(LIBRETA) CAPÍTULO 2. CONTROL GENÉTICO DE LA SÍNTESIS PROTEICA

¿Quienes descubrieron en realidad la forma de doble hélice del ADN y le tomaron una fotografía por primera vez?

-Rosalind Franklin

-Raymond Gosling

¿A quienes le entregaron el premio Nobel por robarse la idea de doble hélice de la cadena de ADN?

-Watson y Crick

¿Por qué elementos están formados los nucleótidos de ADN?

-Ácido fosfórico

-Desoxirribosa

-Base nitrogenada

¿Cuáles son los 4 nucleótidos que existen en el ADN?

-Ácido desoxiadenílico

-Ácido desoxitimidílico

-Ácido guanílico

-Ácido desoxicitidílico

¿Cuáles son los 4 nucleótidos del ARN?

-Ácido riboadenílico

-Ácido ribouracílico

-Ácido riboguanílico

-Ácido ribocitidílico

¿Por qué se dice que el proceso de la síntesis proteíca es un proceso ubicuo?

Porqué sucede en todas partes al mismo tiempo

¿En que tipo de células se da la síntesis proteica?

En todas las células completas

La célula necesita mínimo 3 organelos para la síntesis proteica ¿Cuáles son estos 3 organelos?

• Ribosomas

• RER

• Aparato de golgi

¿Cuántas fases tiene la síntesis proteica?

La síntesis proteica posee 4 fases:

1. Transcripción

2. Modificación post-transcripcional

3. Traducción

4. Modificación post-traduccional

¿Por qué se caracteriza la transcripción?

-Se caracteriza por la transferencia del código de ADN del núcleo celular al ARN del citoplasma.

-Durante la síntesis de ARN las 2 hebras de ADN se separan y una de ellas se usa como plantilla para la síntesis de una molécula de ARN mensajero precursor o preARNm

¿Por qué se caracteriza la modificación post-transcripcional?

En esta fase el pre ARNm que se formó en el núcleo contiene 2 tipos de segmentos o nucleótidos:

• Intrones: que son los segmentos reguladores y son eliminados por un proceso de corte y empalme (Splicing)

• Exones: que son los segmentos que codifican proteínas y que por lo
  tanto se quedan en el ARNm final

Una vez que los intrones se separan del pre ARNm (inmaduro), solo quedan los exones por lo que ese pre ARNm se convierte en ARNm (maduro), cambiando así su tamaño y permitiendo que salga del núcleo para la traducción, a este proceso se le llama splicing.

¿Cómo se le llama al proceso en el que los intrones se separan del pre ARNm (inmaduro) y solo quedan los exones por lo que ese pre ARNm se convierte en ARNm (maduro), cambiando así su tamaño y permitiendo que salga del núcleo para la traducción?

Splicing

¿De que manera son apareadas las bases nitrogenadas del ADN?

Son apareadas de manera complementaria

¿Mediante que tipo de enlaces están unidas las bases nitrogenadas?

Están unidas por enlaces de puentes de hidrógeno

¿Qué significa el empalme?

Significa que donde se cortaron los intrones solo quedan exones que van a codificar proteínas

¿En dónde ocurre la transcripción y modificación postranscripcional?

Ocurren dentro del núcleo

¿En dónde ocurre la traducción?

Este proceso ocurre en los ribosomas

¿Por qué se caracteriza la traducción?

Este proceso ocurre en los ribosomas, cuando la molécula de ARNm que se formó en la modificación post-transcripcional entra en contacto con un ribosoma y se desplaza por este apartir de un extremo de la molécula de ARN conocido como el codón iniciador de la cadena hasta el codón terminador de la cadena, formando así finalmente un precursor de la proteína, el cual atravesará el ribosoma y se dirigirá al RE

¿Qué elementos participan en la traducción?

En este proceso se necesita la participación de:

• Los 3 tipos de ARN

• El ribosoma

¿De qué se encargan los 3 tipos de ARN que se usan en la traducción?

