ENZIMAS.-
-La cinética enzimática: se ve modificada por parámetros generales, concentración de sustrato, concentración de coenzimas y cofactores, subir la temperatura y bajar el PH.
Estos parámetros son inespecíficos, afectan a todas las enzimas, no sirven para regular la actividad enzimática.
La verdadera regulación de la actividad enzimática (reacciones metabólicas se realizan a nivel de la enzima, modificando su velocidad de actuación.
A nivel de los genes a partir de los que se sintetizan las enzimas, los ácidos nucleicos.
COENZ--------------E.
--------A-------B---------
V
Es necesario porque el medio el cambiante, las necesidades celulares también varían.
Se necesita regulación de la actividad enzimática por economía celular (solo ocurren las reacciones metabólicas necesarias a la velocidad adecuada.).
Los mecanismos de regulación son la activación / inhibición enzimática mas la que realizan los llamados enzimas reguladores la costericos y modulados covalentes.
1. ACTIVACION E INHIBICIÓN ENZIMATICA.
a. La acción enzimática dependía /s/ coenzima, cofactores con ellos se activa, sin que ellos no funcionan, no es una verdadera regulación, si lo es la que producen ciertas sustancias inhibidores capaces de disminuir la velocidad de las reacciones e incluso hacerlas las cero.
2. INHIBICION ENZIMATICA. Inhibición irreversible nunca volverá a actuar correctamente insecticidas, Hg, son capaces de unirse a ciertos Aa esenciales del enzima covalente, permanentemente alterándolos irreversiblemente, se conocen como venenos metabólicos.
3. Inhibición reversible. Hay varios tipos, solo se distinguen experimentalmente por su efecto sobre la cinética. Tres tipos:
a. Inhibición competitiva: El inhibidor es semejante químicamente al sustrato, compite con el sustrato en su unión al centro activo y se produce dos reacciones.
b.
E +S--------------ES---------------E+P
E+I --------------EI--------------- VOLUMEN BAJO.
c. Con el inhibidor aumenta la KM “aparentemente”.
d. Experimentalmente, aumentando la concentración de sustrato y manteniendo la concentración de inhibición aumenta la velocidad y disminuye la inhibición------------ es inhibición competitiva.
e. Inhibición competitiva. El inhibidor no es semejante al sustrato, no compite con el sustrato para unirse al centro activo, no se combina con el enzima libre, se combina con el complejo enzima---- sustrato.
E +S---EI-----EP
ES+I-----ESI
f. Se distingue experimentalmente, se aumenta / s/ y se mantiene constante /I/ /E/, disminuye la velocidad y aumenta la inhibición…. inhibición competitiva.
4. Inhibición no competitiva. El inhibidor se une al enzima, pero por un lugar distinto al centro activo, se dan tres reacciones:
a. Una buena.
i. E + S________ES---------E+P
b. Competitiva.
i. E+I________ EI X
c. No competitiva.
i. ES+I-----ESI X
-Se aumenta /S/ y se mantiene /I/ /E/ la velocidad permanece igual.
-E + S________ES---------E+P
-E+I________ EI X
-ES+I-----ESI X.
2. Enzimas reguladoras.
-Algunas son específicas para regular, son capaces de modificar el estado metabólico de las células en muy poco tiempo, las enzimas alestricas y modulados covalentes.
2.1 Enzimas eléctricas.
- Etimológicamente eléctricas significa” otro sitio”.
- Además de centro activo presente centro eléctrico.
-Los moduladores pueden ser positivos o negativos, el positivo activa al enzima, el negativo inactiva al enzima.
- Cuando tienen uno se llaman monovalentes.
- si se tiene dos o mas positivo o negativo se llaman polivalentes.
- Si son polivalentes cada modulador tiene su centro eléctrico.
-Los enzimas eléctricos se encuentran siempre al principio
-L- Treonina E1, E2, E3, E4, E5,….. L- Ipolecina.
-Se encuentra al principio de una secuencia multienzima.
-L- isoleucina es el modelador negativo de la L- treonina deshidratasa.
-Si hay L-isoleucina no funciona si deja de funcionar la L- trionina.
-Sirve para mantener constante la concentración de L- Isoleucina.
-Mecanismo de control se llama retroalimentación negativa. “alimentador atrás”: la salida influye sobre la entrada y negativa porque el signo de la salida es distinto al de la entrada. (Utilizado en la cisterna, termóstato….).
-Este mecanismo se utiliza para mantener constante una variable, sirve para regular.
-Retroalimentación positiva, el modulador es positivo, sirve para maximizar una variable, para conseguir una respuesta máxima.
-Si aumenta en la salida, aumenta la entrada.
Ejemplo:
- Deseo sexual de nuestra pareja… hasta el coito.
-Se encuentran al principio de una secuencia multienzima (una enzima alostérico regula a otros cuando, L- treonina deshidratasa).
-Si se encuentra en una encrucijada metabólica controla todas las reacciones e influye en todas las demás.
-Red de control. Varias secuencias enzimáticas reguladoras cuyos productos finales activan el enzima alostratica.
ENZIMAS MODULADOS COVALENTEMENTE.
-Se Caracterizan porque tienen dos formas, una mas activa, mayor velocidad y tras menos activa menor velocidad, se diferencian en las modificaciones covalentes de su estructura. Glucogeno fosforilasa.
GLUCOGENO + ATP------ G-1-P+ ADP + (GLUCOSA) n-1 + H2O
-Interconvertibles mediante cambios/ modificaciones covalentes de su estructura, catalizadores por otras enzimas.
La reacción esencial ante las situaciones de emergencia. Se libera la glucosa de su almacén (glucogeno) ante una emergencia.( almacenada en el Hígado). Tiene dos formas.
1. Una forma activa que es la fosforilasa (a), que tiene cuatro subunidades , cada una de ellas, tiene un resto de serina fosforilado que forma un enlace entre el OH de la serina y el OH del acido fosforico.
2. Una forma activa la fosforilasa (b). Este presenta dos subunidades, la serina de las subunidades no están fosforiladas.
La transformación de a y b la realiza la enzima glucogeno fosforilasa. La transformación contraria la realiza la enzima del glucogeno fosforilasa quinasa.
Esto permite amplificar enormemente, o rápidamente una señal ante una situación de emergencia segregando adrenalina. Una molécula de adrenalina activa a 10(3) fosforilasa quinasa a su vez convierte 10(6) Fb en 10(3) Fa y estas liberaran 10(6) G-1-P a disposición del músculo.
ACIDOS NUCLEICOS
1. Concepto e importancia Biológica.
Las funciones básicas de los seres vivos la llevan a cabo, la realizan, las proteínas, cuyas síntesis está dirigida y controlada por los ácidos nucleicos, éstos contienen el “prospecto”, las instrucciones de un organismo a partir de sus proteínas.
