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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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En las células animales usualmente el núcleo
ocupa un volumen mayor. En las células vegetales,
la existencia de vacuolas -en algunos casos- hace
disminuir el volumen relativo del núcleo
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El complejo del poro nuclear está compuesto de
más de 100 proteínas diferentes, ordenadas con
una simetría octogonal. Las moléculas pequeñas (5
kDa o menos) difunden en forma prácticamente
libre, pero las proteínas de gran tamaño
necesitan contar con una señal de localización
nuclear. El proceso de entrada de una proteína
destinada al núcleo necesita que otra proteína
citosólica ("receptor nuclear de importación") se
una a la señal de localización nuclear y requiere
además de aporte energético (hidrólisis de una
molécula de GTP).
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(No Transcript)
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NLS Señal de Localización Nuclear. Importina
Factor nuclear de importación
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La lámina nuclear es un enrejado de subunidades
proteicas, del tipo de los filamentos
intermedios, ubicada por debajo de la membrana
nuclear interna. Tiene un papel importante en la
desorganización y reorganización de las membranas
nucleares al comienzo y al fin de la división
celular, respectivamente.
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Cromatina - cromosomas
Cada molécula de ADN está empaquetada en un
cromosoma separado y la información genética
total almacenada en los cromosomas de un
organismo constituye el genoma. Si los cromosomas
estuviesen compuestos solamente de ADN extendido,
es difícil imaginar cómo podrían replicarse y
segregarse a las células hijas sin enredarse o
romperse. Para evitar ello es que están asociados
a proteínas de dos clases, las histonas y las
proteínas no histónicas. El complejo de ambos
tipos de proteínas con el ADN es conocido como
cromatina.
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Cromatina - cromosomas
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Histonas y Nucleosoma
Las histonas son proteínas básicas (ricas en
lisina y arginina), lo que les permite unirse a
la molécula de ADN (con carga negativa debido a
los restos fosfóricos). Hay dos tipos de
histonas las nucleosomales (H2A, H2B, H3 y H4) y
las no nucleosomales (H1) que son más grandes
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Proteínas no histónicas
Las proteínas cromosómicas no histónicas son
proteínas diferentes de las histonas pero con
alto contenido en aminoácidos básicos y ácidos y
bajo contenido en aminoácidos hidrofóbicos. El
ADN desprovisto de histonas presenta un armazón
proteico (scaffold) central donde llegan lazos
de ADN. Uno de los principales componentes del
armazón proteico es la enzima topoisomerasa II,
que produce cortes en el ADN dúplex a nivel de
ambas hélices.La aparición de la topoisomerasa II
(girasa) sólo en el armazón proteico sugiere que
se encuentra en la base de los lazos o dominios
de ADN, indicando que esta organización en
dominios podría estar relacionada con la
replicación y transcripción.
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Replicación del ADN
El proceso de replicación (duplicación) del ADN
fue el primer ejemplo biológico de la utilización
de un molde molecular para guiar la síntesis de
una macromolécula. Watson y Crick, al proponer su
concepto de estructura del ADN, proporcionaron la
base teórica para comprender cómo el ADN podía
actuar como molde para la replicación y
transmisión de la información genética. Una
cadena es el complemento de la otra. Las
estrictas reglas del apareamiento de bases (A con
T y G con C) permitirán que cada cadena sea el
molde para fabricar su respectiva cadena
complementaria, es decir una cadena con una
secuencia nucleotídica predeterminada
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La Replicación esSemiconservadora
Meselson y Stahl en 1957 incubaron células de
Escherichia coli en un medio que contenía NH4Cl
con 15N. Al cabo de un tiempo todo el ADN
microbiano era pesado (las bases púricas y
pirimídicas estaban constituidas exclusivamente
por 15N).
Luego pasaron células pesadas a un medio que
contenía sólo NH4Cl con 14N. Todo el ADN formó
una única banda, intermedia entre la posición que
hubiera ocupado el ADN pesado (integrado
exclusivamente por 15N)y el ADN ligero
(integrado exclusivamente por 14N).
Si se permitía duplicar la población celular en
el mismo medio (con 14N) se producían dos bandas,
una correspondiente al ADN híbrido (con una
cadena de 14N y otra de 15N) y otra de ADN
exclusivamente ligero (producto de la
replicación de las cadenas ligeras en un medio
que contenía exclusivamente 14N).
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La Replicación es Bidireccional
Gran parte de la información proviene de estudios
realizados en Escherichia coli. La replicación
siempre se origina en un punto preestablecido
(origen de replicación) y tanto en las moléculas
de ADN circulares (procariotes), como también en
el ADN de las células eucariotas, la replicación
es bidireccional, es decir que la replicación
transcurre hacia ambos lados del origen de
replicación.
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La Replicación es Bidireccional
Debido al mayor tamaño del ADN en las células
eucariotas , que por otra parte no es circular
sino que se haya dividido en un número de
cromosomas que es característico de cada especie,
hay múltiples orígenes de replicación.