• ARNm (mensajero): Se encarga de llevar los codones que son complementarios a los tripletes de ADN, hacia el ribosoma

• ARNt (de transferencia): Se encuentra en el ribosoma y se encarga de reconocer un codón en particular en el ARNm para liberar el aminoácido apropiado en el lugar apropiado de la proteína que se está formando

• ARNr (ribosomal): Constituye el 60% del ribosoma y le permite actuar como una planta de fabricación de proteínas

¿En dónde se procesa el ARNr o ribosómico?

Se procesa en el nucleolo, donde se une a proteínas ribosómicas para formar las subunidades de los ribosomas, las cuales saldran al citoplasma

¿Qué se forma cuando concluye la traducción?

Se forma un precursor de la proteína y debe entrar a un proceso de modificación postraduccional

¿En dónde ocurre la modificación postraduccional?

Este proceso ocurre en el retículo endoplásmico (RE)

¿Qué sucede en la modificación postraducción?

Este proceso ocurre en el RE para hacerle ciertas modificaciones al precursor de la proteína y observar al menos 3 cambios evidentes en este precursor

¿Cuáles son los 3 cambios evidentes que se le hacen al precursor de la proteína durante la modificación postraducción?

1.-Separación de aminoácidos (AA): Debido a que el precursor de la proteína es muy grande la secuencia de aminoácidos puede ser seccionada y se puede perder un gran número de aminoácidos

2.-Cambios de nivel estructural: de la proteína desde una estructura primaria a una secundaria

3.- Conjugación: En este paso la molécula proteica con estructura secundaria se conjuga con otras moléculas para formar una estructura terciaria y una cuaternaria.

• Con lípidos y forma lipoproteínas

• Azúcares y forma glucoproteínas

¿Por qué se caracteriza el cambio de nivel estructural en la modificación postraducción?

Se caracteriza por el cambio de nivel estructural de la proteína desde una estructura primaria a secundaria

¿Cómo es la estructura primaria de una proteína?

Es un filamento de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos

¿Cómo es la estructura secundaria de una proteína?

El filamento de aminoácidos se enrolla en forma de de espiral gracias a la formación de ciertos enlaces

¿Qué nos da como resultado la modificación postraduccional?

Nos da como resultado la formación de proteínas

• Estructurales

• Enzimas

• De transporte

¿Cuáles son los productos de cada uno de los pasos de la síntesis proteica?

• TRANSCRIPCIÓN: el producto es el preARNm

• MODIFICACICÓN POS-TRANSCRIPCIONAL: el producto es el ARNm

• TRADUCCIÓN: el producto es el precursor de la proteína

• MODIFICACIÓN POST-TRADUCCIONAL: el producto es la proteína

¿Cuántos tipos de ARN existen en total?

6 tipos de ARN

¿Cuáles son los 6 tipos de ARN que existen?

1. ARN mensajero precursor (preARNm)

2. ARN nuclear pequeño (ARNp)

3. ARN mensajero (ARNm)

4. ARN de trasnferencia (ARNt)

5. ARN ribosómico (más otras 75 proteínas)

6. Micro ARN (ARNmi)

¿Qué es el ARN mensajero precursor (preARNm)?

Es una molécula muy grande con varios segmentos y está compuesta por:

• Intrones: Son los segmentos reguladores que no codifican proteínas

• Exones: Son los que codifican proteínas

¿Cuál es la función del ARN nuclear pequeño (ARNp)?

-Participa en la modificación postraduccional

-Dirige y controla el corte y empalme de los intrones del preARNm para formar ARNm

¿Cuál es la función del ARN mensajero?

Transporta información del código genético al citoplasma (Síntesis proteica)

¿Cuál es la función del ARN de transferencia?

-Transporta los aminoácidos activados a los ribosomas

-Se representa siempre en forma de trebol

-A los tripletes de nucleótidos que posee este ARN se les llama anticodones

-El anticodón debe ser complementario del codón

¿Cuál es la función del ARN ribosómico más otras 75 proteínas?

Formar los ribosomas

¿Cuál es la función del microARN (ARNmi)?

Son moléculas de ARN monocatenario (21 a 23 nucleótidos) que regulan la transcripción y traducción

¿Cuáles son los 2 codones principales que existen para la síntesis de proteínas?

