Resumen Biologia tema 13 2 bachillerato, Resúmenes de Biología

¡Descarga Resumen Biologia tema 13 2 bachillerato y más Resúmenes en PDF de Biología solo en Docsity! TEMA 13: LA BASE MOLECULAR DE LA HERENCIA. 1. EL ADN CONTIENE EL MENSAJE GENÉTICO 1.2-El ADN es el material genético ·La estructura de los genes D: Un gen es la unidad elemental de la herencia, la región física y funcional del cromosoma, portadora de la información genética de una generación a la siguiente y responsable de conferir características al organismo, y como la entidad capaz de sufrir una recombinación. Dentro de la secuencia o región estructural, se encuentran regiones codificantes, llamadas exones y regiones no codificantes, denominados intrones. La función de un gen supone conservar, almacenar, transmitir expresar y regular la información genética. ·La estructura genética de los procariotas Los organismos procarioticos solo tiene un solo cromosoma circular y la información codificadora suele ser continua, es decir, toda la información genética contenida en un gen se traduce en formación de una proteína. Algunas bacterias tienen plasmideos (moléculas de ADN más pequeñas que los cromosomas) que pueden replicarse independientemente. ·La estructura génica de los eucariotas En los organismos eucariotas, la mayor parte del ADN se encuentra en el núcleo y muchos de los genes contienen información codificadora (exones) interrumpida periódicamente por secuencias no codificadoras (intrones). 1.3-El Flujo de la Información Genética D: el dogma central de la biología describe como se produce el flujo de la información genética que se encuentra en el ADN. La explicación del esquema actual es: ·Para transmitir la información genética es necesario que el ADN se duplique, es decir, que haga copias de si mismo. Este proceso de copia- replicación. ·Como el ADN se encuentra en el núcleo y la síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas, que están en el citoplasma, se necesita una molécula intermediaria entre el ADN y los ribosomas. Esta molécula es el ARN mensajero. El proceso por el cual se obtiene una molécula de ARNm, copia de un fragmento de ADN- transcripción. ·El ARNm tiene que traducirse, gracias al ARNt y al ARNr, a una secuencia de aminoácidos. Este proceso se denomina traducción. ·En el esquema, la flecha que retrocede desde el ARN hasta el ADN indica que el ARN puede servir como a molde para la síntesis de ADN. Todos los seres vivos con ARN que producen tumores o el virus del sida, pueden producir un enzima conocido como transcriptasa inversa o retrotranscriptasa, que sintetiza una cadena de ADN complementaria al ARN vírico. ·El ARN puede actuar como molde para su propia replicación, este proceso ha estado observado en un pequeño número de bacteriófagos. El ARN del bacteriográfo puede actuar como mensajero cuando infecta la célula. Así tenemos un proceso de síntesis proteica sin que previamente tenga lugar un proceso de transcripción. 2. LA REPLICACIÓN DEL ADN La replicación del ADN es el proceso mediante el cual a partir de una molécula de ADN progenitora se sintetizan dos moléculas hijas con la misma secuencia que el ADN original. Tiene lugar en la fase S de la interfase. 2.1-Hipótesis sobre la replicación del ADN Hay 3 hipótesis sobre cómo se produce la replicación: la conservativa, la dispersativa y la semiconservativa. Esta última es aceptada en la actualidad, se ha podido demostrar experimentalmente tanto en procariotas como en eucariotas. ·Hipótesis conservativa: según esta hipótesis cada cadena de la molécula de ADN original sirve de molde para sintetizar una cadena hija complementaria. Las dos cadenas hijas se unen entre sí, forman una nueva molécula de ADN y se guarda la original. ·Hipótesis dispersiva: la molécula de ADN original se fragmenta. Cada fragmento se replica y, posteriormente se unen, formando dos moléculas de ADN que tendrán, cada una, fragmentos nuevos y otros de la molécula original. ·Hipótesis semiconservativa: las cadenas de ADN se separan, y cada una sirve de molde para otra nueva. Cada molécula hija tiene una cadena molde intacta y una cadena replicada recientemente. retardada queda incompleta, ya que el ADN-polimerasa no puede rellenar el vacío. Este hecho hace que el telómero se vaya acortando un poco cada vez más cada vez que la célula se divide, este fenómeno se asocia a los procesos de envejecimiento y muerte celular. 