Síntesis de proteínas 1

Estos videos proporcionan informacion sobre  la sìntesis de proteìna. Espero les ayude comprender el tema.  Tomen nota de los aspectos importantes.

PPT – Proteinas

En el siguiente  enlace  encontrarán información sobre las proteínas, su función, importancia, estructura, tipos, como se unen los aminoácidos a través de enlace peptídico en el cual hay formación de una molécula de agua.  Deben consultar y hacer las anotaciones  respectivas.
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REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GENÉTICA

REGULACIÓN  DE  LA FUNCIÓN GENÉTICA

1.-  DIFERENCIAS  ESTRUCTURALES DE LA FUNCIÓN DE LOS  GENES

PROCARIOTAS	EUCARIOTAS
ADN  CONTENIDO EN UN CROMOSOMA	ADN  CONTENIDO EN VARIOS CROMOSOMAs
ADN   DE  FORMA  CIRCULAR	ADN   EN PAREJAS HOMOLOGAS
ADN  SUSPENDIDO EN EL CITOPLASMA	ADN  DENTRO DEL NUCLEO
ADN DESPROVISTO DE ENVOLTURA DE PROTEINAS HISTONAS	ADN  PROVISTO DE ENVOLTURA DE PROTEINAS HISTONAS  Y PROTEINAS ACÍDICAS, LAS NO HISTONAS
TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN OCURREN EN EL MISMO SITIO = CITOPLASMA	TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN OCURREN EN  DIFERENTES SITIOS Y EN DISTINTOS TIEMPOS

2.- MODELO OPERON   EN BACTERIAS,  PROPUESTO POR   JACOB Y MONOD ( 1959-1961).  Encontraron que los fenómenos de inducción y represión enzimática están relacionados con la regulación de la acción genética.

Fragmento  ADN   Escherichia coli

       En la Escherichia  coli  existen los genes estructurales que  dirigen la síntesis de polipéptidos (proteínas) por intermedio del ARN MENSAJERO Y ARN  DE TRANSFERENCIA;  y genes controladores :  los operadores que controlan directamente a los estructurales   y  los  genes  promotores  que controlan a los genes operadores  y por ende a los estructurales.

Los genes reguladores producen una proteína represora, que en presencia de la sustancia inductora se combina   contrarestando  la represión  y  activando al operon   ( sección del cromosoma formado por gen operador y genes estructurales), permitiendo el paso del ARN_POLIMERASA, la transcripción, la traducción y síntesis de proteína.Cada gen estructural codifica una enzima especifica.

Los genes reguladores producen una proteína represora, que en ausencia de la sustancia inductora, la lactosa, se asocia con el gen operador, inhibiéndolo y por ende a los genes estructurales . Bloquea  así   el paso del ARN_POLIMERASA,  y  no se produce  la transcripción, la traducción y síntesis de proteína.

3.- FACTORES SIGMA,   PSI  Y  RHO EN  ESCHERICHIA COLI

      Estos factores proteínicos puede iniciar o paralizar la síntesis del ARN  y la función de los genes bacterianos. Constituyen ejemplos de formas de regulación en la que solo una porción de la información genética que contiene el cromosoma procariotico  puede ser transcrita  en un momento determinado.

Factor sigma, es   parte de la enzima ARN POLIMERASA  que actúa en la selección de los sitios de transcripción en el ADN.

Factor psi, de Escherichia. coli  regula la síntesis de grandes cantidades de ARN RIBOSÓMICO,    al combinarse con la enzima ARN polimerasa dependiente del ADN.

Factor rho, considerado como factor de terminación para la transcripción genética en bacterias como  Escherichia  coli.

4.-  LOS ANTIBIÓTICOS  EN  LOS  MICROORGANISMOS

   Los antióbicos  son metabolitos  secundarios  de ciertos microorganismo que interfireren  con el metabolismo y  crecimiento de otros microorganismos.Son de gran importancia clínica como agentes bacteriostáticos que inhiben de manera reversible el crecimiento de organismos patógenos, o como agentes bactericidas que ejercen  una inhibición irreversible.

