Tema11 GenèTica Molecular I (Expressivitat) 2009 10

Download Tema11 GenèTica Molecular I (Expressivitat) 2009 10

Post on 11-Jul-2015

803 views

Category:

Education

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • *Lexpressivitat gentica

  • *0. Introducci. s lADN el material hereditari?s lADN el portador del missatge gentic?:Raons: * La quantitat dADN en els individus duna mateixa espcie s constant. * Com ms complexitat t una espcie ms quantitat dADN t. * El UV provoca mutacions i s la ms absorbida per lADN

    Experiment de Griffith demostrar que hi havia intercanvi de material gentic.

    Avery va demostrar que noms els bacteris S (virulents) morts que contenien ADN feien aquesta transformaci

  • *0. Introducci. s lADN el material hereditari?Es va demostrar marcant amb P radioactiu (passa a formar part de lADN) i altres virus marcats amb S radioactiu (forma part de protenes) si infectaven els dos grups de bacteris.

    nicament els bacteris marcats amb P radioactiu el mostraven en el seu interior.

    s lADN que cont fsfor el que afecta a la bacteria

  • *La gentica molecularLa gentica molecular estudia la naturalesa bioqumica dels gens i els mecanismes amb els quals sexpressen.

    Lestructura de lADN descoberta a 1940 va permetre entendre com lADN emmagatzemava la informaci gentica i com permetia transmetre-la a les segents generacions. Un gen quan sexpressa codifica la sntesi duna protenaLordre o seqncia dels nucletids es tradua en la seqncia daminocids.

  • *La gentica molecularMecanisme dacci dun genBeadle i Tatum van enunciar el dogma central de la gentica molecular:Un GenUna protenaADN ARN Protenes Transcripci Traducci

    Hi ha gens que no es tradueixen : ARNr i ARNtHi ha seqncies que no es codifiquen: introns (control)Aquestes etapes no sn iguals en eucariotes i procariotes

  • *La gentica molecularMecanisme dacci dun gen

  • *La gentica molecularMecanisme dacci dun genFormaci de lARNmMaduraci de lARNmTraducci en els ribosomesFormaci de lestructura primria proteicaFormaci de lestructura secundria protica en el RERMaduraci i formaci de lestructura terciria o quaternria proteica

  • *2. La transcripci en els organismes procariotesAquesta es produeix en el citoplasma i intervenen tres elements imprescindibles:1. Una cadena dADN motlle que actua com a patr.Aquesta es divideix en dos: la motlle i la no informativaLa cadena motlle s de sentit 3 5 i es podr fabricar una de complementria (amb sentit 5 3) i antiparallela, com la no informativa, per amb nucletids dARN.

  • *2. La transcripci en els organismes procariotes2. Els ribonucletids: per poder-se unir cal que transportin energia i, en conseqncia sn ATP, GTP, CTP i UTP (doncs la timina no ho pot fer).

  • *2. La transcripci en els organismes procariotes3. RNA polimerasa: un enzim que catalitza la uni entre ribonucletids amb lordre corresponen: * Reconeix la seqncia promotora o dinici (interv una protena o factor s sigma) * Es trasllada per la cadena motlle llegint les bases i seleccionant en sentit 5 3 la base complementria * Catalitza lenlla ster fosfric entre les bases * Reconeix la seqncia dacabament de la transcripci.

  • *2. La transcripci en els organismes procariotes

  • *2. La transcripci en els organismes procariotes

  • *2. La transcripci en els organismes procariotes

  • *2. La transcripci en els organismes procariotes1. Fases successives del procs de transcripciFase diniciaci: el lloc dinici la marca una regi promotora (part anterior de la informativa): una seqncia a -35 TTGACA i una a -10 TATATT, indicant a lARN polimerasa quina cadena s la motlle i quan sha de comenar.

    2. Fase delongaci: lARN polimerasa va formant una cadena dARN en sentit 5 3. Aquesta lectura ho fan diversos enzims pel que sobtenen varies cadenes dARN.

  • *2. La transcripci en els organismes procariotes1. Fases successives del procs de transcripci3. Fase de terminaci: Cal una senyal de terminaci que consisteix en dues seqncies:

    a) Seqncia palindrmica (es llegeix igual en els dos sentits de complementarietat)C A T G C A T G SiC G A C C A G CNo

    b) Seqncia repetitiva TTTT

    En altres casos depn duna protena anomenada r (rho).

  • *2. La transcripci en els organismes procariotes1. Fases successives del procs de transcripci

  • *2. La transcripci en els organismes procariotes1. Fases successives del procs de transcripci4. Fase de maduraci: Cal distingir dos casos:

    * ARNm: s tradut immediatament (els ribosomes estan en contacte doncs no hi ha nucli)

    * ARNr i ARNt: es formen com a llargues cadenes dARN transcrit primari i es tallen en trossos per enzims especfics.