3. LA TRANSCRIPCIÓN 3.1. Requisitos para la transcripción Def: la transcripción es el proceso por el cual se pasa de una secuencia de bases nitrogenadas de un gen a una secuencia de bases nitrogenadas complementarias a ARN. Se lleva a cabo dentro del núcleo ·Una cadena de ADN que actúe como molde. Las cadenas de ARN que se forman son complementarias solamente a una de las dos que forman el ADN. ·Los enzimas ARN-polimerasa, en el caso de los procariotas se trata de un solo enzima ARN- polimerasa y en el caso de los eucariotas hay 3. ·Los ribonucleótidos trifosfato de A, G, C y U 3.2. La Transcripción en procariotas ·LA INICIACIÓN La iniciación es la etapa más compleja de la transcripción. El enzima ARN-polimerasa tiene que reconocer una región del ADN, llamada centro promotor. Estos centros promotores son señales con unas determinadas secuencias cortas de bases nitrogenadas. El enzima cambia la configuración y desenrolla una vuelta de hélice de ADN, eso crea una bambolla de transcripción que permite que la secuencia de bases del ADN quede expuesta y se puedan incorporar los ribonucleótidos que se tienen que unir. Esta bambolla se forma al inicio y, posteriormente, durante la elongación, se desplaza a lo largo del ADN, juntamente con el ARN-polimerasa. ·ELONGACIÓN El ARN-polimerasa lee el ADN en la dirección 3’-5’. A la vez, la adición de ribonucleótidos se realiza en sentido 5’-3’. El enzima selecciona los ribonucleótidos que se van añadiendo de acuerdo con las reglas de complementariedad. ·TERMINACIÓN El ARN-polimerasa continua la transcripción hasta que se encuentra con una señal de parada donde el ARN se separa. La señal de parada en los organismos procariotas es una región palindrómica (una secuencia de bases que tiene la misma lectura en los dos sentidos). Como consecuencia, el ARN forma una horquilla que hace que se separe del ADN molde y se interrumpa la síntesis del ARN. ·MADURACIÓN DEL ARNm Se llama transcrito primario o precursor del ARN la molécula de ARN que resulta directamente del proceso de transcripción. En los organismos procariotas hay transcritos primarios para los ARN de transferencia y ribosómicos, pero el ARNm carece de precursor. (esto permite la utilización directa para la traducción). 3.3. La Transcripción en Eucariotas La transcripción ocurre en el núcleo, existen 3 tipos de ARN-polimerasas: ARN- polimerasa I, ARN-polimerasa II y III. Ocurre en 4 fases: ·LA INICIACIÓN El ADN tiene centros promotores, el más frecuente es el determinado compartimiento TATA, para reconocer este compartimiento se requiere la unión al ADN de proteínas llamadas factores de inicio de la transcripción (TF). Estos factores son necesarios para que se adjunte el enzima ARN-polimerasa II y comience la transcripción. ·ELONGACIÓN La mayoría de genes que codifican proteínas están fragmentadas, es decir, son discontinuas. Las interrupciones se denominan intrones y no codifican proteínas. Las zonas que codifican proteínas se denominan exones. Durante esta fase se transcriben exones e intrones. Además, una vez se han unido los 30 primeros nucleótidos, al extremo 5’ del ARN sintetizado se une una capucha de metilguanosina trifosfato. Esta sirve como señal de inicio en el proceso de la traducción. ·LA TERMINACIÓN Se forma una horquilla en el ARN, similar a la de los procariotas. Cuando se produce la separación del ARN, un enzima une al extremo final 3’ una secuencia de 200 nucleótidos de adenina llamada poli-A. ·LA MADURACIÓN No pueden llevar a cabo directamente su función, sino que tienen que sufrir un proceso llamado maduración del ARN o procesamiento postranscripcional, que tiene lugar en el núcleo, las moléculas del ARN maduro pueden ser transportadas al citoplasma, donde ejercen su función, a través de los poros nucleares. Los intrones se transcriben, pero no se traducen y los exones se conservan en el ARN maduro. Los intrones se eliminan durante la maduración en un proceso denominado corte y unión, durante el cual se eliminan los intrones del transcrito y se adjuntan los exones para formar una secuencia continua que especifica un polipéptido funcional. 4. EL CÓDIGO GENÉTICO 4.1. El Establecimiento del Código Genético Def: el código genético es la relación de correspondencia entre las bases nitrogenadas del ARNm y los aminoácidos que codifica. Está comprobado que la codificación de los 20 aminoácidos viene especificada por secuencias de 3 nucleótidos que reciben el nombre de tripletes o codones. 