Un gran grupo de de antibióticos es letal a ciertos microorganismos al inhibir la síntesis de los ácidos nucleicos y/o  síntesis de las proteínas bacterianas. Esta inhibición se puede producir en uno varios niveles del mecanismo genético.

a).-   REPLICACIÓN Y SÍNTESIS DE  ADN:      ciertos antibióticos como:

La bleomicina    se   adhieren al ADN    bacteriano  e   inhiben  a  la  enzima  ADN    polimerasa. La porfiromicina: forman enlaces cruzados entre las cadenas  complementarias del ADN  bacteriano. AMBAS ACCIONES INHIBEN LA SÍNTESIS DEL NUEVO ADN.

b).- TRANSCRIPCIÓN: las actinomicinas    interrumpen la síntesis de ARN que dependen del ADN  al formar compuestos estables con el ARN  y  el ADN de doble cadena. Antibióticos como la rifamicinas afectan el proceso de transcripción al interferir con la actividad de la enzima ARN polimerasa.

c).-  REPLICACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN  las antraciclinas afectan tanto la replicación como la transcripción paralizando por completo la actividad genética de la bacteria, lo que trae un  disloque total en su metabolismo que produce su destrucción.

d).-  TRADUCCIÓN Y TRANSCRIPCIÓN   la mayor parte de los antibióticos interrumpen la función genética de las bacterias a nivel de traducción del mensaje  genético por el ARN de transferencia, de una o varias maneras.

La estrectomicina:  es un antibiótico bactericida que inhibe el inicio del proceso de  traducción.

La puromicina:  afecta la traducción, actúa como agente terminador de una cadena  polipeptídica antes de tiempo, por lo que esta es incompleta e inoperante.

El cloramfenicol: interfiere con la síntesis de las proteínas de las bacterias sin afectar la síntesis de otras macromoléculas.  Es bacteriostática.

El borrelidin:   es el único antibiótico que hasta ahora se sabe que  interfiere con el proceso de traducción al interferir con la síntesis de la  amino-acil-sintetasa  que activa  al  amino-acil-teonina  al adherirse a su correspondiente molécula de  ARN de tranferencia,  afectando la formación de los polipéptidos.  Otros antibióticos como la azaserinna interfiere con la síntesis de las purinas:  Adeninas y Guaninas.

5.- LAS  PROTEÍNAS CROMOSÓMICAS EN EUCARIOTAS.

     
     Existen dos tipos de proteínas que forman parte de la estructura del cromosoma a la vez que intervienen con la función de los genes en el organismo. Las histonas son polipéptidos relativamente pequeños cuyo peso molecular fluctúa entre 10000 y 20000, están positivamente cargados y tiene un PH de 10.

Las histonas y el ADN se encuentran prácticamente en iguales proporciones en los núcleos de las células eucariotas y se denominan colectivamente como nucleoproteínas. Ambos compuestos se sintetizan durante la Fase  S  de la Interfase casi simultáneamente. Su concentración es más o menos estable, independiente del estado metabólico de la célula.

       En términos generales las histonas se unen al ADN de un gen evitando que este se desenrolle  lo que interfiere con su replicación y su transcripción.  Aquellos genes cuyo ADN esta unido a una o más histonas,  forman una región compacta en el cromosoma que se denomina heterocromatina.  Los genes  funcionales, esto es, los que están transcribiendo su mensaje activamente, están desprovistos de histonas,  por lo que forman una región difusa en el cromosoma que se denomina eurocromatina.

       El  otro tipo de proteínas que componen al cromosoma son las residuales o acidicas, que en conjunto se clasifican como las  no histonas. Entre estas se encuentran las enzimas polimerasas del ADN y ARN, la nucleótido-trifosfatasa y además de un grupo no específico de proteínas acídicas. Las no histonas interactúan con el ARN del cromosoma y varían al igual que este, de acuerdo al estado metabólico de la célula. Las proteínas no histonas del cromosoma están íntimamente relacionadas con la transcripción de aquellos genes que no están reprimidos por las histonas.

RESPONDER

1.-  DEFINIR: GENES ESTRUCTURALES, CONTROLADORES, OPERADORES, REGULADORES, OPERON,FACTOR SIGMA, RHO, PSI, ANTIBIOTICO, HETEROCROMATINA ,HISTONAS, PROTEÍNAS  NO HISTONAS.

2.- FUNCIÓN DE LOS FACTORES SIGMA,RHO.PSI EN LA REGULACIÓN GENÉTICA.

3.- IMPORTANCIA DE LAS PROTEÍNAS HISTONAS Y NO HISTONASEN LA REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD GENÉTICA.

4.-ENUMERE LOS ANTIBIOTICOS QUE INHIBEN LA SÍNTESIS PROTEÍCA EN  LOS DISTINTOS NIVELES DEL MECANISMO GENÉTICO.

5.- ¿DE QUE MANERA LOS ANTIBIOTICOS INTERRUMPEN  LA FUNCIÓN GENÉTICA DE LAS BACTERIAS  A NIVEL DE LA TRADUCCIÓN DEL MENSAJE GENÉTICO POR EL ARN DE TRANSFERENCIA?

6.-  EXPLIQUE EL MODELO OPERON LACTOSA  CON INDUCTOR Y/O SIN INDUCTOR
7.¿ QUÉ  SUCEDE  CUANDO EL GEN REGULADOR  ACTÚA EN AUSENCIA DEL INDUCTOR

Código genético

CÓDIGO GENÉTICO: LENGUAJE DE LA VIDA.

