1. Estructura del DNA

2. Estructura del DNA

3. Estructura del DNA
Adenina se aparea con Timina
Guanina se aparea con Citosina

4. Implicaciones del Diámetro
constante

5. Uniones entre bases

6. Bases Físicas de la Herencia
Procariotes
HU y H
Eucariotes
• Histonas
• No histonas

9. Bases Físicas de la Herencia

10. Table 12-2 Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc.

11. Bases Físicas de la Herencia

12. Bases Físicas de la Herencia

13. Bases Físicas de la Herencia

14. Bases Físicas de la Herencia

15. Bases Físicas de la Herencia

16. Bases Físicas de la Herencia

17. Bases Físicas de la Herencia

18. Bases Físicas de la Herencia
Eucromatina
Cromatina Constitutiva
Heterocromatina
Facultativa

19. Bases Físicas de la Herencia
DNA Centrómeros Flia alfoide
Altamente 170 pb-106 pb
Repetitivo
5% Telómeros Tandem
DNA Sec dispersas SINE
Moderadam. LINE
Repetitivo
30% RNAr
Sec repetidas VNTR
STR

20. Replicación del DNA

24. Replicación del DNA

25. Cumple el DNA las condiciones
del material hereditario?
Condiciones Componente del DNA
Tiene información biológica Código Genético: 3 bases
para las proteínas codifican para 1 aminoácido
(proteína)
Replicarse fielmente y Las bases complementarias
transmitirse a la son fieles; se encuentran en
descendencia las células germinales
Debe ser estable en un Uniones covalentes; puentes
organismo vivo de hidrógeno
Capaz de incorporar cambios Las bases pueden cambiar
estables por mecanismos conocidos

26. Replicación del DNA
La Replicación del DNA es simple, pero requiere un
gran grupo de enzimas y proteínas:
 La Helicasa desenrolla la molécula
 Las proteínas de unión a cadena sencilla estabilizan el
ssDNA
 La Primasa inicia la replicación con RNA
 La DNA polimerasa extiende el nuevo DNA
 La segunda DNA polimerasa remueve el RNA
 La DNA ligasa une todos los fragmentos

27. Replicación del DNA

28. Replicación del DNA

29. Replicación del DNA
•Enzimas que sintetizan (replican) el DNA
•E. coli
•DNA polimerasa I (rellena huecos y repara)
•DNA polimerasa II y III (función principal en la síntesis)
•Añade bases en ambas cadenas en la dirección 5’ → 3’
•Requiere un 3’ OH final
•Eucariotes
•5 polimerasas
∀α y β principal en replicación
∀δ, ε y γ exonucleasas
•Corrección de pruebas: actividad 3’ → 5’ exonucleotídica.
Sustituye bases mal emparejadas por correctas

31. Acción Autocatalítica
del DNA

32. Proteínas principales replicación
• Topoisomerasas: rompen una hebra y la tensión del
enrrollamiento de la hélice se relaja
• Helicasas: completan el desenrrollamiento
• ADN polimerasas: complejos agregados de diferentes
proteínas.
• Primasas: sintetizan los iniciadores de ARN que se
necesitan para iniciar la replicación
• Ligasas: sellan las lagunas dejadas por las ribonucleasas
cuando remueven los primers, catalizan la unión
fosfodiester entre nucleótidos adyacentes.
• Proteinas de unión a la hebra sencilla del ADN:
estabilizan la horquilla de replicación.

33. Replicación del DNA

35. Replicación del DNA
•Replicación: continua (cadena adelantada) y discontinua
(cadena retrasada)
•Discontinua
•Cebador (pequeño RNA 2-60 nucleótidos añadido
por la primasa o RNA pol que provee 3’ OH)
•Fragmento de Okazaki por DNA pol III (1500 bp
en procariotas y 150 en eucariotas)
•Pol I elimina cebador 3’ -> 5’ y llena huecos (gap)
•Ligación (DNA ligasa, enlace fosfodiéster)