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La síntesis de ADN transcurre siempre en
dirección 5?3 y es semidiscontinua
Una cadena nueva siempre se sintetiza en
dirección 5?3. Como las cadenas de ADN son
antiparalelas, la ADN polimerasa lee la cadena
que actúa de molde desde el extremo 3 al 5. Una
cadena se sintetiza continuamente y la otra
discontinuamente. En la cadena continua o
conductora la síntesis transcurre en la misma
dirección que el movimiento de la horquilla de
replicación. La otra cadena (discontinua o
rezagada) se sintetiza en piezas cortas
(fragmentos de Okazaki) y la síntesis transcurre
en la dirección opuesta a la del movimiento de la
horquilla.
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Esquema de la Replicación (I)
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La replicación del ADN requiere muchas enzimas y
factores proteicos
Aunque aún no se ha obtenido como una entidad
física, el complejo completo se ha denominado
sistema ADN replicasa o replisoma. Las
helicasas separan las dos cadenas del ADN, pero
la separación crea una tensión en la estructura
helicoidal que debe ser resuelta por la acción de
las topoisomerasas, enzimas que cortan una o las
dos hebras del ADN, permitiendo que se elimine
una o más vueltas de hélice y retornan al ADN a
su condición relajada(sin tensión) Los
cebadores deben estar presentes antes que la
polimerasa pueda actuar y suelen ser fragmentos
cortos de ARN formados por enzimas denominadas
primasas. Finalmente, los cebadores de ARN
deben ser eliminados y reemplazados por ADN por
la acción de una polimerasa específica. Pero
después de la eliminación del ARN y de su
reemplazo por ADN quedan puntos en el ADN donde
hay un enlace fosfodiéster roto, situación que es
reparada por enzimas selladoras denominadas ADN
ligasas.
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Esquema de la Replicación (II)
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Reparación del ADN durante la Replicación
La replicación debe realizarse con un grado de
fidelidad muy elevado. Se ha demostrado que se
inserta un nucleótido incorrecto por cada 104 a
105 nucleótidos correctamente incorporados. Un
mecanismo eficiente para corregir estos errores
los posee la propia ADN polimerasa, que puede
eliminar nucleótidos mal apareados (actividad de
corrección de pruebas). A ello se suma la acción
de distintas enzimas que reparan los pares de
bases incorrectos que se han formado durante la
replicación.
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Transcripción (ADN ? ARN)
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Transcripción (ADN ? ARN)

• La reacción de transcripción se divide en cuatro
  etapas
• Reconocimiento del molde unión de la ARN
  polimerasa al ADN de doble cadena en la región
  del promotor. Es entonces cuando las cadenas de
  ADN se separan para exponer la cadena molde al
  apareamiento de bases con ribonucleótidos
  (burbuja de transcripción)
• Iniciación síntesis de los primeros enlaces
  nucleotídicos en el ARN . La enzima permanece en
  el promotor mientras sintetiza los primeros nueve
  enlaces.
• Alargamiento de la cadena la ARN polimerasa se
  mueve a lo largo del ADN y extiende la cadena
  creciente de ARN . A medida que la enzima se
  mueve desenrolla la hélice de ADN para exponer un
  nuevo segmento de la cadena molde del ADN en
  forma de simple cadena.
• Terminación implica el reconocimiento de la zona
  del ADN que determina el final de la adición de
  bases a la cadena. Cesa la formación de enlaces
  fosfodiéster y el complejo de transcripción se
  desintegra.

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ARN Mensajero (ARNm)
Un ARN recién sintetizado se denomina transcripto
primario, pero en eucariotes tiene que ser
modificado para ser funcional. La secuencia
codificante (exones) está interrumpida por
trechos no codificantes (intrones), que se cortan
y los exones remanentes se empalman dando el ARN
maduro funcional (corte y empalme). En el extremo
extremo 5 se añade un casquete (trifosfato de
7-metilguanosina) y en el extremo 3 un polímero
de adenina, poli(A), que probablemente ayuden a
proteger al ARNm de la destrucción por
ribonucleasas
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Autoprocesamiento de intrones
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ARN de Transferencia (ARNt)
Los transcriptos primarios de los ARNt también se
modifican mediante eliminación de secuencias de
cada extremo y por eliminación de intrones. Los
precursores de ARNt experimentan otros dos tipos
de modificación post-transcripcional a) el
trinucléotido 3-terminal CCA(3), debe ser
incorporado posteriormente y b) se produce la
modificación de algunas bases por metilación,
desaminación o reducción.
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ARN Ribosómico (ARNr)
Los ARN ribosómicos se forman a partir de
precursores más largos (Pre-ARNr). En eucariotes
se modifica un Pre-ARN de 45S en el nucleolo para
dar ARNr de 18S, 28S y 5,8S. El ARNr de 5S se
forma como un transcripto separado
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Síntesis de ARN y ADN dependientes de ARN
Ciertos virus constituidos por ARN contienen
dentro de la partícula vírica una ADN polimerasa
de características únicas, ya que es dirigida por
el ARN se trata de la transcriptasa inversa (o
transcriptasa reversa), así llamada porque forma
copias nuevas de ADN a expensas de un molde de
ARN. La transcriptasa inversa cataliza (1) la
síntesis de una nueva hebra de ADN a expensas de
ARN, (2) degrada la hebra molde de ARN original y
(3) replica la hebra de ADN recientemente
formada. El ADN dúplex así formado se incorpora
luego al genoma de la célula huésped