  • *3. La transcripci en els organismes eucariotesAquesta es produeix en el nucli i t unes caracterstiques diferencials amb la procariota:LADN eucaritic est unit a histonesHi ha 3 tipus dARN polimerasa, un per cada tipus dARNEls gens estan fragmentats i no alineats. Cal una maduraciEs produeix en el nucli i cal sortir pels porus per arribar als ribosomes. La transcripci i traducci sn en moments i llocs diferents.

  • *3. La transcripci en els organismes eucariotes1. Fase diniciaci: en aquesta fase hi actuen 3 elements: * Lenzim ARN polimerasa II (sntesi dARNm) * Factors de transcripci: protenes que controlen al procs (activadores, repressores, etc.) * Seqncies reguladores i silenciadores:- 120 rica en GC- 80 CAAT- 30 TATA

    2. Fase delongaci: desprs de comenar afegeixen una metil-GTP o caputxa que protegir lARNm i permetr linici de la traducci.

    3. Fase de terminaci: ve donada per la seqncia TTATTT i actua un enzim poli-A polimerasa que afegeix en lextrem 3 uns 150-200 nucletids dadenina que ajuda a transportar-ho a lexterior del nucli.

  • *3. La transcripci en els organismes eucariotes4. Fase de maduraci: LARNm transcrit primari cont dos tipus de seqncies:Exons: contenen informaci per fabricar la protena.Introns: no codificaran aminocids El procs de maduraci consistir en eliminar els introns per passar a ser un ARNm funcional. Si els exons sn empalmats en ordre diferent apareixer una mutaci.

  • *4. La traducci de la informaci genticaLa informaci gentica que hi ha en lARNm s descodificada o traduda pels ribosomes que la utilitzen per biosintetitzar protenes.Es passa duna seqncia de nucletids a una seqncia daminocids.

  • *4. La traducci de la informaci gentica1. El codi genticLa traducci es realitza grcies a lanomenat codi gentic o clau gentica que estableix la relaci entre la seqncia de nucletids per triplets i la seqncia de aminocids.

    Hi ha 4 nucletids i 20 aminocids.

    Si agafem els 4 nucletids i els combinem en repetici surten 42=16 combinacions possibles, insuficient per determinar amb exactitud els 20 aminocids.

    Si els combinem de tres en tres surten 43=64 combinacions suficients encara que s evident que nhi haur de repetides (codi gentic degenerat). El codi funciona, per tant, per triplets de ribonucletids dARNm anomenats cod.

  • *4. La traducci de la informaci gentica1. El codi genticCaracterstiques:1. s universal: la relaci entre codons i aminocids s el mateix en tots els ssers vius.2. No s ambigu: cada triplet correspon nicament a un aminocid. Es llegeix sempre en sentit esquerra-dreta i en sentit 5 3.3. Est alineat i no t solapes: no comparteixen nucletids sin que un est darrera laltra.4. El cod AUG s linici de la traducci i nhi ha 3 de terminaci o STOP.5. La metionina i el triptfan noms estan codificats per un nic cod.

  • *4. La traducci de la informaci gentica2. Fases del procs de traduccis un procs molt complex que t lloc en el citoplasma i en els ribosomes. El mecanisme s molt semblant entre eucariotes i procariotes.

    Eucariotes: es dna separadament a la transcripci i dna lloc a una sola cadena polipeptdica o protena aix que els gens reben el nom de monocistrnics.

    Procariotes: la traducci dun ARNm origina diverses cadenes polipeptdiques que pertanyen a una mateixa cadena metablica, els gens reben el nom de policistrnics.

  • *4. La traducci de la informaci gentica2. Fases del procs de traducci

  • *4. La traducci de la informaci gentica2. Fases del procs de traducci

  • *4. La traducci de la informaci gentica2. Fases del procs de traducciHi intervenen:* ARNm* ARNt* ribosomes (subunitat petita i gran)* enzims: - aminoacil-ARN-sintetasa: uni dels aminocids a lARNt- peptidil transferasa: uni entre aminocids en la subunitat major.

    ARNt: Actua com a traductor i t forma de trvol, en un extrem el 3 cont la seqncia CCA-OH on sunir laminocid. En lextrem oposat hi ha un triplet especfic anomenat anticod complementari a lARNm.

  • *4. La traducci de la informaci gentica2. Fases del procs de traducci1. Primera fase:Es produeix en el citoplasma grcies a lenzim aminoacil-ARNt-sintetasa (20 diferents) que t dos llocs o zones actives especfiques per reconixer tant laminocid com lARNt.

  • *4. La traducci de la informaci gentica2. Fases del procs de traducci

    2. Segona fase: t lloc en els ribosomes. a) Fase diniciaci: desprs dun acoblament entre la cadena dARNm (desprs de la caputxa i abans del AUG) i la subunitat menor del ribosoma suneix lARNtmet fet que permet que la subunitat gran suneixi a la petita formant un ribosoma complet i funcional.En aquests ribosomes hi ha dues zones: * Zona P (peptidil): on es produeix el pptid * Zona A (aminoacil): on sincorpora el nou ARNtaa

  • *4. La traducci de la informaci gentica2. Fases del procs de traducci

  • *4. La traducci de la informaci gentica2. Fases del procs de traducci b) Fase delongaci: fase cclica en qu es van unit aminocids grcies a lacci de lenzim peptidil transferasa unint el COOH del primer aminocid collocat en la zona P i el segon collocat en la zona A per el radical NH2. Al final es produeix la translocaci del ribosoma deixant, de nou, la zona A lliure per rebre un nou RNAt.

