlix i un 2on enzim començaria a copiar a partir d'un dels filaments de DNA, però com?

Hipòtesi semiconservativa: la proposaren Watson i Crick. Propsa que les dues cadenes se separen, i cadascuna d'elles serveix de motlle per a la síntesi d'una nova cadena, gràcies a la complementarietat de bases. Així les cèl·lules filles tindran una cadena nova i una cadena parental.

Hipòtesi conservativa: desprès de la duplicació, els filaments parentals romanen junts, intactes i les còpies són les que pasaran a les cèl·lules filles.

Hipòtesi dispersiva: el resultat final seran dues molècules totalment noves formades per filaments en els que es barregen els fragments originals amb fragments de nova síntesi, totalment a l'atzar.

Meselson i Stahl, l'any 1957, demostraren amb un experiment quina era la hipòtesi vàlida.

Cultivaren E.Coli en un medi amb N15, un isòtop del N14, amb les mateixes caracterítiques químiques, però amb major pes per la presència d'un neutró més (8n). Això fa que les molècules de DNA que se sintetitzin en aquest medi i usin aquest N, pesaran més que les sintetitzades en un altre medi, i això serà observable en un tub de centrífuga.

Els E.Coli cultivats en N15, els posaven 30' en N14, temps necessari per a que el DNA es dupliqui. Extreien el DNA i el sentrifugaven i detectaven amb ratjos UVA la presència del DNA. Observaren tres franges, una superior, una intemitja i una inferior, descartant així la hipòtesi conservadora.

Si en lloc de deixar E.Coli en N14 una divisió, ho feien durant 2, apareixien dos DNA, un híbrid i un lleuger. Si els deixaven 3, disminuia la proporció de DNA híbrid, descartant així la hipòtesi dispersiva.

Exercicis pàg 187 1, 2 i 3

Duplicació DNADuplicació DNAHi ha petites diferències entre la duplicació de procariotes i

eucariotes, però la base és molt similar.

Duplicació en procariotes

1.En la seqüència de DNA hi ha una senyal d'origen de replicació, on començarà tot el procès de duplicació.

2. L'enzim helicasa, s'uneix a la doble helix i trenca els pont d'hidrogen separant les dues cadenes motlle (mare), per evitar les tenisons produïdes pel desenrotllament d'un tros de doble hèlix, intervenen els enzims tropoisomerases I i II, que tallen les fibres (1 o les 2) de DNA motlle i les tornen a emplamar, eliminant aquestes tensions. (En E. Coli s'anomenen girases)

3. Per a que els dos filaments motlle es mantiguin separats, hi intervenen les proteïnes estabilitzadores (SSB), dant lloc a la formació d'una estructura anomenada forquilla de replicació.

4. El procès és bidireccional, una helicasa actua cap a la dreta i una altra cap a l'esquerra, formant-se dues forquilles de replicació que daran lloc a una bombolla de replicació.

5. L'enzim encarregat de sintetizar nou DNA és la DNA-polimerasa, però per actuar necessita un encebador de RNA anomenat primer, sintetitzat per la RNA-polimerasa anomenada primasa, que sintetitza un fragment de RNA d'uns 10 nucleòtids.

6. Un cop sintetitzat el primer, intervé la DNA-pol III (en procariotes) sintetitzant en direcció 5' 3'. Per sintetitzar la nova cadena, cal afegir nucleòtids a l'extrem 3' del primer, s'usen nucleòtids trifosfat que perden dos dels tres grups fosfat aportan l'energia necessària per a tot el procès. Aquesta síntesi és continua i es forma l'anomenat filament conductor.

7. Però la replicació és bidireccional, com es duplica l'altre filament?

A uns mil nucleòtids del punt ORI, la RNA-pol sintetitza uns 40 nucleòtids de RNA, que la DNA-pol III reconeix i a partir dels quals sintetitza uns mil nucleòtids de DNA. Aquests fragments de RNA i DNA reben el nom de fragments d'Okazaki. Aquest procès es va repetint.