Los ácidos nucleicos poseen un programa, que cuando se ejecuta da lugar a un ser vivo, capaz de nutrir se, relacionarse y reproducirse. Hay dos tipos:
-ADN: Ácido desoxirribonucleico.
- ARN: Ácido ribonucleico.
Los dos polímeros de un monómero llamado nucleónico.
2. NUCLEOTIDOS, ENLACES Y FUNCIONES.
Los nucleótidos, aunque son mucho más sencillas que los ác. Nucleicos, tienen ya cierta complejidad y están formados por 3 tipos de compuestos: una pentosa, una base nitrogenada y un ác. Ortofosfórico:
·Pentosa: Las pentosas que forman los ac. nucleicos son aldopentosas, pueden ser: D-ribosa en el ARN y D-2-desoxirribosa en el ADN. Se presenta en forma furanósica, el anómero que forma los ac.nucleicos es el ß. Por lo tanto en el ARN aparece la ß-D-ribofuranosa y en el ADN la ß-D-2-desoxirribofuranosa.
·Bases nitrogenadas: Son compuestos heterocíclicos (en el anillo hay más de una clase de átomos) que contienen átomos de nitrógeno y tienen carácter básico. Pueden ser de dos tipos:
Púricas: Derivan de la purina. Las más importantes son: adenina y guanina pueden estar presentes tanto en el ARN como en el ADN.
Pirimidínicas: Derivan de la pirimidina. Las más importantes son: citosina, timina y uracilo. La citosina puede estar en el ADN y ARN, la timina solo en el ADN y el uracilo solo en el ARN.
Para evitar confusiones a los átomos de las bases nitrogenadas se les numeran con la serie1, 2, 3, 4,... y los de las pentosas con la serie 1', 2', 3',....
·Ac. Ortofosfórico.
Los dobles enlaces son resonantes( cambian de posición), lo que hacen que haya muchos electrones deslocalizados , es decir, libres, produciendo cargas fluctuantes que les permitiera las bases nitrogenadas capturando protones H+ ….. Características exclusivas de las bases del nitrógeno.
Las bases orgánicas con nitrógeno, el OH del carbono 1 de la pentosa con la base púrica o base pirimidina forma un enlace glucosídico (entre dos bases), el enlace es sin puente de oxigeno. El OH del Carbono 5 de la pentosa se une con un OH del ácido fosfórico siendo un enlace ester. Todo el conjunto se llama nucleótido 5monofosfato.
Unidos a otras moléculas forman compuestos de gran importancia biológica. Construyen todos los nucleótidos con todas las bases. Son compuestos derivados de los nucleótidos:
AMP: ADENOSIN MONOFOSFATO.
ADP: ADENOSIN DIFOSFATO.
ATP: ADENOSIN TRIFOSFATO.
Se forma un enlace de alta energía por la repulsión eléctrica del fósforo. Estos sirven para almacenar energía. Rompiéndose fácilmente por hidrólisis y liberando la energía que necesitan para formarse. Por eso funcionan como coenzimas transportadores de energía. Energía química, de enlace o energía única que es la forma de energía utilizable por los seres vivos. Coenzimas transportadoras de energía.
AMPc.
Es el nucleósido de adenina que en el carbono 5´tiene un ácido fosforico que forma un segundo enlace con el carbono 3´de la adenina.
El enlace es un enlace éster intramolecular. El AMPc se conoce como el segundo mensajero, es el mediador entre moléculas extracelulares portadoras de información como son las neuronas y los neurotransmisores, y el interior de la célula es donde tiene su efecto.
Es el responsable de la respuesta celular a la hormona. La hormona es el primer mensajero. Nucleótidos 5´MP más otras moléculas, estas formas: NAD+NADP+, FMN+ FAD+. Todas son coenzimas redox, transportadoras de electrones e hidrógenos.
2.1 Enlace fosfodiester o enlace nucleósido.
Son compuestos que se forman por la unión de una pentosa y una base nitrogenada. El enlace mediante el cual se unen se denomina N-glucosídico, se forma entre el C-1' de la pentosa y un nitrógeno de la base que será el N-1 si esta es pirimidínica, o el N-9 si es púrica. Al formarse este enlace se desprende una molécula de agua, que se forma con el OH del C-1' de la pentosa (OH hemiacetálico) y un hidrógeno del N de la base.
Los enlaces ester realizados por dos fósforos, que se unen 10(2) /10(3) nucleótidos, de acido fosforico con el OH del 3´.
Por convenio se dice que el primer nucleósido de una cadena es aquel que tiene el carbono3libre. El último sería el carbono 5 combinado con el fosforofosforilado. Las cadenas van en dirección 3´y 5´.
ESTRUCTURA DE LOS ACIDOS NUCLEICOS.
1. EL ADN.
Es un polímero lineal de desoxirribonucleotido 5´MP de adenina, timina, guanina y citosina. Cuando se pone en medio acuoso espontáneamente (igual que las proteínas) toma un estado nativo, su forma espacial, tridimensional hasta cuatro niveles estructurales (primaria, secundaria, terciaria y cuarternaria), cada uno depende del anterior.
ESTRUCTURA PRIMARIA.
Es la unión de los nucleótidos mediante enlaces fosfodiester. Dado que los nucleótidos son diferentes (A, T, G, C), tienen información genética, orden, secuencia de nucleótidos.
AATCCCGG ATCGCGCT.
La secuencia es específica en cada especie y especifica del individuo.
La información genética es igual a la secuencia de nucleótidos igual planos para construir las proteínas.
ESTRUCTURA SECUNDARIA.
Se descubrió indirecta y recamboleica, un químico Chargaff realizo análisis de ADN.
A/T= G/C= PURINAS/ PIRIMIDICAS. = 1
Dos biólogos Franklin y Willin hicieron radiografías del ADN. Descubrieron que el ADN era helicoidal y fibroso.
Watson y Crich, eran investigadores, descubrieron el modelo de la doble hélice, este modelo explicaba los datos de Chargaff y los rayos X y sus Propiedades.
Según su modelo el ADN forma dos cadenas en hélice enfrentadas por las bases y unidas entre sí por puentes de hidrogeno, igual que una escalera de caracol, en la que los pasamanos sería las pentosas y fósforos y los peldaños las bases enfrentadas y unidas por puentes de hidrogeno.
Según su modelo es una hélice a derechas, las cadenas son antiparalelas. Las dos cadenas están trenzadas, para separar las cadenas hay que destrenzarlas y son complementarias, siempre A-T, C-G. Lo sacaron Chargaff, se forma el máximo numero de puentes de hidrogeno que le dan estabilidad.