38. Replicación del DNA

39. Existen las dos formas de
replicación:
En general, es Bidireccional:
• genomas bacterianos
• cromosomas de células eucariotas
En algunos casos es Unidireccional, ej:
• en el ADN mitocondrial
• en algunos virus

41. Replicación del DNA

42. Replicación del DNA

43. Replicación del DNA

44. Replicación del DNA

45. Replicación del DNA

46. Replicación del DNA
•Enzimas que sintetizan (replican) el DNA
•E. coli
•DNA polimerasa I (rellena huecos y repara)
•DNA polimerasa II y III (función principal en la síntesis)
•Añade bases en ambas cadenas en la dirección 5’ → 3’
•Requiere un 3’ OH final
•Eucariotes
•5 polimerasas
∀α y β principal en replicación
∀δ, ε y γ exonucleasas
•Corrección de pruebas: actividad 3’ → 5’ exonucleotídica.
Sustituye bases mal emparejadas por correctas

48. Telomerasa
• Ribonucleoproteína específica de los telómeros
• Tiene actividad transcriptasa reversa
• Añade unidades sencillas de la repetición a los
extremos de los telómeros previniendo el
acortamiento de los cromosomas
• Contiene un molde de ARN que sirve para
sintetizar el ADN y la subunidad catalítica que
actúa como transcriptasa reversa.
• Las mayoría de las células somáticas normales del
ser humano son TELOMERASA-NEGATIVAS

49. • Se ha detectado actividad telomerasa en:
1. Células hematopoyéticas: estimulación de los
linfocitos T con algún mitógeno eleva los niveles de
telomerasa 500-1000 veces.
2. Queratinocitos basales
3. Células epiteliales del endometrio, mamas, esófago,
próstata y páncreas.
• La actividad telomerasa es mayor en mujeres con
ciclo menstrual activo y es casi nula en la menopausia
• El epitelio lobular de las mamas tiene más actividad
telomerasa durante el embarazo
• La actividad telomerasa baja cuando las células se
especializan y dejan de dividirse.

54. TRANSCRIPCION
• El proceso mediante el cual la información
almacenada en el DNA se recupera
mediante la síntesis de RNA dependiente
de un molde.

55. REPLICACION Y
TRANSCRIPCION
SIMILITUDES
• Se utilizan nucleótidos trifosfatados
• El crecimiento de la cadena va en dirección
5’3’
DIFERENCIAS
• Solo se transcribe una hebra de DNA
• Solo una pequeña fracción del genoma es
transcito

56. RNA
(Acido Ribonucleico)
• Tipos mas importantes:
– mRNA  Se sintetiza a partir de DNA y se utiliza
como molde para la síntesis proteica en
ribosomas
– rRNA  Compone los ribosomas que se encargan de
la síntesis de proteínas
– tRNA  Se une a los aminoácidos y los transporta al
ribosoma para la síntesis de proteínas

57. RNA POLIMERASA
• Es la enzima que cataliza el proceso de
trascripción:
Mg2+
DNA
n(ATP+CTP+GTP+UTP) ═ (AMP-CMP-GMP-UMP)n + nPPi
• El producto de la rxn es una copia
complementaria del DNA molde

58. RNA POLIMERASA
• En procariotes una sola RNA pol cataliza la síntesis de
las tres clases de RNA
• La RNA pol cataliza la reacción de transcripción a una
velocidad aprox. 50 nucleótidos/s
• En E. coli hay aprox. 3000 moléculas de RNA pol
• Una vez la RNA pol se une a un molde de DNA e inicia
la transcripción rara vez se disocia hasta que llega a una
señal de terminación

59. RNA POLIMERASA

60. MECANISMO DE LA
TRANSCRIPCION
• INICIACION  Interacción con los promotores
• ELONGACION  Incorporación de los
ribonucleótidos
• TERMINACION  Finalización de la
trascripción dependiente o independiente del
factor

61. La Estructura del
RNA

62. Transcripción
• Se abre una pequeña sección de DNA
• Solo se usa una de las hebras de DNA para
la transcripción (3’ - 5’).
• Esta sirve de molde para formar el mRNA
• El mRNA se sintetiza de nucleótidos libres
en la célula