-Codon iniciador de la cadena (CI): AUG

-Codon terminador de la cadena (CT):

• UAA

• UAG

• UGA

¿Cómo se va a dar la unión de cada uno de los aminoácidos a la proteína que se esta formando en el ribosoma?

-En el ribosoma va a ocurrir la creación de enlaces covalentes para que se una un aminoácido con otro

-La enzima peptidil transferasa catalizará la formación de estos enlaces

¿Entre que partes de los aminoácidos se da el enlaces peptídico de las proteínas?

Se da entre el grupo amino de un aminoácido con el grupo carboxilo de otro

¿Qué se libera cuando se generan los enlaces peptídicos?

Se libera agua

¿Cuáles son los 2 métodos de control de las actividades químicas de la célula?

1)REGULACIÓN GENÉTICA: En la que se controla el grado de activación de los genes y la formación de productos génicos

2)REGULACIÓN ENZIMÁTICA: En la que se controlan los niveles de actividad de las enzimas ya formadas

¿Cuáles son los 4 aspectos de la regulación genética de la expresión génica?

-Etapas de la síntesis proteíca

-Respuesta de nuestro organismo ante cambios del ambiente

-Funciones específicas de las células

-Expresión genética diferenciada

¿Cuál es un ejemplo de la respuesta de nuestro organismo ante cambios del ambiente?

La policitemia fisiológica, la cual, es una producción mayor de eritrocitos por cambios en la altura en dónde se vive

-Mientras mas alto es el lugar en el que se vive, la presión parcial atmosférica es menor, por lo tanto, en lugares muy altos se libera eritropoyetina para actuar sobre la médula ósea roja para que se produzca mayor cantidad de eritrocitos y se corrija esa falta de oxígeno.

¿Cuál es un ejemplo de las funciones específicas de las células?

Tiene que ver con la diferenciación y especificación de células:

• Músculos cardiaco: Se encarga de bombear sangre

• Músculo liso: Se encarga del peristaltismo

• Músculo esquelético: Se contrae y se relaja para ejecutar el movimiento voluntario de los músculos de nuestro cuerpo

¿Cuál es un ejemplo de la expresión genética diferenciada?

Todas las células de nuestro organismo son eucariotas y poseen características similares, sin embargo la expresión genética diferenciada permitirá que no toda la información genética se pueda transcribir

El páncreas tiene función doble:

• Exócrina: Ácinos pancreáticos

• Endócrina: Islotes de Lamgerhans

Por lo tanto aunque la célula tenga el código genético en el núcleo, solo ciertas células expresan ciertos genes o reprimen otros, y en consecuencia tienen funciones distintas

La síntesis proteica comienza con la transcripción de ADN a ARN, esta transcripción está controlada por elementos reguladores que encontramos en el promotor de un gen ¿Cuáles son esos elementos?

PROMOTOR BASAL: Consta de una secuencia de bases denominada caja TATA, además de que es el sitio de unión para la polimerasa de ARN antes de que puede desplazarse a lo largo del ADN para iniciar su transcripción

PROMOTOR CORRIENTE ARRIBA: Se encuentra antes del lugar de inicio de la transcripción y contiene varios sitios de unión para factores de transcripción que pueden realizar la transcripción a través de interacciones con proteínas unidas al promotor basal

En la transcripción de genes en eucariotas influyen también los reforzadores ¿Qué son esos reforzadores?

Los reforzadores son regiones de ADN que pueden unirse a factores de transcripción y pueden estar situados a una gran distancia del gen sobre el que actúan corriente arriba o corriente abajo

¿Qué cantidad se estima que hay de secuencias de reforzadores génicos en el genoma humano?

Se estima que hay más de 100 000 secuencias de reforzadores génicos en el genoma humano

Además de los reforzadores, en la transcripción de genes influyen también los aisladores cromosómicos ¿Qué son los aisladores?

Los aisladores son secuencias génicas que proporcionan una barrera de tal forma que un gen específico queda aislado de las influencias de transcripción de los genes circundantes

¿Cuál es una forma posible de modulación de la actividad de un aislador?

