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FCM - unr catedra quimica dispositiva sumamente practica de la facultad de ciencias medicas de rosario
Tipo: Diapositivas
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Primer nivel de complejidad. Dra. Sara Feldman Profesora Adj. Química Biológica Investigadora CONICET-CIUNR Responsable Académica Área Crecimiento y Desarrollo Facultad de Cs. Médicas, Universidad Nacional de Rosario
Para que el estudiante pueda interpretar el proceso de síntesis de proteínas, Debe recuperar TODOS los aspectos estudiados sobre las estructuras de ácidos nucleicos y estructura de proteínas, tanto de la bibliografía obligatoria como de lo dado en las actividades disciplinares. Debe recuperar conocimientos de estructura de aminoácidos y de unión peptídica. El acido desoxiribonucleico y el ácido ribonucleico son estructuras formadas por polímeros de de pentosas fosforiladas unidas a bases nitrogenadas, ( que pueden ser purinas o pirimidinas.). Los nucléotidos están unidos entre sí por enlaces fofodiéster. En el ADN las pentosas son desoxiribosas y en el ARN las pentosas son ribosas. En el ADN las bases púricas pueden ser. Adenina, Guanina y pirimidínicas pueden ser : Citocina , Timina En el ARN las bases púricas pueden ser: Adenina , Guanina y pirimidínicas s pueden ser : Citocina, Uracilo
El ADN consta de dos hebras antiparalelas. O sea es bicatenario. Los dos polímeros ubican los esqueletos de ribosa unido a su fostatos en la parte exterior de la doble hélice y las bases nitrogenadas se ubican hacia el interior. Las bases nitrogenadas se aparean entre si mediante enlaces puente H, Adenina se aparea con Timina y Guanina se aparea con Citocina, contribuyendo todo esto a la estabilidad de la doble hélice. Recuerde que los nucléotidos en el ADN tienen como hidrato de carbono a DESOXIRIBOSA S y no RIBOSAS
El estudiante debe recuperar los conocimientos adquiridos de que es el código genético ( constituido por ternos de las bases nitrogenadas de los nucleótidos constituyentes del polímero ADN o codones) y poder interpretar sus características principales: Es Universal ( si bien existen pequeñas variantes para el ADN mitocondrial y en algunos organismos unicelulares) Es degenerado o redundante : cada codón especifica un solo aminoácido. Pero cada aminoácido puede estar expresado por mas de un codón. Busque en la bibliografía ejemplos, que no debe memorizar,. No todos los codones especifican para aminoácidos, algunos implican señal de terminación.
El estudiante de primer año, deberá conocer el proceso de Transcripción del ADN para formar RNA precursor del mensajero: Una hebra de ADN actúa como molde, Esa hebra determina o el orden en que los ribonucléosidos trifosfatos (rNTP) son polimerizados de manera complementaria ( liberándose pirofosfato por cada unión que se forma), para formar una cadena complementaria de ARN ( Las bases en la hebra patrón de ADN forman pares de bases con los monómeros de rNTP complementarios entrantes, que entonces se polimerizan en la reacción catalizada por la ARN polimerasa). La energía de la reacción de polimerización favorece la adición de ribonuclétidos a la cadena de ARN naciente, el equilibrio se desplaza hacia la formación del producto. Todo esto se ve favorecido porque una pirofosfatasa además cataliza la ruptura del pirofosfato, con lo cual se libera mas energía. El proceso de polimerización progresa en el sentido 5´--3´ en referencia a la hebra que se está sintetizando, y lo realiza en sentido antiparalelo a la hebra molde.
En los organismos eucariontes, para cada gen solamente se transcribe una hebra de ADN , de forma que genes distintos del mismo cromosoma pueden utilizar como molde una hebra diferente a la de otros genes. La síntesis del ARN precursor del mensajero es catalizada por la ARN polimerasa II. Cadena molde (antisentido) Cadena no transcripta (con sentido)
Etapas de la transcripción del RNA precursor del mensajero ( RNA heterogéneo nuclear): I)INICIACION a)La enzima ARN IIpolimerasa conjuntamente con factores de transcripción se unen a secuencia promotora en el ADN, formándose un complejo de transcripción. b) Uno de los factores de transcripción tiene actividad de elicasa y proteína quinasa, fosforilando a la polimerasa II en múltiples sitios. a)La ARN II polimerasa cataliza la formación de un enlaces fosfodiéster entre dos ribonucleotidos trifosfatos (rNTP), y una vez fosforilada, se libera del complejo y comienza la siguiente etapa en la que se va ir desplazando sobre el ADN guía: II) ELONGACION: la ARN II polimerasa prosigue catalizando la unión de enlaces fosfodiestres entre los rNTP al RNA que se va elongando, avanza en el sentido 3´----5´, III)Terminación: La ARN II polimerasa reconoce un sitio de terminación.