  • *4. La traducci de la informaci gentica2. Fases del procs de traducci

  • *4. La traducci de la informaci gentica2. Fases del procs de traduccic) Fase de terminaci: quan a la zona A apareix un cod terminal o STOP provoca:* incapacitat dunir-se cap ARNt* separaci de la cadena polipeptdica* separaci de les subunitats ribosomals

  • *4. La traducci de la informaci gentica2. Fases del procs de traducci

  • *5. Modificacions i dest de les protenesUn cop shan sintetitzat, les protenes pateixen dues modificacions:1. Plegament: es realitza duna manera espontnia i depn de la seqncia dels seus aminocids i dels enllaos que es puguin formar per conformar lestructura terciria ja funcional. Aix es possibilita grcies a lexistncia dunes protenes anomenades de xoc trmic o antiestrs que a ms poden renaturalitzar les que estiguin desnaturalitzades de forma temporal.2. Maduraci: sn una srie de transformacions fins arribar a ser funcional:a) Talls proteoltics: prdua dalguna part com laminocid inicial metionina.b) Formaci daltres enllaos ms forts que requereixen energia per produir-se com els ponts disulfur.c) La uni amb altres compostos inorgnics (Fe, Cu, Mg, etc.) o orgnics (protenes, glcids o lpids).

  • *5. Modificacions i dest de les protenes1. Mecanismes que regulen la destinaci de les protenesLa destinaci ve donada per la localitzaci dels ribosomes que les produeixen:Si estan lliures en el citoplasma el dest s: * nucli * mitocondris * cloroplasts

    Si estan situats sobre el reticle endoplasmtic rugs (grcies a la riboforina): * protenes estructurals de membrana * enzims * hormones

  • *6. Regulaci de lexpressi genticaLa interacci amb lexterior i el interior condicionen el control dels canvis.Les cllules activen uns determinats gens i en desactiven uns altres segons les necessitats que tenen en cada moment.Els mecanismes de regulaci de lexpressi gentica sn diferents en les cllules eucariotes i procariotes.a) Procariotes: controlen lexpressi gentica durant la transcripci.b) Eucariotes amb potenciadors i silenciadors regularan la transcripci

  • *6. Regulaci de lexpressi gentica1. La regulaci de lexpressi gentica de les cllules procariotes. LoperLOper s una unitat dexpressi coordinada (conjunt de gens que actuen un darrera laltre en una via metablica que sexpressaran junts).Un oper consta de 4 elements:* Gens estructurals: es localitzen en un mateix ARNm i codifiquen enzims duna mateixa via metablica.* Gen regulador: codifica una protena activadora o repressora de la transcripci.* Promotor: seqncia que indica el principi de la transcripci i s el lloc duni de lARN polimerasa.* Operador: s la seqncia entre el promotor i els gens estructurals on suneix la protena repressora.

  • *6. Regulaci de lexpressi gentica1. La regulaci de lexpressi gentica de les cllules procariotes. Loper

  • *6. Regulaci de lexpressi gentica1. La regulaci de lexpressi gentica de les cllules procariotes. Loper

  • *6. Regulaci de lexpressi gentica1. La regulaci de lexpressi gentica de les cllules procariotes. Loper

  • *6. Regulaci de lexpressi gentica2. La regulaci de lexpressivitat gentica en les cllules procariotes.a) Repressi gentica o sistema de regulaci negatiuUna protena repressora bloqueja la transcripci en unir-se a loperador. Quan s necessari fer la transcripci cal desbloquejar la protena. Hi ha dos mecanismes:1. Inducci enzimtica: quan cal catabolitzar una molcula aquesta suneix al repressor i al separa de loperador, quan el substrat s catabolitzat la repressora torna a unir-se a lARNm.2. Repressi enzimtica: en vies anabliques el repressor inactiu suneix amb el producte final i fa que el repressor sigui actiu bloquejant loperador i la transcripci.

    b) Activaci gentica o sistema de regulaci positiuAlgunes protenes faciliten el reconeixement del promotor a part de lenzim ARN polimerasa i laugment la transcripci.

  • *6. Regulaci de lexpressi gentica2. La regulaci de lexpressivitat gentica en les cllules eucariotes.Es realitza mitjanant hormones:a) hormones proteiques: actuen com a primers missatgers sobre la membrana plasmtica produint un segon missatger (AMPc) que activa la transcripci.

  • *6. Regulaci de lexpressi gentica2. La regulaci de lexpressivitat gentica en les cllules eucariotes.b) Hormones lipdiques o esterodes que travessen la membrana i suneixen a receptors citoplasmtics que entren en el nucli i activen la transcripci

    ********************************************