Es la metilación de ADN

¿Cómo se llama la secuencia de nucleótidos que tiene el segmento promotor basal?

TATA (encima de este segmento se une la ARN polimerasa 2)

¿Cómo se les llama en conjunto a los elementos promotores proximales con los reforzadores?

En conjunto se llaman factores de transcripción

¿Cuál es el neurotransmisor de las neuronas colinérgicas y noradrenérgicas?

N. COLINÉRGICAS: Acetilcolina

N.NORADRENÉRGICAS: Noradrenalina

¿Qué es el operón?

Es un modelo de transcripción genética aunque también es la unidad de transcripción regulada en bacterias

¿Por quién fue propuesto el modelo del operón?

Fue propuesto por Jacob, Monod y Lwoff

¿En qué bacteria hicieron los estudios para poder proponer el modelo del operón lactosa?

Hicieron estudios genéticos y bioquímicos sobre las mutaciones de E.Colli, ya que esta bacteria solo tiene 1 cromosoma y era más fácil estudiar su ADN, el cual requiere lactosa, por eso el nombre de OPERÓN LACTOSA

¿Cuáles son los componentes por los que está formado el modelo del operón lactosa?

Está formado por 5 componentes:

1.-Gen regulador

2.- Operador

3.- Promotor

4.- Lugar de iniciación para la síntesis del ARN

5.- Genes estructurales

¿De qué se encarga el gen regulador?

Posee información para codificar una proteína reguladora (el represor LAC), por lo que, cuando este se encuentre presente no se va a permitir que se transcriba la síntesis de proteínas en las bacterias

¿Cuál es la función del operador?

Es la región del ADN a la que se une la proteína reguladora llamada represor LAC

¿Cuál es la función del promotor?

Es la secuencia de ADN reconocida por la ARN polimerasa, por lo tanto, es dónde comienza la transcripción

¿En dónde se encuentra el lugar de iniciación para la síntesis de ARN?

Se encuentra inmediatamente después del promotor

¿Qué son los genes estructurales?

Son uno o más genes que codifican enzimas inducibles, las cuales regulan el metabolismo de la lactosa

¿Qué elemento impide que el represor LAC se una al operador y por ende a la región promotora?

La alolactosa, ya que, esta se une al represor Lac y hace que cambie de forma para que ya no pueda unirse al operador y por ende al promotor para comenzar la transcripción

¿Qué sucede en el modelo del operon lactosa cuando la glucosa se encuentra presente y la lactosa ausente?

No ocurre la transcripción del operón lactosa, debido a que el represor Lac permanece unido al operador y previene la transcripción por la ARN polimerasa

-Además los niveles de AMPc son bajos porque los niveles de glucosa son altos, asi que CAP esta inactiva y no puede unirse al ADN ni activar el AMPc para la unión de la ARN polimerasa

¿Qué sucede en el modelo del operon lactosa cuando la lactosa se encuentra presente y la glucosa ausente?

Ocurre una fuerte transcripción del operon lactosa, debido a que el represor lac es liberado del operador porque el inductor (alolactosa) esta presente

-Los niveles de AMPc son altos porque no hay glucosa asi que CAP está activa y unida al ADN permitiendo que la ARN polimerasa se una al promotor

En el modelo del operón lactosa ¿Quién es el inductor?

La lactosa

En el modelo del operón lactosa ¿Quién es el gen regulador?

La proteína represora llamada “represor Lac”

En el modelo del operón lactosa ¿Cuáles son los elementos de control?

-El promotor

-El operador

En el modelo del operón ¿Sobre qué elemento actúa el represor LAC?

Sobre el operador

En el modelo del operón ¿Cuáles son los genes estructurales?

-B-Galactosidasa (Z)

-Permeasa (Y)

-Transacetilasa (A)

¿Cuál es la situación del cromosoma bacteriano?

La situación del cromosoma bacteriano es similar a la del modelo del operón lactosa y posee:

1. Gen regulador

   +I

2. Elementos de control

   +Promotor

   +Operador

3. Genes estructurales

   +Z: B-galactosidasa

   +Y: Permeasa

   +A: Transacetilasa

¿Cuáles son los 2 pasos de la regulación enzimática?