El diámetro de la cadena es de 20 amstrons, siempre se une una purica con una pirimidina. Las cadenas están unidad por puentes de hidrógenos que son débiles, explica lo fácil y renaturalización del ADN (PROT.).
ESTRUCTURA TERCIARIA Y CUATERNARIA.
Se debe resolver el problema de cómo meter cadenas con 10(6) de nucleótidos en un espacio reducido (células). Es diferente en los procariotas y en los eucariotas.
PROCARIOTAS. (1mm 10(3) m m.......)
Consiguen superenrrollarse la cadena del ADN y la cierran sobre si igual que un cromosoma circular. Todo ello sin ayuda de la proteína.
EUCARIOTAS. 10(6) mayor.
El ADN tiene 2 metros de longitud, dentro de un núcleo que tiene que tiene 2. 10(-9) m.
Lo consiguen con la ayuda de proteínas, la doble hélice de dos vueltas sobre un cilindro de proteínas en un nucleosoma y el conjunto forma un collar de perlas.
Se enrolla sobre si misma y de lugar al solenoide, éste te pliega y repliega formando bucles (forma activa del ADN) funcionando. Cuando se va a efectuar la división los bucles se compactan y empaquetan (= condensa), se hace visible, es la cromatina.
2. DE LOS ARNs.
Son polímeros lineales de ribonucleótido 5´MP (ribosa) de Adenina, guanina, Citosina o Uracilo (cambio timina). También piridimidinica, más cargas negativas x10(3), las cadenas son más inestables, se rompen más fácilmente…. Como debe ser.
Su estructura, los ARNs monocaternarios, pero complementario consigo misma, formando puentes de hidrogeno intracaternarios, doble hélice estructura secundaria, la parte no complementaria forma las discontinuidad del (=PROT.) son los bucles.
Esto da lugar a la estructura terciaria en forma de hoja de trébol, ARN transferente.
El ARNm Su estructura primaria tiene una relación lineal con la estructura primaria del ADN, siendo ambos complementarios. Solo presenta estructura primaria y es monocatenario.
El ARNm copia la información genética del ADN, su código genético y lo trasmite a la célula que lo lleva hasta los ribosomas encargados de fabricar las proteínas. El ARN m tiene pocos minutos de vida, antes de ser desgregado y eso es lo optimo de otro modo la proteína se fabricaría indefinidamente, la proteína como todos los ARNs se fabrican en el núcleo a partir del ADN y realizan su función en el citoplasma donde están los ribosomas donde realiza su función. Constituye entre el 3% y el 5% del ARN total.
El ARNr constituye entre el 80 y 85% del total. Es monocatenario al igual que el ARNm con una estructura primaria con partes complementarias donde forma doble hélice en la estructura secundaria y discontinuidades que en conjunto dan la estructura terciaria. (Lo anterior). Los distintos ARN r se combinan con 70 proteínas, para formar los ribosomas que es el único orgánulo macizo que posee las células y cuya función es leer el código genético del ARNm y fabricar la proteína expresada en ese gen. Estos leen y traducen el código genético.
ARN t son el orden del 10% del total de los ARN celulares son pequeñas moléculas, que tienen un 80 % de las bases complementarias dentro de su cadena donde forman doble hélice. (Su estructura secundaria.) Son bucles y burberang u hoja de trébol. Son específicos de los aminoácidos que se unen por su extremo 3´a una adenina siempre la ACC, que también son específicos de un anticodón que es el triplete complementario del codón correspondiente de Aa. También se forman en el núcleo a partir del ADN, pasando el citoplasma donde realiza su función que es trasportador de Aa hasta los ribosomas donde son ensamblados en el orden indicado en el ARNm y en el ADN.
FUNCIONES BIOLOGICAS DE LOS ACIDOS NUCLEICOS.
FUNCION BIOLOGICA DEL ADN.
EL CODIGO GENETICO DEL ADN se divide en una seri de fragmentos que son los genes que contienen la información para fabricar la proteína.
Los genes son los planos para construir la proteína. Sirven para fabricar proteínas y los que no tienen fabrican los ARNr.
ARNr/t son el código genético o información genética. Es un idioma y contiene cuatro letras A, T, C, G, Necesitan 20 Aa para construir todas las proteínas de cuantas letras se componen de CR4, 2 (16 LETRAS). Los Aa distintos podemos decir aunque estos no son suficientes viviendo los tripletes.
Los códigos forman frases con sentido de información a la proteína completa, que estos son los genes. De forma que esta información hace que los genes formen la proteína completa. ATC, GAT, CGA, TC…, ADN.
En los procariotas los genes son continuos, en cambio en los eucariotas los genes son discontinuos. El 90% de la chatarra genética son los intrones que no sirven para fabricar la proteína es un seguro contra las mutaciones.
Los exones son el 10% de los ADN que son los importantes. Cuando se fabrica un ARNm a través de un procariota sirve el gen pero cuando se fabrica un ARNm a través del ucaritota no sirve para ser un gen.
CARACTERISTICAS DEL CODIGO GENETICO. Es universal para todos los seres vivos, desde los virus hasta nosotros que procedemos de alguien en común.
El código genético no es solapado ya que una base solo pertenece a un triplete ATC, GAG, CTA… solo es solapada cuando la misma base forma parte de otro triplete, pero esto no es así. No tiene ni puntos ni comas si tiene señales de iniciación donde comienza el gen AUG, y su determinación UGA/ UAA/ UAG.., donde termina el gen.
El código genético es degenerado, un Aa tiene varios codones ejemplo la LEUCINA CUC/CUG/CUT/CUA determinado de 4 codones, un Aa se puede decir de cuatro formas distintas, No es imperfecto, solo seria imperfecto cuando un codón significa varias cosas distintas.
Es degenerado porque facilita la síntesis de proteínas la complementariedad codón / anticodón. Solo afecta a las primeras bases. La estructura terciaria vacila lo que facilita la llegada y salida de los ARNt como debe ser a los ribosomas durante la síntesis de proteínas.
En los eucariotas los genes no son continuos, son discontinuos. Los intrones son la chatarra genética que es el 90% del gen que no sirve para nada, no dicen nada de la proteína. En cambio los exones es la parte que tiene sentido de la proteína el 10% de ella.
ARNm de los eucariotas no puede ser traducido directamente, necesitando una maduración para eliminar los intrones. Esta maduración la realiza unas enzimas llamadas ribonucleoproteinas pequeñas nucleares RNPnm.
Son unas enzimas gomadas por las proteínas y ARN, que es completamentario con las secuencias iniciales y finales de los intrones a los que se unen cortándolos, conociendo el principio y el final del intron y lo cortan.
La unión de lo exones lo hacen un ADN llamado polimerasa. (Ligasa una cadena de ADN, tiene 2 cadenas de ARN). Los ARN polimerasa solo puede utilizar la cadena ADN 3´ y 5para formar una cadena de ARNm que es complementario, siendo a su vez antiparalelo 5´y 3´.