63. Figure 13-9 Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc.

64. Figure 13-9a Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc.

65. Figure 13-9b Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc.

66. Figure 13-9c Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc.

68. Transcripción
• E. coli: TTGACA (–35) y TATAAT (–10).
•Terminación directa debida a la formacion de
bucle the RNA.
•In some cases, termination depends on the
rho (ρ) termination factor

69. TERMINACION INDEPENDIENTE DEL
FACTOR

70. TERMINACION DEPENDIENTE DEL
FACTOR

71. DIFERENCIAS IMPORTANTES ENTRE
PROCARIOTES Y EUCARIOTES
PROCARIOTES EUCARIOTES
Todo el DNA contenido en una Genoma dividido en varios o
única molécula muchos cromosomas (1-190)
El cromosoma bacteriano se Los cromosomas se
encuentra libre en el citosol encuentran dentro del núcleo
formando la cromatina (DNA-
proteína)
Haploides (una sola copia del Mayoría diploides (dos copias
material genético) de un cromosoma)
Transcripción y traducción Transcripción dentro del núcleo
acopladas y traducción en el citoplasma
No tienen intrones Intrones y exones

72. Que son los genes
Los genes son secuencias de nucleótidos que
codifican información para crear proteínas.
Su tamaño varia desde menos de 100 pares de bases
hasta varios millones de pares de bases.

73. • Todos los organismos eucariotes (organismo con
células nucleadas, contrario a las bacterias que no
poseen núcleo y se llaman procariotes) poseen
genes que están divididos en exones e intrones. El
significado biológico de esta segmentación no
se conoce claramente.
• La mayoría de los genes humanos están divididos
en exones e intrones, excepto los genes
mitocondriales y algunos genes del núcleo.
• Durante la expresión génica tanto los exones como
los intrones son transcritos para formar el pre-
ARNm.

74. • El proceso de “splicing” del ARN elimina los
intrones y produce una molécula de ARNm
madura que codifica por un polipéptido.
• Los exones se definen como secuencias que
están representadas en el ARNm maduro.
• Estos pueden o no codificar una proteína:
algunos exones localizados en los extremos 3’ y
5’ del ARNm pueden no ser traducidos a
proteínas.

75. Estructura del gen eucariotico
• Exón: secuencia codificante
• Intrón: secuencia no codificante entre dos exones

76. TRANSCRIPCION EN EUCARIOTAS
• Es un proceso de mucha discriminación (según el tejido
o etapa del desarrollo serán los genes que se van a
transcribir)
• La maquinaria de la transcripción debe tener en cuenta
la compleja estructura de la cromatina eucariota
• Requiere de varios tipos de RNA polimerasas
• La RNA polimerasa requiere de factores adicionales
llamados factores de transcripción para iniciar la
transcripción
• Tiene que haber un procesamiento complejo del mRNA
que permita escindir los intrones del mensaje y
transportar la molécula al citoplasma

77. Figure 13-10 Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc.

78. RNA POLIMERASAS
POLIMERASA LOCALIZACION RNA SINTETIZADOS
I Núcleo pre – rRNA (excepto la
subunidad 5S)
II Núcleo pre – mRNA, RNA
nucleares pequeños
(snRNA)
III Núcleo pre – tRNA, rRNA 5S,
otros snRNA
Mitocondrial Mitocondria Mitocondrial
Cloroplástica Cloroplasto Cloroplástico

79. RNA POLIMERA III
• TRANSCRIBE LOS PRINCIPALES GENES DE
RNA DE TRANSFERENCIA, RNA RIBOSOMAL
5S Y RNA PEQUEÑOS
• Contiene 14 subunidades
• Requiere varios tipos de factores de
transcripción como TFIIIA, TFIIIB y TFIIIC