-La inhibición enzimática

-La activación enzimática

¿Para qué sirven los receptores que poseen las células?

Las células tienen receptores que sirven para captar ciertas señales y desencadenar ciertos procesos, a la unión de un receptor con su señal se le va a llamar complejo receptor-ligando

¿En dónde se encuentra el receptor celular para la mayoría de las hormonas?

Para la mayoría su receptor está en la superficie

¿Para las hormonas esteroideas en dónde se encuentra su receptor celular?

Se encuentra en el citoplasma

¿En qué región se unen los complejos hormona receptor del modelo del operón?

Se unen a la región ER (elemento de respuesta) de los elementos proximales del operón y actúan como factores de transcripción e inducen la transcripción de genes, lo que desencadena que se produzcan ARNm para sintetizar proteínas

¿Qué es el cariotipo?

Es el número de cromosomas que posee un organismo

¿Cómo se llama la técnica que se usa para que el cariotipo tenga una coloración para cada cromosoma?

M-FISH, la cual es una hibridación in situ con fluorescencia múltiple

¿Cómo se le llama a los pares cromosómicos 1 a 22?

Son llamados cromosomas homólogos o autosómicos

¿Cómo se le llama al par cromosómico 23?

Cromosomas sexuales

¿Qué es el ciclo vital de una célula?

Es el periodo que transcurre desde el inicio de la reproducción celular, hasta el inicio de la siguiente reproducción celular

¿Cuáles son las 2 partes del ciclo celular?

-Interfase

-Mitosis o meiosis

Cuando las células de los mamíferos no están inhibidas, se reproducen tan rápidamente como pueden y su ciclo vital puede ser tan solo de:

10 a 30 horas

¿Cuánto dura el ciclo vital en las células de la médula ósea?

10 horas

¿Cuánto dura el ciclo vital de muchas células nerviosas?

Toda la vida del sujeto

¿Cuánto dura la mitosis?

30 minutos

¿Qué porcentaje de ciclo de la vida de la célula representa el intervalo entre las mitosis llamada, la interfase?

El 95%

¿En cuántas partes se divide a su vez la interfase?

Se divide en 3 fases:

• G1

• S

• G2

¿Por qué se caracteriza la fase G1?

En esta fase la célula tiene que realizar una síntesis proteíca

¿Por qué se caracteriza la fase S?

-Inicia 5 a 10 hrs antes de la mitosis

-Aquí se da la replicación del ADN de 5’ a 3’

-En este proceso hay una ADN polimerasa y una ADN ligada

-Finalmente se da el proceso de “correción de lectura” checando si no hay alguna alteración

¿Por qué se caracteriza la fase G2?

-Inicia 1 a 2 hrs antes de que inicie la mitosis

-Durante este periodo comienzan los cambios preeliminares antes de que inicie la mitosis, y por lo tanto es un periodo de reparación muy activa conocido como periodo corrección de lectura de las cadenas de ADN

Debido a los procesos de reparación y correción de la lectura, el proceso de replicación de ADN pocas veces comete errores, pero, cuando lo hace, el error se denomina:

Mutación

Tras la mitosis ¿Cuántas células saldrán de esta división?

Tras la mitosis la división nos dará origen a 2 células hijas diploides (2n) es decir que poseen 46 cromosomas

¿Qué es la mitosis?

Es la reproducción celular de las células somáticas, la cual nos dará origen a 2 células diploides (2n)

¿Qué es la meiosis?

Es la reproducción de las células sexuales o gametos, la cual nos dará origen a células haploides (1n)

¿Qué proteínas controlan al ciclo celular para que la célula vaya pasando por cada uno de los pasos del ciclo celular?

Las quinasa dependiente de cíclina (Cdk)

¿Qué sucede cuando la ciclina forma un complejo con la CDK?

Cuando sucede esto, la proteína quinasa (CDK) se activa desencadenando acontecimientos específicos del ciclo celular

¿Cómo se encuentra la CDK en ausencia de ciclina?

Inactiva