GENÈTICA MOLECULAR GENÈTICA MOLECULAR IIII

TRANSCRIPCIÓ I TRADUCCIÓTRANSCRIPCIÓ I TRADUCCIÓ

INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓ

Coneguda l'estructura del DNA i coneixent la seva replicació, calia saber com aquesta informació que conté el DNA es materialitza en les característiquers de l'organisme.

Al 1866 Mendel ja havia proposat la llei de l'herència sense massa éxit, anys desprès, al 1900, científics com De Vires breprenen aquestes propostes i creen un clima ideal per al treball del DNA.

Però primer ens cal definir conceptes:

Gen: fragment de DNA que conté la informació per a un carácter

Locus: Lloc que ocupa aquest gen en el cromosoma

Diploide: organisme que té dos cromosomes de cada tipus, un del pare i un de la mare (2gens per a un carácter). vs Haploide

Gen dominant: en els organismes diploides o triploides, és el gen que imposa la seva informació sobre la d'un altre gen, el recessiu

Al·lel: En organismes diploides o triploides, cadascún de les diferents formes d'un gen que poden ocupar el mateix locus

Fem històriaGarrod, 1901, metge anglès que estudiava

l'alcaptonúria (artritis, ennegriment cartilegs i orina), malaltia genètica recessiva (en homozigossis) causada per un trastorn en el metabolisme dels aa tirosina i fenilalanina, acomulant-se un producte tòxic (àc. homogentísic) al llarg d'aquesta ruta metabòlica per un defecte en un enzim d'aquesta ruta.

Garrod observa que és una malaltia hereditària, gràcies als arbres genealògics, i només apareix quan l'individu malalt ha rebut un

l'al·lel recessiu del pare i de la mare.

L'aparició de l'àc. Homogentístic, que els individus sans no tenen, li permet deduir que cada gen és responsable d'una substància, d'un caracter, és el que anomenem Teoria un gen un enzim.

Al 1948 Beadle i Tatum van estuidiar per què apareixien aquestes substàncies en l'roganisme. Escolliren el fong Neurospora crassa i amb ratjos U.V. li causaren mutacions del DNA, de manera que els fongs mutats necessitaven de l'aa Arginina per a poder sobreviure, es a dir, les mutacions els havien fet perdre la capacitat de sintetitzar Arg. Això els permeté descobrir la ruta metabòlica de l'Arg. Gràcies a diferents anàlisi conclogueren que als fongs mutats els mancava un determinat enzim, al no ser-hi, la via de la síntesi de l'Arg quedava bloquejada, confirmant i postulant així la Tº un gen – un enzim: “Quan s'altera la seqüència de nucleòtids d'un gen, falta un enzim.

SUBSTRAT ORNITINA CITRUL·LINA ARGININA

ENZIM 1 ENZIM 2 ENZIM 3

GEN 1 GEN 3GEN 2

A partir de la Tº 1gen-1enzim i de l'estructura del Dna, Crick proposa la “hipòtesi de la col·linearitat”, establint una correspondència entre la seqüència de nucleòtids d'un gen i la seqüència d'aa de l'enzim per al que el gen codifica, diferenciant 2 processos: un en el DNA (la transcripció) i un en els ribosomes (traducció)

Exercicis

Pàgina 195 ex. 16

LA TRANSCRIPCIÓLA TRANSCRIPCIÓ

És el pas d'una seqüència de DNA a una seqüència de RNA gràcies a l'enzim RNA pol i a una sèrie de cofactors. Es diferents en procariotes i en eucariotes.

Transcripció en procariotes

Iniciació

5'

3'

3'

5'

Unitat de transcripció: regió del DNA que serà transcrit a RNA

Regió DNA promotor: no es transcriu, seqüencia de nucleòtids concens reconeguda per la RNApol, i que determina quina de les dues cadenes de DNA serà transcrita, i pot ser comuna a diversos gens

5'

5'

3'

3'

La RNA pol s'uneix a la regió promotora i al primer nucleòtid de DNA que serà transcrit, desenrotlla aprox. 1 volta de la 2 hèlix i inicia la polimerització d'un dels dos filaments, el filament patró.