Complementaria y antiparalela. Después añadidos algunos 30 ribonucleótidos al extremo5´se le pone una caperuza de 7 Metil- Guanosina es la caperuza, que se forma al terminar la cadena.
ARNm de los procariotas solo un ARN polimerasa dependiente ADN de los eucariotas. ARN POL. I( ARN r), ARN POL II( ARNm), ARN POLI III( ARNt).
LA DUPLICACION, AUTODUPLICACION Y REPLICACION DEL ADN.
ADN es igual a la información genética, cada célula que se divide, debe formarse una nueva célula, copia idéntica, para repartir entre las dos células hijas teniendo que hacer un duplicado.
En 1953 la doble hélice del ADN Watson y Crick propusieron el mecanismo de duplicación de las cadenas de ADN, que de estas cadenas se separaban formando otras cadenas complementarias y antiparalelas.
REPLICACION SEMICONSERVATIVA. Tiene una cadena nueva y otra vieja.
Hipótesis conservativa. Según la cual las cadenas iniciales se conservan permaneciendo juntas, pero a su vez se forman unas nuevas.
Hipótesis dispersiva, las cadenas iniciales se fragmentan, permaneciendo con fragmentos nuevos y viejos.
Hipótesis duplicación. Ocurre al final de la interfase, fases (ciclo celular) Fase “S”.
Ciclo celular: es la fase del ciclo de vida de la célula, esta es la interfase, que es un 99,5% de la vida normal de la célula, sus funciones. Al final de la interfase en el ciclo entra en división que es el 0,5% de la célula, que ocurre en la fase “s” de la interfase. La duplicación utiliza el ADN polimerasa, utilizando como molde las cadenas de ADN para formar nuevas cadenas complementarias.
ADN polimerasa I y II son las mas complejas de todas las enzimas ADN polimerasa I tienen varios centros activos que se encuentran unidos a la cadena molde, otro localiza OH libre 3último nucleótido que se coloca en la cadena de formación. El nuevo nucleótido, se une por otro centro activo, siendo el nucleótido trisfoforilado y que es complementario con el molde. Si es así, forma el 5´y 3´. Y el otro centro activo tiene actividad exonucleatica.
Mirando atrás a medida que cuenta la cadena y si ella a cometido un error lo va a cortar, ya que el nucleótido formando no es complementario y relleno en el hueco correctamente.
El proceso de duplicación es semejante en los procariotas e eucariotas comienza por el origen de replicación. El ADN polimerasa se une al origen de duplicación, en este origen se separan las cadenas formando las cadenas complementarias y progresa esta duplicación a lo largo de esta cadena, como una orquilla de replicación y progresa como una cremallera al abrirse.
En los ADN polimerasa le ocurren lo mismo que a los ARN polimerasa, solo pueden utilizar como orden la cadena 3´ y 5´.
La cadena se duplica de una forma continua y la hebra retardada se duplica a trozos de 3´-5´, su síntesis es discontinua , es mas lenta . La duplicación progresa en las direcciones, a diferencia de lo que pasa con ARN polimerasa , “ saben” comenzar una cadena.
Las ADN polimerasa no saben. Solo continuan una cadena ya empezada, asi la duplicación comienza con un ARN cebador, el primer sintetizado por la primasa ( ARN polimerasa) que luego continua la ADN Polimerasa III. Luego se pegan los exones , lo realiza una enzima llamada ligasa(ADN polimerasa).
La ADN polimerasa se fija en la cadena 5´3´como molde, fabrican una cadena de ARNm complementaria al ARN y antiparalela.
Despues de añadidos algunos (unos 30) ribonucleótidos de 7- metilguanosina trifosforilada. Esto se hace para que el ribosoma reconozca el comienzo del gen.
Tanto en procariotas como en eucariotas al final del gen hay TTATTT, eso es el final de la transcripción. En el extremo 3´del ARNm se añaden 200 ribonucleotidos de adenina, eso se conoce como cola polia. En los procariotas solo hay 1 ARN polimerasa dependiendo del ADN.
En los eucariotas hay tres:
ARN polimerasa I Que transcribe la información correspondiente a los ARN ribosómicos.
ARN polimerasa II Se encarga de la transcripción de los genes origen de los ARN mensajeros.
ARN polimerasa III. Produce los ARN de transferencia, el ARN ribosómico 5´.
3. DUPLICACION , AUTODUPLICACION , REPLICACION DEL ADN.
El ADN contiene la información genética, cada vez que una célula se divide debe formarse una nueva copia idéntica para repartir entre las dos células hijas. Antes de dividirse. En 1953, doble hélice de ADN por Watson y Crich propusieron el mecanismo de la duplicación de las cadenas de ADN.
Esto era la hipótesis de la replicacion semiconservativa ( la buena).
La hipótesis conservativa, las cadenas iniciales se conservan y se forman dos cadenas nuevas.
La Hipotesis dispersiva, las cadenas iniciales se fragmentaban, y aparecerían en las cadenas nuevas. Luego Se corta el primer y se rellena el hueco dejado por el ARN cebador , realizado por el ADN Polimerasa I . Se va a unir los fragmentos mediante una enzimasa llamada ligasa. Este fragmento de Ohazai, union de un ADN con un ARN. Una vez en la hebra conductora y muchas veces en la hebra retardada. En la duplicación intervienen otras proteinas no enzimáticas como la helicasa , rompe puentes de hidrogeno del ADN para separar sus cadenas.
La topoisomerasa , es doble helice trenzada , al separarse se produce un superenrrollamiento causado por el desenrrollamiento. Esta tambien relaja el desenrrollamiento de las cadenas al estar enrolladas.
SSB, proteinas estabilizadora de la cadena sencilla, del ADN. La duplicación es compleja y rápida , se polimerizan unas 45. 10 3 nucleotidos por minuto. Es muy precisa sin errores que comete un error por cada 1110-100.106nucleotidos polimeralizados. Cuando hay un error la ARN polimerasa I lo corta y rellena el hueco y luego la ligasa une los trozos. La ADN polimerasa I y la ligasa reparan errores. No todos los errores son reparados . Los errores que nos e reparan son mutaciones. Si la mutacion no comprometen la viabilidad , es beneficiosa para el individuo, sino fuera beneficiosa aumentaria la variabilidad genetica.
Cuando existen mutaciones aparecen individuos diferentes. Sin mutacion en la selección natural mueren todos y con mutacion, adaptación evolucion ante un medio cambiante. Selección natural , elige de lo que hay.
BIOSINTESIS DE LAS PROTEINAS EN PROCARIOTAS.