8. La DNA-pol I, amb funció exonucleasa, s'encarrega d'eliminar els fragments de RNA encebadors. Però la DNA-pol I també té funció polimerasa, per això, pot omplir els buits deixats pels fragments de RNA amb nucleòtids de DNA, creixement discontinu. Desprès intervé la DNA-lligasa que empalma els diferents segments dant lloc a una cadena continua que dona la sensació d'haver-se sintetitzat direcció 3' 5', és el filament retardat.

Duplicació en eucariotes

1. La primera diferència amb la duplicació de procariotes, és que en els eucariotes el DNA està lligat a les histones. El que s'ha observat és que les histones queden unides al filament conductor, mentre que el patró i el filament retardat, s'uniran a les noves histones que arribin. (pàg 192 del llibre)

2. La segona diferència és el tamany del DNA eucariota, el procès és molt més lent i trobem diversos origens de replicació, formant-se diferents bombolles de replicació, són els anomentas replicons.

EXERCICI

Creixement del DNA: HistòriaCreixement del DNA: HistòriaSíntesi in vitro (procès al laboratori)

Descobriment: Al 1956, Kornberg estudià el procès de síntesi de nou DNA a partir d'un filament mare per complementarietat de bases. En l'estudi, amb E.Coli, s'aconseguí aïllar l'enzim DNA-polimerasa.

L'enzim: El DNA-pol és un polipèptid que es troba en el nucli i en els mitocondris. Presenta diversos punts d'unió al substrat, on s'uniran al DNA mare, a l'encebador i els nous nucleòtids que s'uniran.

Mecanisme: La DNA-pol necessita, per actuar, la presència de desoxiribonucleòtids, ions Mg2+, i filament DNA mare. El DNA-pol. No pot sintetitzar DNA de nou, el que fa és unir-se al filament de DNA preexistent, l'encebador i afegir-hi nous nucleòtids per allargar la cadena en sentit 5' 3', es a dir, la DNA-pol afegeix nucleòtids al C 3' lliure de la cadena de l'encebador. Síntesi antiparal·lela i complementaria.

Síntesi in vivo (procariotes) Els primers experiments in vivo els feu Cairns, 1963, on

deixava bacteris d'E. Coli en un medi amb timina marcada radioactivament, de manera que conforme el bacteri sintetitzava nou DNA i hi afegia nucleotids de timina, aquesta estava marcada radioactivament i era visible mitjançant una autoradiografia, aconseguint així la seqüència completa de la replicació del DNA (30 minuts).

Formes radiografiades:

Forma V: o forquilles de replicació Forma de mitja lluna: bombolla de replicació Forma circular: DNA bacterià

Amb aquest experiment, a més, Cairns va assenyalar l'existència d'un punt concret on s'iniciava el procés de replicació, és l'origen de replicació del DNA bacterià. I afirmà que la replicació era unidireccional, es a dir, només es sintetitzava a partir d'un dels filaments materns. Anys desprès, es demostrà que la síntesi era bidireccional, és a dir, els dos

filaments materns es repliquen creixent el nou DNA en direccions oposades. Però això implicaria:

DNA-pol actua sense encebador El creixement de les dues noves cadenes és antiparal·lel,

una ho fa en sentit 5' 3' i l'altre en sentit 3' 5', però com pot ser això?

Okazaki, al 1968, va descobrir uns fragments d'uns 50 nucleòtids de RNA i uns mil o dos mil nucleòtids de DNA, sintetitzats per la RNA-pol a partir d'un encebador, i posteriorment per la DNA-pol en direcció 5' 3'. Aquests filaments es fusionen posteriorment dant lloc a un nou filament de DNA sense interrupcions i amb creixement que sembla 3' 5'

Exercicis: 10, 11, 12, 13, 14, 15 pàg 193 Exercicis: 25, 26 i 27 pàg 206 Exercici: 51 pàg 207