I) Formación Del “cap” (casquete o capuchón): El extremo 5´de la cadena de ARN hn es modificado con una unión a una molécula de GTP mediante enlace 5´---5´- u e inmediatamente el Nitrógeno 7 de la guanina es metilado. II) Inserción de la cola de poliA: adición en el extremo 3 ´de nucleótidos de adenina. (solo muy pocos no se poliadenilan) III) Corte y empalme ( Splicing en inglés): se eliminan partes de zonas que fueron producidas al transcribirse las secuencias no codificantes o intrones, y el posterior empalme de las secuencias restantes (zonas transcriptas de secuencias codificantes o exones). Se forma así la cadena de ARN mensajero maduro que servirá de molde para la síntesis proteica. IMPORTANTE; en ciertas situaciones un determinado ARNhn puede generar diferentes ARNm maduros, porque pueden existir distintas vías de procesamiento o splicing alternativos del mismo , generándose que, en ciertas circunstancias, a partir de una misma secuencia de ADN puedan producirse mas de un tipo de ARNm. ( el estudiante no necesitará para este nivel de aprendizaje conocer los aspectos moleculares de los mecanismos de estas vías alternativas pero si conocer que se pueden producir, en distintos tejidos, y regulados por diversos mecanismos , los cuales no le serán solicitados en este nivel de complejidad de su estudio que
Síntesis de proteínas: El estudiante deberá repasar histología celular. Deberá conocer generalidades de los ribosomas, unidos o no a retículo endoplasmático Deberá conocer la estructura de un ARN de transferencia (ARNt) Deberá repasar el concepto de uniones peptídicas y estructuras de proteínas, asì como conceptos de proteínas simples y conjugadas. Las etapas de la biosíntesis de un polipéptido (traducción ) son cuatro: 1)activación de los aminoácidos, 2)iniciación de la síntesis,
Para cada uno de los distintos aminoácidos (aa) existen enzimas específicas (el nombre genérico es aminoacil ARNt sintetasas) que los reconocen, catalizando específicamente la unión de los mismos a una molécula específica de ARNt. DOBLE ESPECIFICIDAD DE RECONOCIMIENTO DE CADA ENZIMA POR CADA PAR DE SUSTRATOS: el aminoácido específico y el ARNt específico. Para cada aa existe al menos una ARNt. Debido a la redundancia del código puede existir mas de un ARNt para algunos aminoácidos. Cada anticodón de cada ARNt será el que luego se apareará con la secuencia complementaria del ARNm, ver mas adelante.
Un factor de elongación promueve la unión al sitio A por parte de otro ARNt (activado previamente, y complementario a una secuencia de ARNm que está adyacente al codón ocupado por el ARNt-metionina), proceso que también requiere energía aportada por GTP El grupo carboxilo del aa metionina que está unido al ARNt en la posición P forma un enlace peptídico con el grupo amino del aa que se unió al sitio A. El dipéptido queda unido al sitio A El dipéptido formado se transloca al sitio P. Proceso requiere energía aportada por GTP. El ribosoma avanza un codón mas sobre el ARN; queda ubicado frente al sitio A un nuevo codón del ARN, donde se ubicará un nuevo ARNt complementario específicamente activado previamente. Este proceso se va reiterando a lo largo de toda la cadena del ARNm. La repetición del ciclo de elongación permite ir adicionando aminoácidos al extremo C-terminal del polipéptido que cada vez va aumentando su tamaño en un aminoácido
Llega una etapa en que se presenta unido al sitio P un polipéptido de una dada cantidad de aa, y en que el próximo codón del ARNm es un codón de finalización. El codón de finalización es reconocido por factores de liberación: es catalizada la liberación del polipéptido NOTA: Cuando una porción del sector de iniciación del ARNm se va liberando, y continua la transcripción de otros sectores, esa misma molécula de ARNm puede interactuar con otro ribosoma y comenzar un nuevo proceso de síntesis
Direccionamiento de las proteìnas . El destino de las proteìnas puede ser variado, dependiendo de si quedarà O no dentro de la célula. Dentro de la célula, podrá migrar hacia el polo nuclear, dirigirse a alguno de Los componentes subcelulares, o formar parte de la membrana nuclear o Citoplasmática Si el destino final no es dentro de la célula, será denominada como una proteìna secretoria, y los ribosomas que sintetizaron a estas proteìnas se Encuentran unidos al Retìculo endoplasmatico rugoso., es decir retìculo endoplasmatico unido a muchos ribosomas ( repase el estudiante componentes subcelulares, RER, ) No se solicitará al estudiante profundice en los mecanismos que regulan estas vías diversas.