Previamente se transcribe su gen en forma de ARNm ( transcripción) por parte de la ARN polimerasa II que utiliza como molde la cadena 3´y 5´del ADN. Y forma un ADNm que es complementario y antiparalelo a ella, esto solo ocurre en el nucleo. El primer nucleotido el 5´es libre.
Seguido seria por la maduracion en eucariotas del ARNm transcripto. Tambien previamente los aminoácidos deben ser activados a los que se le añade energia para que puedan formar enlaces peptidicos , covalentes .
Activacion Aa + Energia+ Su ARNt. Su ARN t suyo especifico que esta unido en el codigo genetico al anticodón. Los aminoácidos ARNt sintetizada, coge el Aa , el ARNt, ATP 2 H 20 y lo pasa al aa. Tambien utiliza la energia para formar el enlace ester. Dos fósforos para formar el enlace ester entre el ARNt y el Aa.
RIBOSOMAS EN PROCARIOTAS.
Los ribosomas en los procariotas son los responsables de la síntesis de las proteinas. Se llaman 70S que es el coeficiente de sedimentación, y tiene dos subunidades, y cada una de ellas tiene su propio coeficiente de sedimentación. , el mayor 50 S y el otro 30 S. Los eucariotas su coeficiente de sedimentación es 80 S. Los ribosomas a nivel molecular son complejos supramoleculares , están formados de varios ARN r 65% mas de 50 proteinas diferentes.
Las dos subunidades se fabrican por separado en el nucleo, y salen al citoplasma, autoensamblan por esteroespecifidad en torno a un ARNm sin ARN mensajero se separan, y no habra síntesis de proteinas.
Apareciendo propiedades nuevas en los ribosomas:
CAPACIDAD DE INTERACCIONAR REVERSIBLEMENTE CON OTRAS MOLECULAS.
ARNt aminoacil o con mas proteinas que se llaman factores que llegan y salen del ribosoma, provocando cambios en cada molecula del ribosoma y en el ribosoma completo. Estos cambios desembocan en la síntesis de proteinas. Básicamente los ribosomas favorecen el acceso de los ARNt aminoacil del ARN m que se coloca los Aa en su orden, al igual leen el mensaje y forman enlaces peptidicos entre sus Aa diferentes y lo traducen.
HIDRÓLISIS DE GTP, interaccionan en la síntesis de proteinas. Y tiene tres fases:
INICIACION: El sistema se prepara para llevar a cabo la síntesis proteica. El ARN m se une a los ribosomas citoplasmáticos, cuyas dos subunidades , que se encuentran separadas cuando no están realizando su función , deberán acoplarse. El proceso necesita unas moléculas proteicas que son los factores de iniciación.
El ARNm se unirá por su extremo 5´a la subunidad menor del ribosoma , gracias al Factor proteico de iniciación IF3.Se produce la fijación del primer aminoacil .ARN t por la formación de puentes de hidrogeno entre las bases complementarias del anticodón del ARNt y las del codón de ARNm. El primer codon siempre es 5´AUG 3´y , el anticodón del primero ARNt es UAC.
El aminoacido unido al primer ARNt es la formilmetionina, las cadenas proteicas deberian empezar por el. Si no es asi el primer aminoacido debe eliminarse. El proceso de fijación de ambos ARN interviene otro factor de iniciación IF2.
Se produce el acoplamiento de la subunidad mayor del ribosoma, para lo cual se precisa otro factor de iniciación diferente y la presencia de iones. Quedando formado el complejo de iniciación, que constituye la maquinaria sintetizadora activa.
La porcion del ARNm cubierta por el ribosoma corresponde a seis nucleotidos, a codones. Sobre el primero de ellos, AUG, ya esta sustituido el aminoacil. ARNT correspondiente, sitio P. La zona donde se halla el segundo codon es el sitio A. El proceso de iniciación precisa energia que se obtiene por hidrólisis de GTP.
ELOGACION. Tiene tres fases. En esta etapa se sintetiza la cadena peptidica por la union de los sucesivos aminoácidos que se van situando en el ribosoma, transportados por los ARNt. Es necesario el desplazamiento del ribosoma a lo largo de la cadena de ARNm.
FIJACION: Llega el segundo triplete y se coloca el codon ante el anticodón. Dos factores de elogacion y la hidrólisis permiten la fijación.
TRANSLOCACION:
Se produce en el desplazamiento del ribosoma sobre el ARNm en sentido 5´-3´. De manera que el segundo codon con el ARNt fijado sobre el pasa al sitio P, quedando libre el sitio A, que es ocupado por el tercer codon del ARNm. Sobre este fija un nuevo aminoacil- ARNt con la participación de otro factor de elogacion EF-G. Se forma un nuevo enlace peptídico entre este aminoacido y el dipéptido situado en el sitio P, con o que todo el proceso de translocación descrito comienza de nuevo. Mientras el Ribosoma el ARNm , los sucesivos aminoacil-ARNt que va fijando el sitio A van incorporando su aminoacido correspondiente a la cadena peptidica en formación mediante la accion de la enzima peptidil- transferasa. En la fijación de cada ARNt se utiliza la energia suministrada por la hidrólisis del GTP.
Debido a la complementariedad existente entre los anticodones del ARNt y los codones del ARNm, la secuencia de las bases nitrogenadas de este último se refleja en la secuencia de los aminoácidos de la proteina que sintetiza.
FORMACION DEL ENLACE PEPTIDICO: Este enlace lo forma la enzima peptidiltransferasa , localizada en la subunidad mayor del ribosoma. Transfiere la energia del enlace ester ARNt aminocil , para formar el enlace peptídico, entre los aminoacidos
TERMINACION:
Existen tres codones de terminacion UAA, UAG y UGA, en el ARNm para los que no hay ARNt con los anticodones. Cuando el ribosoma llega a uno de ellos, no se situa ningun aminoacil- ARNt en el sitio A y la cadena peptidica se acaba. En esta fase intervienen los factores de liberacion R1F para los codones UAA y UAG y R2F para los codones UAA y UGA. Al situarse en el sitio A, estos factores hacen que la enzima peptidil- transferasa libere el péptidos del ARNt al que esta unido, al hacer que reacione el grupo carboxilo del último aminoacido con agua. Se utiliza la energia que proporciona el GTP. Como consecuencia se liberan, la cadena proteica que ha ido sintetizando , y adquiriendo su estructura secundaria y terciaria caracteristica. Las dos subunidades ribosomicas separadas. El ARNm, que puede volver a ser utilizado, aunque por lo general es destruido inmediatamente e incluso, en ocasiones se desgrada según es leido por los ribosomas.
La velocidad de la síntesis proteica es alta, lo que da la idea de la eficacia del sistema. Las cadenas de ARNm por otra parte, suelen ser leidas por mas de un ribosoma simultaneamente, lo cual permite una mayor efectividad y un ahorro de tiempo considerable en la síntesis de muchas copias de la misma proteina.
