9.1.- ¿QUÉ SON LOS GENES ?

o Lo que determina un rasgo particular.o Una unidad de herencia.o Un segmento de ADN que codifica para una

proteína (enzima).o Una secuencia de bases del ADN o del ARN

que codifica un ARN o un polipéptido

UN GEN, UN ENZIMAUN GEN, UN ENZIMA

ArchibaldArchibald GarrodGarrod, 1902: descubrió una , 1902: descubrió una enfermedad metabólica causada por una enfermedad metabólica causada por una anomalía hereditaria: anomalía hereditaria: f enilcetonuriafenilcetonuria..

GeorgeGeorge BeadleBeadle, 1940: hipótesis , 1940: hipótesis “variaciones debidas a cambios en “variaciones debidas a cambios en enzimas”.enzimas”.

BeadleBeadle & & TatumTatum, 1948: hipótesis “ un , 1948: hipótesis “ un gengen--una enzima”, según la cual cada gen una enzima”, según la cual cada gen lleva información para una enzima.lleva información para una enzima.

INTRODUCCIÓN: TEORÍA UN GEN UN ENZIMA: BEADLE-TATUM

• Experimentos con el hongo Neurospora.• En estos hongos se inducían y aislaban mutaciones.

• Su medio de crecimiento es simple: debe tener fuente de carbono y nitrógeno y él es capaz de sintetizar 9 vitaminas, 20 aminoácidos, bases púricas, pirimidínicas..

• Se identificaron mutantes que no crecían en el medio mínimo porque tenían mutación nutricional.

• Al añadirle al medio mínimo la molécula que ellos no eran capaces de sintetizar, si crecían.

1865Beadle & Tatum - 1941

Tipo normal

Mutantesclase I

Mutantes clase II

Mutantes clase III

Min

imal

Med

ium

+ O

rnit

hin

e

+ A

rgin

ine

+ C

itru

lin

ePrecursor Ornithine Citruline ArginineEnz A

Gene A Gene B Gene C

Enz B Enz C

Precursor Ornithine Citruline ArginineEnz B Enz C

Precursor Ornithine Citruline ArginineEnz A Enz C

Precursor Ornithine Citruline ArginineEnz A Enz B

BLOQUEO

Neurospora crassa

INTRODUCCIÓN: TEORÍA UN GEN UN ENZIMA: BEADLE-TATUM

Ribozima• Actualmente esta hipótesis debe modificarse por esta otra: “ Un gen- una cadena polipeptídica, o una molécula de ARNm”

• Esto es así porque:– No todos los enzimas son proteínas (ribozimas).– Algunas proteínas están constituidas por varias

subunidades.– Cada subunidad puede ser una cadena polipeptídica

codificada por un gen

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÌA MOLECULARDOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÌA MOLECULAR

Hebra moldeHebra molde

TranscripciónTranscripción

TraducciónTraducción

3´ 5´

3´5´

9.2.- TRANSCRIPCIÓN• Componentes necesarios:

– ADN molde (Sólo una cadena o hebra)– 4 Nucleósidos trifosforilados: ATP, GTP, CTP y UTP– ARN polimerasa.– Proteínas de iniciación: PromotoresTranscripción asimétrica (Sólo una cadena).Dirección de lectura: 3´ 5´Dirección de síntesis: 5 3´No existe corrección de errores.El término Transcripción se suele emplear para la

síntesis de ARNm

TRANSCRIPCIÓN• Tres (Cuatro)fases:

– Iniciación– Elongación– Terminación.– Maduración (Sólo Eucariotas).

TRANSCRIPCIÓNI NI CI ACI ÓN

Comienza cuando la ARN-polimerasa reconoce en el ADN que se va transcribir una señal que indica el inicio del proceso = centros promotores.

Centros promotores = secuencias cortas de bases nitrogenadas:TATAAT: secuencia de consenso.

La ARN-polimerasa hace que la doble hélice de ADN se abra : comienza a leer la secuencia de bases del ADN y empieza a unir los ribonucleótidos.

TRANSCRIPCIÓN: ELONGACIÓNTRANSCRIPCIÓN: ELONGACIÓN

Elongación: La síntesis de la cadena de ARN continúa en dirección 5’ 3’

ADN

ARN

Enzima

TRANSCRIPCI ÓNTRANSCRIPCI ÓN

ALARGAMI ENTO Ó ELONGACI ÓN:ALARGAMI ENTO Ó ELONGACI ÓN:

Adición de sucesivos ribonucleótidos para Adición de sucesivos ribonucleótidos para f ormar el ARN.formar el ARN.

ARNARN--polimerasapolimerasa: “lee” el ADN en sentido : “lee” el ADN en sentido 3’3’--5’ y realiza la síntesis de ARN 5’5’ y realiza la síntesis de ARN 5’--3’3’

La cadena de ARN sintetizada es La cadena de ARN sintetizada es complementaria de la hebra de ADN que se complementaria de la hebra de ADN que se utiliza como molde.utiliza como molde.

TRANSCRI PCI ÓNTRANSCRI PCI ÓN

ELONGACI ÓNELONGACI ÓN

Complementariedad Complementariedad entre las bases de entre las bases de ADN y ARN:ADN y ARN:

GG------------CC

AA------------UU

TT------------AA

CC------------GG

TRANSCRIPCI ÓNTRANSCRIPCI ÓN

TERMINACIÓNTERMINACIÓN

La ARNLa ARN--polimerasapolimerasa reconoce en el ADN unas reconoce en el ADN unas señales de terminación que indican el final de las señales de terminación que indican el final de las transcripcióntranscripción..

I mplica el cierre de la burbuja f ormada en el I mplica el cierre de la burbuja f ormada en el ADN y la separación de la ARNADN y la separación de la ARN--polimerasapolimerasa del del ARN ARN transcritotranscrito..

El ARN transcrito (f ormado) sale del ADN y es leído y traducido en el ribosoma múltiples veces

: : ARN mensajero ARN mensajero procariotaprocariota

CARACTERÍ STI CAS:CARACTERÍ STI CAS:

Es una copia de una parte del ADNEs una copia de una parte del ADN Esa inf ormación es utilizada por los Esa inf ormación es utilizada por los

ribosomas para unir los aminoácidos en el ribosomas para unir los aminoácidos en el orden adecuado y f ormar una proteína orden adecuado y f ormar una proteína concreta.concreta.

Vida larga: Se traduce varias veces.Vida larga: Se traduce varias veces. PolicistrónicoPolicistrónico: I nf ormación para varias : I nf ormación para varias

proteínasproteínas

9.2.-