4.2. Características del Código Genético ·LA UNIVERSALIDAD Es universal porque la correspondencia entre codones y aminoácidos es la misma, independientemente del organismo estudiado. ·LA DEGENERACIÓN El hecho que un aminoácido este codificado por más de un codón, los codones que codifican el mismo aminoácido se los llama codones sinónimos. ·CÓDIGO NO SOLAPADO La lectura del código se hace de tres a tres bases, es decir, es una lectura seguida, sin puntuación y no comparten ninguna base nitrogenada. ·OTRAS CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO GENÉTICO -El codón de inicio: AUG -Los codones de terminación UGA, UAG y UAA. 5. LA TRADUCCIÓN Al final de esta etapa de iniciación, la subunidad mayor del ribosoma que acopla con el complejo de iniciación: ·LUGAR P: queda ocupado por el ARNT-MEt ·LUGAR A: libre para recibir el segundo ARNt ·ELONGACIÓN DE LA CADENA POLIPEPTÍDICA Consiste en ir añadiendo aminoácidos al extremo carboxilo de la cadena. Es el crecimiento de la cadena polipeptídica que consiste en añadirle un nuevo aminoácido. - PRIMERA FASE El lugar P está ocupado inicialmente por el ARNt-Met y en el lugar A, que está vacío, se introduce otro ARNt cargado con el correspondiente aminoácido, el anticodón del cual es complementario al triplete siguiente al AUG. - SEGUNDA FASE La metionina, que está unida por el grupo carboxilo al ARNt, rompe este enlace y se une, mediante enlace peptídico, al grupo amino del siguiente aminoácido. El resultado es la unión de un dipéptido alojado en el lugar A. La unión entre los aminoácidos se caracteriza por el enzima peptidil-transferasa. - TERCERA FASE El ribosoma se desplaza a lo largo del ARNm en sentido 5’-3’, esto provoca la expulsión del ARNt de la metionina del lugar P. El dipeptidil-ARNt pasa del lugar A al P, con lo cual se restablece la situación de la primera fase. · LA TERMINACIÓN DE LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS La síntesis de la cadena polipeptídica se detiene cuando aparece en el lugar A uno de los tres codones de terminación en el ARNm. (UAA, UAG o UGA). En este momento, el factor proteico de terminación (RF) se une al codón de terminación e impide que algún complejo de transferencia se aloje en el lugar A. Estos factores provocan la separación de la cadena polipeptídica del ARNt, es decir, se libera, y termina su síntesis. Posteriormente, se separan las unidades del ribosoma. 6. LA REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA La regulación de la síntesis proteica puede hacerse en la replicación, en la transcripción o traducción. El mecanismo que actúa en la transcripción es el más conocido. 6.1. La Regulación en PROCARIOTAS El operón es un conjunto de genes que codifican proteínas diferentes implicadas en procesos bioquímicos muy relacionados. Todos estos genes se localizan los unos cerca de los otros en el cromosoma, con la finalidad de que la regulación de su expresión se realice de forma coordinada. ·ELEMENTOS QUE COMPONEN EL MODELO DEL OPERÓN -Los genes estructurales (Gen 1, gen 2, gen 3…): codifican la síntesis de las proteínas enzimáticas. -El gen regulador (R): codifica la síntesis de una proteína represora y es el agente que controla materialmente la expresión. -El promotor (P): es la zona donde se une el enzima ARN-polimerasa y decide el inicio de la transcripción. -El operador: es una secuencia de ADN reconocido por el represor que bloquea al operador e impide el avance del ADN-polimerasa, con lo cual la transcripción se interrumpe y se produce una represión génica. -El inductor. ·OPERÓN LACTOSA La lactosa es un disacárido que E. coli puede usar como fuente de energía y de carbono, después de degradarla en glucsa y galactosa. El enzima que lleva a cabo la degradación es la B-galactosidasa. ·Si en el medio no hay lactosa (sin inductor) el operón es regulado por un gen regulador que codifica una proteína represora con dos lugares de unión. Uno bloquea al operador, y los genes no se transcriben. ·Si en el medio hay lactosa (con inductor) la lactosa actúa como inductor y se une al segundo lugar de unión de la proteína represora, provocando un cambio en su conformación que no bloquea al operador, cosa que permite la transcripción de los genes.