Expresión de Genes
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EXPRESIÓNDE GENES
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1. Defnición
Proceso de interpretaciónde la información genética
contenida en el ADN, cuae!presión se mani"esta enforma de polipéptidos a
tra#és de una serie demecanismos comple$os a
ni#el intracelular%
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2. ImportanciaBiológica&a s'ntesis de prote'nas, etapa "nal de
la e!presión génica, es un procesoimportante por(ue estas son
moléculas indispensa)les para la #ida%El conocimiento del proceso des'ntesis de prote'nas permite en laactualidad, entre otras cosas,
com)atir las infecciones )acterianas entender la e!presión deenfermedades *ereditarias%
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3. Estructura de losGenes
• Desde el punto de #istamolecular, lo de"ne como lasecuencia de ADN cromosómico(ue contiene la informaciónre(uerida para fa)ricar un ARN
a tra#és de éste, una prote'na%
&os genesson
segmentos
+tiles delADN• &a maor parte de los genes
presentan tramos de nucleótidos
ociosos, llamados intrones% Estossectores super-uos de ADN se*allan intercalados entre lossegmentos pro#ec*osos, a los(ue se denomina e!ones%
El transcripto
primario est.integrado porintrones
e!ones
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• E!isten tres tipos principales de
ARN el mencionado ARN mensa$ero(ue recoge la información del gen dirige las s'ntesis de las prote'nas otros dos estructuralesrepresentados por el ARN detransferencia /ARNt0 los ARNri)osómicos /ARNr0%
&a célulaproduce
#arias clasesde ARN
• 1uando un gen contiene lainformación necesaria para generarun ARN o una prote'na suele decirse(ue el gen codi"ca a una de esasmoléculas% Esta e!presión se de)e a
(ue las instrucciones trasladadas delADN al ARN, en el caso del ARNm,de éste a la prote'na, son transmitidasen forma de códigos%
1adaamino.cido escodi"cado por
un triplete denucleótidos
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4. TranscripciónProceso en el (ue sinteti2a ARN a partir del
ADN% 3ranscri)ir signi"ca copiar, por eso sedice (ue el ARN (ue se sinteti2a es una copiadel ADN%
&a transcripción es el proceso por el cual sesinteti2a un ARN usando como molde al ADN%4uc*os tipos de ARN pueden ser sinteti2adosas' por la en2ima ARN polimerasa, el ARNri)osomal el de transferencia, los pe(ue5osARN nucleares o citoplasm.ticos porsupuesto los ARN mensa$eros, (ue ser.n luegotraducidos a una cadena polipept'dica%
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Componentes necesario parala transcripción6na cadena /*e)ra, tira o )anda0 de ADN molde%&a *oloen2ima ARN polimerasa% En la )acteria
Esc*eric*ia coli7 la en2ima tiene un ele#ado pesomolecular /89: ;d0 est. constituida por dosunidades alfa /0 el factor sigma /?0% Estaen2ima fue descu)ierta en @9 por tresin#estigadores, en forma separadaB S%C% eiss, %Furit2 A% Ste#ens %&a puri"cación de la en2imafue o)tenida por R%C% Curgess% Htras prote'nasdesignadas son omega /0, r*o /J0 ;appa /K0%
Ri)onucleósidos trifosfatosB A3P, G3P, 13P 63P%Estos pro#een de energ'a se re(uieren comounidades o )iomonómeros para formar el ARN%
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Fases de la transcripción
I n i c i a c i
ó n
En el molde de ADNse encuentra unasecuencia llamadapromotor, donde elfactor sigma/?0 se
une7 esta región esimportante por(uecual(uier cam)ioen ella, incluso enel cam)io de unasolo )ase, se puedeinacti#ar elproceso, conlle#ado
a (ue la ARNpolimerasa nocumpla su funciónde s'ntesis%
E l o n g a c i ó n o a l a r g a m i e n t o &a ARN polimerasa
selecciona e incorporari)onucleósidostrifosfatoscomplementarios a los(ue e!isten en lacadena de ADN molde%
&os ri)onucleosidos sonincorporados en ladirección 9> *acia L> alunirse origina losenlaces fosfodiester% Deesta manera #acreciendo una cadenade ARN7 de dinocluotidoa trinucleotido, de
trinucleotido a tetranucleótido, de tetranucleótido apentanucleotido, depentanucleotido ae!anucleotido *astallegar a unpolinucleotido%
T e
r m i n a c
i ó n
la transcripción culminaen una región especi"cadel ADN, en esta regiónse encuentran segmentosricos en guanina citosina reconocidos porel factor RFH, (ue es un
polipéptido (ue al unirsecon ARN polimerasadetiene inmediatamenteel proceso %&uego, el ARN se desglosadel ADN, por(ueprincipalmente, lospuentes transitorios (uese forman entre adenina uracilo /AM60 son mu
inesta)les permiten (uelas cadenascomplementaras de ADN#uel#an a formar unado)le el *élice,manteniendo as' lainformación codi"cada%
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!. T"#D$CCI%& DE'#D&Es la s'ntesis de una prote'na a partir
de la información contenida en elARNm%
Este proceso se real2a en el*ialoplasma de la célula%El procedimiento consta de tres fases: Acti#ación de los amino.cidos%
Iniciación% Elongación%
inali2ación%
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#CTI(#CI%& DE ')*+I&),CID)*
&a formación del enlacepept'dico es un procesoendergónico%Para (ue pueda reali2arse, losamino.cidos /aa0 de)en de seracti#ados, acti#ación (ue sereali2a por medio del G3P%&os amino.cidos acti#ados se
unen a una molécula de ARNt/ARN de transferencia0%Estos poli nucleótidos poseenen su estructura una
secuencia de tres )ases, elanticodón
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INI1IA1IÓN• &a su)unidad pe(ue5a
del ri)osoma se une ala región l'der 9> delARNm el ARNm se
despla2a *asta llegaral codón A6G (uecodi"ca el principio dela prote'na%
• &a unión se produceentre el codón delARNm el anticodóndel ARNt (uetransporta el
amino.cido%
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E&HNGA1IÓN
El comple$o ARNtMamino.cido O/ARNtMaaO0 se sit+a enfrente delcodón correspondiente% &a regióndel ri)osoma en la (ue se une se
le llama región aminoacil%Se forma el enlace pept'dico lametionina se une al segundoamino.cido /aaO0%El ARNm se traslada como la cintade una m.(uina de escri)ir el
comple$oARNtOMaaOMmet (ueda situado enlaregión peptidil del ri)osoma laposición aminoacil (ueda li)repara la
entrada del comple$o ARNtMaaL%
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INA&IA1IÓN
1uando el ri)osoma llegaalcodón de "nali2ación, unode los codones sin
sentidoB 6AA, 6AG, 6GA,la prote'na se li)era lassu)unidades del ri)osomase disocian se separandel ARNm%
&a estructura terciaria cuaternaria de lasprote'nas se #aad(uiriendo seg+n estasse#an sinteti2ando