80. RNA POLIMERASA I
• TRANSCRIBE LOS PRINCIPALES GENES DE RNA
RIBOSOMICO
• Contiene 13 subunidades
• Necesita al menos 2 factores de transcripción para
iniciar el proceso
• El ribosoma eucariota contiene 4 moleculas de rRNA
– Subunidad pequeña: 18S
– Subunidad grande: 28S, 5.8S y 5S (no transcrito por esta
RNApol)

81. RNA POLIMERASA II
• TRANCRIBE LOS GENES ESTRUCTURALES, ES
DECIR, LOS QUE SE TRADUCEN A PROTEINAS
• Contiene múltiples subunidades
• Intervienen al menos 7 factores de transcripción: TFIIA,
TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH y TFIIJ
• El factor critico es TFIID que se une a la caja TATA que
es el equivalente eucariota a la región -10

82. FACTOR DE FUNCION
TRANSCRIPCION
TFIID Reconoce la caja TATA
TFIIA Estabiliza el complejo entre
TFIID y el DNA
TFIIB Recluta a la RNApol II y
TFIIF
TFIIF Ayuda a que la pol II
reconozca el promotor
RNA pol II Cataliza la síntesis de RNA,
recluta a TFIIE
TFIIE Recluta a TFIIH y regula la
actividad helicasa de TFIIH
TFIIH Desenrolla la región
promotora

83. Transcripción
•

84. Procesamiento del RNA

85. Transcripción Procariotes

86. Procesamiento del RNA

87. Transcripción Eucariotes

88. FORMACION COMPLEJO
TRANSCRIPCION RNA pol II
•La caja TATA se une al factor de transcripción
TFIID, determina el sitio de inicio (aprox 10
subunidades)
•Incluye una prot de union a TATA (TBP) se une
especificamente a TATA y a otros factores
asociados a TBP (TAFs)
•El TBP se une a un segundo factor transcripcional
(TFIIB) formando complejo TBP – TFIIB en el
promotor.

89. • EL TFIIB sirve de puente para que la RNA
pol II se una al complejo TBP – TFIIB en
asociacion con un tercer factor TFIIF.
• Luego se requiere la union de dos factores
adicionales para iniciar la transcripción:
TFIIE, TFIIH.
• TFIIH multisubunidad: 2 subunidades
tienen funcion helicasa, otra subunudad
tiene funcion quinasa
•

90. • Potenciadores: rio arriba, dentro o rio
abajo del gen y modulan la transcripción
• Terminacion
• hnRNA es procesado: 5' cap, poli-A y
splicing

91. Transcripción

92. Transcripción
Tipos de RNA
• mRNA (mensajero)
• tRNA (transferencia)
• rRNA (ribosomal)
• miRNA (micro RNA)

93. mRNA
• Cadenas de largo tamaño con estructura
primaria.
• Se llama mensajero porque transporta la
información para síntesis proteica.
• La información de cada mRNA sintetiza una
proteína determinada.
• Su vida media es corta.

94. mRNA
• Contiene codones (grupo de 3 nucleótidos
que codifica para un a.a. en la cadena de
polipéptidos). Señala el comienzo y el final
de la cadena polipéptida.
• En procariotas el extremo 5’ posee un
grupo trifosfato
• En eucariotas el extremo 5’ posee un grupo
metil-guanosina (cap) unido al trifosfato, y
el extremo 3´posee una cola de poli-A

95. tRNA
• Tiene forma de hoja de
trébol
• Tiene una cola C-C-A 3’,
donde se pega el A.A.
• Contiene el anticodón (grupos
de 3 nucleótidos
complementarios al codón.)
• Su misión es unirse a un
aminoácidos y transportarlo
hasta el ARNm para
sintetizar proteínas.

96. tRNA

97. rRNA
• Es más estable.
• Se divide en sub-
unidades

98. Propiedades del código
genético
• Unidireccional – lee 5’ - 3’
• No es superponible - codón
independiente, (lee de tres en tres)
• Colineal – la secuencia de a.a.
corresponde a una ubicación de la
secuencia de cada tres nucleótidos.
• Redundante – la mayoría de los a.a.
pueden ser codificados por varios
codones.