TRADUCCION EN LAS CELULAS EUCARIOTAS.
Las moleculas y estructuras participantes, y el desarrollo del proceso, son iguales al igual que en las procariotas su diferencia es: que entre el lugar de transcripción y el de traducción existe una separacion. En los ARNm son mas estables y estos a sus vez en los ARNm son monocistronicos, cada uno de ellos lleva información solo para una proteina.
En el extremo 5´de los ARNm tiene una metilguanosina trifosfato para poder ser identificado por los ribosomas. Los ribosomas tienen tambien los ARNr diferentes y su coeficiente de sedimentación es ligeramente distinto 8OS en eucariotas y 70S en procariotas. El primer ARNt lleva unido una metionina.
El primer ARNt se une antes a la subunidad ribosomica menor que al ARNm.
Los factores de iniciación IF-M1, IF-M2… y el EF-1 de elogacion difieren de los procariotas.
REGULACION DE LA EXPRESION GENETICA.La información genetica codificada en la secuencia de nucleotidos del ADN origina la sintesis de las proteinas correspondientes, tras los procesos de transcripcion y traduccion . La sintesis proteica no tiene lugar continuamente, depende de las necesidades celulares. La producion excesiva de proteinas metabólicas resulta innecesaria y casi siempre ocasiona alteraciones importantes. Para evitar el despilfarro de moleculas y energia, los genes solo se expresan cuando es necesario sintetizar las proteinas adecuadas en cada momento de la vida celular. Las necesidades proteicas y enzimaticas dependen de las variaciones del medio extracelular.
Los seres pluricelulares, los genes que se expresan son distintos según el tipo de celula de la que se trate. La diferenciación celular se basa en la activación e inhibición permanente de diversos genes que permite alcanzar un alto grado de especializacion, origen de la existencia de diversos tejidos en un mismo organismo.
El control de la expresion genetica es impresindible en todos los seres vivos, aunque mas complejo en los organismos pluricelulares, en los que se ha de conseguir la especializacion celular.
La regulación de la expresion genetica se realiza sobre el proceso de transcripcion ya que si controlamos la formación de ARNm se controla tambien la sintesis de las proteinas.
REGULACION EN PROCARIOTAS. CONTROL REVERSIBLE DE LA TRANSCRIPCION EN PROCARIOTAS.
Jacob y Monod proponen el modelo para explicar la regulación en cepas mutantes Escherichia coli. El Operon existen unas proteinas reguladoras que controlan la transcripcion de los genes que codifican para las enzimas implicadas en una ruta metabolica determinada. Tipos:
Genes estruturales: son los que contienen la información genetica para la sintesis de las enzimas que intervienen en la ruta metabolica.
Gen promotor, esta constituido por la secuencia de ADN donde se une la ARN polimerasa para comenzar la transcripcion.
Gen operador es el lugar del ADN donde puede unirse una proteina reguladora e impedir la transcripcion de los genes estructurales. Se situa delante de estos.
Gen regulador es el que sintetiza la proteina reguladora, encontrandose en un lugar distinto a los otros genes del operon. Según sea una ruta catabolica o anabolica se diferenciaran dos tipos:
Sistema inducible: Se da en procesos catabolicos. La proteina sintetizada por el gen regulador es un represor activo que , al unirse al gen operador, impide la acción de la ARN polimerasa sobre los genes estructurales. No se van a formar las enzimas de las rutas metabolicas y no se podra realizar. Al aparecer el sustrato inicial de esta ruta , la proteina represora cambia su formación, y se vuelve inactiva, dejando de actuar sobre el gen operador. La in activación del represor se consigue por la union a una molecula inductora que puede ser el mismo sustrato o un derivado de este, de modo que se favorece la accion de la ARN polimerasa sobre los genes estructurales, los cuales se transcriben y sintetizan las enzimas correspondientes.
Este va a permitir la sintesis de las proteinas enzimaticas solo cuando sean necesarias. Hasta que no haya sustrato que catabolizar no existen las enzimas para hacerlo, pues el gen represor, unido al gen operador, impide la transcripción. La presencia del sustrato inactiva al represor e induce la síntesis de las enzimas que llevan a cabo la ruta metabólica.
Sistema reprensible. Es donde se realiza el proceso anabólico El represor sintetizado por el gen regulador es inactivo y, la ARN polimerasa actúa y los genes estructurales se transcriben. La molécula represora se activa al cambiar su conformación por la unión a un co represor, el cual constituye el producto final de la ruta metabólica. La activación del represor permite su unión al gen operador impidiendo la transcripción de los genes estructurales. Se producen de esta manera la enzimas que participan en la ruta anabólica hasta que existe suficiente cantidad del producto final. El represor se hace activo y se inhibe la transcripción, con lo cual se evita una síntesis excesiva del producto.
La cadena se duplica de una forma continua y la hebra retardada se duplica a trozos de 3´-5´, su síntesis es discontinua , es mas lenta . La duplicación progresa en las direcciones, a diferencia de lo que pasa con ARN polimerasa , “ saben” comenzar una cadena.
Las ADN polimerasa no saben. Solo continuan una cadena ya empezada, asi la duplicación comienza con un ARN cebador, el primer sintetizado por la primasa ( ARN polimerasa) que luego continua la ADN Polimerasa III. Luego se pegan los exones , lo realiza una enzima llamada ligasa(ADN polimerasa).
La ADN polimerasa se fija en la cadena 5´3´como molde, fabrican una cadena de ARNm complementaria al ARN y antiparalela.
Despues de añadidos algunos (unos 30) ribonucleótidos de 7- metilguanosina trifosforilada. Esto se hace para que el ribosoma reconozca el comienzo del gen.
Tanto en procariotas como en eucariotas al final del gen hay TTATTT, eso es el final de la transcripción. En el extremo 3´del ARNm se añaden 200 ribonucleotidos de adenina, eso se conoce como cola polia. En los procariotas solo hay 1 ARN polimerasa dependiendo del ADN.
En los eucariotas hay tres:
ARN polimerasa I Que transcribe la información correspondiente a los ARN ribosómicos.
ARN polimerasa II Se encarga de la transcripción de los genes origen de los ARN mensajeros.
ARN polimerasa III. Produce los ARN de transferencia, el ARN ribosómico 5´.
3. DUPLICACION , AUTODUPLICACION , REPLICACION DEL ADN.
El ADN contiene la información genética, cada vez que una célula se divide debe formarse una nueva copia idéntica para repartir entre las dos células hijas. Antes de dividirse. En 1953, doble hélice de ADN por Watson y Crich propusieron el mecanismo de la duplicación de las cadenas de ADN.
Esto era la hipótesis de la replicacion semiconservativa ( la buena).