Elongació

5'5'

3'

3'

La RNA pol llegeix direcció 3' 5' la cadena DNA patró i per tant sintetitza direcció 5' 3'

5'

3'

Finalització

En l'ADN patró, existeix una seqüència de nucleòtids anomenada seqüència de terminació que quan la RNA pol la troba, la reconeix i atura la polimerització, s'allibera del DNA, i aquest torna a formar la doble hèlix.

MaduracióEn procariotes l'ARNm no madura, l'ARNt i l'ARNr si pateix una sèrie de talls i nous empalmaments per eliminar determinades parts de la molècula

Transcripció en eucariotes (RNAm)Iniciació Trobem 3 tipus de RNA pol segons el tipus d'ARN a polimeritzar. A més

a més, els gens d'eucariotes estan fragmentats (introns i exons), tot i que alguns gens específics com els de les histones no presenten introns.

5'

3'

3'

5'

Unitat de transcripció: regió del DNA que serà transcrit a RNA

Regió DNA promotor: presenta dues seqüències consens, la CAAT i la TATA a diferents distàncies del punt d'inici. Però per a que s'hi fixi la RNA pol II, primer cal que a les seqüpencies TATA i CAAT s'hi uneixin unes proteïnes anomenades factors de transcripció que a l'unir-se formen el complex d'inici de la transcripció

5'

5'

3'

3'

Elongació

5'5'3'

3'

La RNA pol llegeix direcció 3' 5' la cadena DNA patró i per tant sintetitza direcció 5' 3' Al cap de 30 nucleòtids transcrits, s'afegeix una caputxa en l'extrem 5', formada per guanina metilada. Un mateix gen pot ser transcrit diverses vegades per diferents RNA pol

5'

3'

Finalització

En l'ADN patró, existeix una seqüència de nucleòtids anomenada seqüència de terminació, que en el cas dels eucariotes és la seqüència TTATTT, que quan la RNA pol la troba, la reconeix i atura la polimerització. Llavors l'enzim poli-A-polimerasa afegeix a l'extrem 3' del transcrit una cua de 200 nucleòtids d'adenina, la cua poli-A, al transcrit primari també anomenat RNA heterogeni del nucli (RNAhn)

Abans de sortir del nucli té lloc la maduració, uns enzims formats per una part proteica i RNAn s'uneixen per donar lloc a una estructura anomenada espliceosoma que s'encarrega d'eliminar els introns de la seqüència d'RNAhn gràcies a que aquest enzim presenta seqüències complementaries als dos extrems dels introns. Tot seguit intervenen les RNAlligases que empalmen els exons

Maduració

Video transcripció

En el cas de l'ARNt la maduració implica l'addició del triplet CCA a l'extrem 3'

(pàgina 93 del llibre) En la maduració del RNAr es forma a partir del RNAn 45S que s'uneix a proteïnes provinents del citoplasma, aquesta gran particula d'RNA + proteïnes que es trenca en tres segments de RNA, 18S, 28S i 5,8S. El segment 18S donarà lloc a la subunitat ribosòmica 40S que sortirà al citoplasma. Mentre que els segments 28S, 5,8S i un cuart segment 5S associat a proteïnes que s'ha sintetitzat fora del nuclèol (al nucleoplasma) a partir d'un segment de DNA, formaran la subunitat ribosòmica 60S que també travessarà l'embolcall nucleolar i arribarà al citoplasma. Quan aquestes dues subunitats, 40S i 60S s'uneixin formaran els ribosomes eucariotes 80S

Exercicis

Exercicis. 17, 18, 19 i 20 de la pàgina 198 per dimecres