99. Propiedades del código
genético
• Universal – el mismo código se cumple
para todos los seres vivos.
• Señal iniciadora – AUG corresponde a
formil-metionina.
• Señal de terminación – UAA, UAG, UGA,
tripletes sin sentido.

101. Síntesis de proteínas
• Transcripción
• Traducción
Iniciación
Elongación
Terminación

102. Traducción: (iniciación)
• Envuelve la unión entre el tRNA con el
primer codón del mRNA.
• El primer codón es AUG (metionina)
• El primer tRNA que llega se coloca en
el lugar P (peptidil) del ribosoma.

104. INICIACION EN EUCARIOTES
• El eIF1, y eIF3: Subunidad 40 s
• eIF2 (GTP): RNAT met a la sub 40s
• La cap 5’ reconocida eIF4F, eIF4A, eIF4B
acoplan RNAm y ribosoma
• La sub 40s + RNAT met y el eIF5 dirigen
mensajero para identificar AUG de inicio
• Al ser reconocido el eIF5 produce
hidrólisis de GTP, los IF salen y sub 60s
(eIF6) se une a 40s

105. Traducción: (elongación)
• Formación de la cadena de a.a. para
formar la proteína
• Llega el segundo tRNA cargado y se
coloca en el lugar A (aceptador) para
formar el enlace péptidico, mediante la
enzima peptidyltransferasa, esto se
conoce como transpeptidación.

106. Traducción: (elongación)
• La translocación se lleva a cabo cuando
el primer tRNA (met) se mueve del
lugar P al lugar E (“exit”).
• El tRNA que estaba en el lugar A se
mueve al P
• El mRNA se mueve al siguiente codón
para ser reconocido por el tRNA en el
lugar A.

107. ELONGACION EUCARIOTES
• eEF1α (GTP) = EF-Tu de bacterias
• eEF2 (GTP) = EF- G de bacterias
• eEF1β (GTP) recicla (GTP) eEF1α

109. Traducción: (terminación)
• Luego de haberse formado la cadena de
polipéptidos (elongación), se va colocar un
codón de terminación (UAA, UAG, UGA)
• Cuando el tRNA llega no reconoce el
codón y detiene el proceso de elongación
y se termina con la síntesis de proteína

110. TERMINACION EN EUCARIOTES
• Solo un factor de liberación (RF)
• 10 millones ribosomas /célula
• 18 residuos de aa/ seg (20 aa
diferentes)
• DNA pol 10 N/seg.
• RNA pol 55 N/seg
• Síntesis proteínas 200M/ enlaces/ seg

112. 1865
Beadle & Tatum - 1941
La hipótesis un gen – una enzima
¿Cómo funciona el genoma
para manifestar sus
características?
Gen 1 Gen 2 Gen 3
Producto
Precursor Enz 1 A Enz 2 B Enz 3
final

113. 1865
Beadle & Tatum - 1941
La hipótesis un gen – una enzima
Neurospora crassa

114. Figure 14-11a Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc.

115. Figure 14-11b Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc.

116. Figure 14-11c Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc.

117. Figure 14-11 Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc.

118. 1865
Beadle & Tatum - 1941
La hipótesis un gen – una enzima
Ascosporas en medio completo
Neurospora crassa
Rayos X
Mínimo + Todos
amino ácidos crecen
medio
mínimo
No crecen los mutantes
Mutantes deficientes en la
síntesis de arginina.
Cys Glu Arg Lys His

119. 1865
Beadle & Tatum - 1941
+ Ornithine
+ Citruline
Minimal
+ Arginine
Medium Gene A Gene B Gene C
Tipo Precursor Enz A Ornithine Enz B Citruline Enz C Arginine
normal
BLOQUEO
Mutantes
Precursor Ornithine Enz B Citruline Enz C Arginine
clase I
Mutantes
clase II Precursor Enz A Ornithine Citruline Enz C Arginine
Mutantes
clase III Precursor Enz A Ornithine Enz B Citruline Arginine

120. Figure 14-10 Copyright © 2006 Pearson Prentice Hall, Inc.