La hipótesis conservativa, las cadenas iniciales se conservan y se forman dos cadenas nuevas.
La Hipotesis dispersiva, las cadenas iniciales se fragmentaban, y aparecerían en las cadenas nuevas. Luego Se corta el primer y se rellena el hueco dejado por el ARN cebador , realizado por el ADN Polimerasa I . Se va a unir los fragmentos mediante una enzimasa llamada ligasa. Este fragmento de Ohazai, union de un ADN con un ARN. Una vez en la hebra conductora y muchas veces en la hebra retardada. En la duplicación intervienen otras proteinas no enzimáticas como la helicasa , rompe puentes de hidrogeno del ADN para separar sus cadenas.
La topoisomerasa , es doble helice trenzada , al separarse se produce un superenrrollamiento causado por el desenrrollamiento. Esta tambien relaja el desenrrollamiento de las cadenas al estar enrolladas.
SSB, proteinas estabilizadora de la cadena sencilla, del ADN. La duplicación es compleja y rápida , se polimerizan unas 45. 10 3 nucleotidos por minuto. Es muy precisa sin errores que comete un error por cada 1110-100.106nucleotidos polimeralizados. Cuando hay un error la ARN polimerasa I lo corta y rellena el hueco y luego la ligasa une los trozos. La ADN polimerasa I y la ligasa reparan errores. No todos los errores son reparados . Los errores que nos e reparan son mutaciones. Si la mutacion no comprometen la viabilidad , es beneficiosa para el individuo, sino fuera beneficiosa aumentaria la variabilidad genetica.
Cuando existen mutaciones aparecen individuos diferentes. Sin mutacion en la selección natural mueren todos y con mutacion, adaptación evolucion ante un medio cambiante. Selección natural , elige de lo que hay.
BIOSINTESIS DE LAS PROTEINAS EN PROCARIOTAS.
Previamente se transcribe su gen en forma de ARNm ( transcripción) por parte de la ARN polimerasa II que utiliza como molde la cadena 3´y 5´del ADN. Y forma un ADNm que es complementario y antiparalelo a ella, esto solo ocurre en el nucleo. El primer nucleotido el 5´es libre.
Seguido seria por la maduracion en eucariotas del ARNm transcripto. Tambien previamente los aminoácidos deben ser activados a los que se le añade energia para que puedan formar enlaces peptidicos , covalentes .
Activacion Aa + Energia+ Su ARNt. Su ARN t suyo especifico que esta unido en el codigo genetico al anticodón. Los aminoácidos ARNt sintetizada, coge el Aa , el ARNt, ATP 2 H 20 y lo pasa al aa. Tambien utiliza la energia para formar el enlace ester. Dos fósforos para formar el enlace ester entre el ARNt y el Aa.
RIBOSOMAS EN PROCARIOTAS.
Los ribosomas en los procariotas son los responsables de la síntesis de las proteinas. Se llaman 70S que es el coeficiente de sedimentación, y tiene dos subunidades, y cada una de ellas tiene su propio coeficiente de sedimentación. , el mayor 50 S y el otro 30 S. Los eucariotas su coeficiente de sedimentación es 80 S. Los ribosomas a nivel molecular son complejos supramoleculares , están formados de varios ARN r 65% mas de 50 proteinas diferentes.
Las dos subunidades se fabrican por separado en el nucleo, y salen al citoplasma, autoensamblan por esteroespecifidad en torno a un ARNm sin ARN mensajero se separan, y no habra síntesis de proteinas.
Apareciendo propiedades nuevas en los ribosomas:
CAPACIDAD DE INTERACCIONAR REVERSIBLEMENTE CON OTRAS MOLECULAS.
ARNt aminoacil o con mas proteinas que se llaman factores que llegan y salen del ribosoma, provocando cambios en cada molecula del ribosoma y en el ribosoma completo. Estos cambios desembocan en la síntesis de proteinas. Básicamente los ribosomas favorecen el acceso de los ARNt aminoacil del ARN m que se coloca los Aa en su orden, al igual leen el mensaje y forman enlaces peptidicos entre sus Aa diferentes y lo traducen.
HIDRÓLISIS DE GTP, interaccionan en la síntesis de proteinas. Y tiene tres fases:
INICIACION: El sistema se prepara para llevar a cabo la síntesis proteica. El ARN m se une a los ribosomas citoplasmáticos, cuyas dos subunidades , que se encuentran separadas cuando no están realizando su función , deberán acoplarse. El proceso necesita unas moléculas proteicas que son los factores de iniciación.
El ARNm se unirá por su extremo 5´a la subunidad menor del ribosoma , gracias al Factor proteico de iniciación IF3.Se produce la fijación del primer aminoacil .ARN t por la formación de puentes de hidrogeno entre las bases complementarias del anticodón del ARNt y las del codón de ARNm. El primer codon siempre es 5´AUG 3´y , el anticodón del primero ARNt es UAC.
El aminoacido unido al primer ARNt es la formilmetionina, las cadenas proteicas deberian empezar por el. Si no es asi el primer aminoacido debe eliminarse. El proceso de fijación de ambos ARN interviene otro factor de iniciación IF2.
Se produce el acoplamiento de la subunidad mayor del ribosoma, para lo cual se precisa otro factor de iniciación diferente y la presencia de iones. Quedando formado el complejo de iniciación, que constituye la maquinaria sintetizadora activa.
La porcion del ARNm cubierta por el ribosoma corresponde a seis nucleotidos, a codones. Sobre el primero de ellos, AUG, ya esta sustituido el aminoacil. ARNT correspondiente, sitio P. La zona donde se halla el segundo codon es el sitio A. El proceso de iniciación precisa energia que se obtiene por hidrólisis de GTP.
ELOGACION. Tiene tres fases. En esta etapa se sintetiza la cadena peptidica por la union de los sucesivos aminoácidos que se van situando en el ribosoma, transportados por los ARNt. Es necesario el desplazamiento del ribosoma a lo largo de la cadena de ARNm.
FIJACION: Llega el segundo triplete y se coloca el codon ante el anticodón. Dos factores de elogacion y la hidrólisis permiten la fijación.
TRANSLOCACION:
Se produce en el desplazamiento del ribosoma sobre el ARNm en sentido 5´-3´. De manera que el segundo codon con el ARNt fijado sobre el pasa al sitio P, quedando libre el sitio A, que es ocupado por el tercer codon del ARNm. Sobre este fija un nuevo aminoacil- ARNt con la participación de otro factor de elogacion EF-G. Se forma un nuevo enlace peptídico entre este aminoacido y el dipéptido situado en el sitio P, con o que todo el proceso de translocación descrito comienza de nuevo. Mientras el Ribosoma el ARNm , los sucesivos aminoacil-ARNt que va fijando el sitio A van incorporando su aminoacido correspondiente a la cadena peptidica en formación mediante la accion de la enzima peptidil- transferasa. En la fijación de cada ARNt se utiliza la energia suministrada por la hidrólisis del GTP.
Debido a la complementariedad existente entre los anticodones del ARNt y los codones del ARNm, la secuencia de las bases nitrogenadas de este último se refleja en la secuencia de los aminoácidos de la proteina que sintetiza.
FORMACION DEL ENLACE PEPTIDICO: Este enlace lo forma la enzima peptidiltransferasa , localizada en la subunidad mayor del ribosoma. Transfiere la energia del enlace ester ARNt aminocil , para formar el enlace peptídico, entre los aminoacidos
TERMINACION:
Existen tres codones de terminacion UAA, UAG y UGA, en el ARNm para los que no hay ARNt con los anticodones. Cuando el ribosoma llega a uno de ellos, no se situa ningun aminoacil- ARNt en el sitio A y la cadena peptidica se acaba. En esta fase intervienen los factores de liberacion R1F para los codones UAA y UAG y R2F para los codones UAA y UGA. Al situarse en el sitio A, estos factores hacen que la enzima peptidil- transferasa libere el péptidos del ARNt al que esta unido, al hacer que reacione el grupo carboxilo del último aminoacido con agua. Se utiliza la energia que proporciona el GTP. Como consecuencia se liberan, la cadena proteica que ha ido sintetizando , y adquiriendo su estructura secundaria y terciaria caracteristica. Las dos subunidades ribosomicas separadas. El ARNm, que puede volver a ser utilizado, aunque por lo general es destruido inmediatamente e incluso, en ocasiones se desgrada según es leido por los ribosomas.
La velocidad de la síntesis proteica es alta, lo que da la idea de la eficacia del sistema. Las cadenas de ARNm por otra parte, suelen ser leidas por mas de un ribosoma simultaneamente, lo cual permite una mayor efectividad y un ahorro de tiempo considerable en la síntesis de muchas copias de la misma proteina.
TRADUCCION EN LAS CELULAS EUCARIOTAS.
Las moleculas y estructuras participantes, y el desarrollo del proceso, son iguales al igual que en las procariotas su diferencia es: que entre el lugar de transcripción y el de traducción existe una separacion. En los ARNm son mas estables y estos a sus vez en los ARNm son monocistronicos, cada uno de ellos lleva información solo para una proteina.
En el extremo 5´de los ARNm tiene una metilguanosina trifosfato para poder ser identificado por los ribosomas. Los ribosomas tienen tambien los ARNr diferentes y su coeficiente de sedimentación es ligeramente distinto 8OS en eucariotas y 70S en procariotas. El primer ARNt lleva unido una metionina.
El primer ARNt se une antes a la subunidad ribosomica menor que al ARNm.
Los factores de iniciación IF-M1, IF-M2… y el EF-1 de elogacion difieren de los procariotas.
REGULACION DE LA EXPRESION GENETICA.La información genetica codificada en la secuencia de nucleotidos del ADN origina la sintesis de las proteinas correspondientes, tras los procesos de transcripcion y traduccion . La sintesis proteica no tiene lugar continuamente, depende de las necesidades celulares. La producion excesiva de proteinas metabólicas resulta innecesaria y casi siempre ocasiona alteraciones importantes. Para evitar el despilfarro de moleculas y energia, los genes solo se expresan cuando es necesario sintetizar las proteinas adecuadas en cada momento de la vida celular. Las necesidades proteicas y enzimaticas dependen de las variaciones del medio extracelular.
Los seres pluricelulares, los genes que se expresan son distintos según el tipo de celula de la que se trate. La diferenciación celular se basa en la activación e inhibición permanente de diversos genes que permite alcanzar un alto grado de especializacion, origen de la existencia de diversos tejidos en un mismo organismo.
El control de la expresion genetica es impresindible en todos los seres vivos, aunque mas complejo en los organismos pluricelulares, en los que se ha de conseguir la especializacion celular.
La regulación de la expresion genetica se realiza sobre el proceso de transcripcion ya que si controlamos la formación de ARNm se controla tambien la sintesis de las proteinas.
REGULACION EN PROCARIOTAS. CONTROL REVERSIBLE DE LA TRANSCRIPCION EN PROCARIOTAS.
Jacob y Monod proponen el modelo para explicar la regulación en cepas mutantes Escherichia coli. El Operon existen unas proteinas reguladoras que controlan la transcripcion de los genes que codifican para las enzimas implicadas en una ruta metabolica determinada. Tipos:
Genes estruturales: son los que contienen la información genetica para la sintesis de las enzimas que intervienen en la ruta metabolica.
Gen promotor, esta constituido por la secuencia de ADN donde se une la ARN polimerasa para comenzar la transcripcion.
Gen operador es el lugar del ADN donde puede unirse una proteina reguladora e impedir la transcripcion de los genes estructurales. Se situa delante de estos.
Gen regulador es el que sintetiza la proteina reguladora, encontrandose en un lugar distinto a los otros genes del operon. Según sea una ruta catabolica o anabolica se diferenciaran dos tipos:
Sistema inducible: Se da en procesos catabolicos. La proteina sintetizada por el gen regulador es un represor activo que , al unirse al gen operador, impide la acción de la ARN polimerasa sobre los genes estructurales. No se van a formar las enzimas de las rutas metabolicas y no se podra realizar. Al aparecer el sustrato inicial de esta ruta , la proteina represora cambia su formación, y se vuelve inactiva, dejando de actuar sobre el gen operador. La in activación del represor se consigue por la union a una molecula inductora que puede ser el mismo sustrato o un derivado de este, de modo que se favorece la accion de la ARN polimerasa sobre los genes estructurales, los cuales se transcriben y sintetizan las enzimas correspondientes.
Este va a permitir la sintesis de las proteinas enzimaticas solo cuando sean necesarias. Hasta que no haya sustrato que catabolizar no existen las enzimas para hacerlo, pues el gen represor, unido al gen operador, impide la transcripción. La presencia del sustrato inactiva al represor e induce la síntesis de las enzimas que llevan a cabo la ruta metabólica.
Sistema reprensible. Es donde se realiza el proceso anabólico El represor sintetizado por el gen regulador es inactivo y, la ARN polimerasa actúa y los genes estructurales se transcriben. La molécula represora se activa al cambiar su conformación por la unión a un co represor, el cual constituye el producto final de la ruta metabólica. La activación del represor permite su unión al gen operador impidiendo la transcripción de los genes estructurales. Se producen de esta manera la enzimas que participan en la ruta anabólica hasta que existe suficiente cantidad del producto final. El represor se hace activo y se inhibe la transcripción, con lo cual se evita una síntesis excesiva del producto.
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