El código genético viene a ser como un diccionario que establece una equivalencia entre las bases nitrogenadas del ARN y el lenguaje de las proteínas, establecido por los aminoácidos.

Después de muchos estudios (1955 Severo Ochoa y Grumberg; 1961 M.Nirenberg y H. Mattaei) se comprobó que a cada aminoácido la corresponden tres bases nitrogenadas o tripletes (61 tripletes codifican aminoácidos y tres tripletes carecen de sentido e indican terminación de mensaje).
El triplete de iniciación  AUG (Metionina)  y los tripletes de parada, terminación o finalización ( UAA, UAG, UGA).

CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO GENÉTICO

Las características del código genético fueron establecidas experimentalmente por Fancis Crick, Sydney Brenner y colaboradores en 1961. Las principales características del código genético son las siguientes:

• El código está organizado en tripletes o codones: cada tres nucleótidos (triplete) determinan un aminoácido.

Si cada nucleótido determinara un aminoácido, solamente podríamos codificar cuatro aminoácidos diferentes ya que en el ADN solamente hay cuatro nucleótidos distintos. Cifra muy inferior a los 20 aminoácidos distintos que existen.

Si cada dos nucleótidos codificarán un aminoácido, el número total de nucleótidos distintos que podríamos conseguir con los cuatro nucleótidos diferentes (A, G, T y C) serían variaciones con repetición de cuatro elementos tomados de dos en dos VR_4,2 = 4² = 16. Por tanto, tendríamos solamente 16 dinucleótidos diferentes, cifra inferior al número de aminoácidos distintos que existen (20).

Si cada grupo de tres nucleótidos determina un aminoácido. Teniendo en cuenta que existen cuatro nucleótidos diferentes (A, G, T y C), el número de grupos de tres nucleótidos distintos que se pueden obtener son variaciones con repetición de cuatro elementos (los cuatro nucleótidos) tomados de tres en tres: VR_4,3 = 4³ = 64. Por consiguiente, existe un total de 64 tripletes diferentes, cifra más que suficiente para codificar los 20 aminoácidos distintos. 

• El código genético es degenerado: existen más tripletes o codones que aminoácidos, de forma que un determinado aminoácido puede estar codificado por más de un triplete.

Como hemos dicho anteriormente existen 64 tripletes distintos y 20 aminoácidos diferentes, de manera que un aminoácido puede venir codificado por más de un codón.

• El código genético es no solapado o sin superposiciones: un nucleótido solamente pertenece a un único triplete. Los codones no comparten bases nitrogenadas.

                        Diferencias entre un código solapado (restricciones en la

                         secuencia de aminoácidos)   y uno no solapado.

• La lectura es "sin comas": el cuadro de lectura de los tripletes se realiza de forma continua "sin comas" o sin que existan espacios en blanco.

Teniendo en cuenta que la lectura se hace de tres en tres bases, a partir de un punto de inicio la lectura se lleva a cabo sin interrupciones o espacios vacíos, es decir, la lectura es seguida "sin comas". De manera, que si añadimos un nucleótido (adición) a la secuencia, a partir de ese punto se altera el cuadro de lectura y se modifican todos los aminoácidos.

En la siguiente tabla se da un ejemplo con una frase que contiene solamente palabras de tres letras. A partir de la adición de una letra cambia la pauta de lectura y el significado de la frase, lo mismo sucede cuando se pierde una letra. Una adición y una deleción sucesivas recuperan el significado de la frase. Una adición de tres letras añade una palabra pero después se recupera la pauta de lectura y el sentido de la frase.

UNA OMA SUN OSO NDO S Deleción (pérdida) de la primera O: cambia el cuadro de lectura UNM ASU NOS OND OS Adición de A y deleción de A: se recupera el cuadro de lectura UNA OMS UNO SON DOS Adición de tres letras (AAA) UNO AAA MAS UNO SON DOS Secuencia normal: ejemplo con una frase
UNO	MAS	UNO	SON	DOS
Adición de una A después de la primera N: cambia el cuadro de lectura
UNA	OMA	SUN	OSO	NDO	S
Deleción (pérdida) de la primera O: cambia el cuadro de lectura
UNM	ASU	NOS	OND	OS
Adición de A y deleción de A: se recupera el cuadro de lectura
UNA	OMS	UNO	SON	DOS
Adición de tres letras (AAA)
UNO	AAA	MAS	UNO	SON	DOS

• El código genético nuclear es universal: lo utilizan casi todos los seres vivos conocidos .El mismo triplete en diferentes especies codifica para el mismo aminoácido. La principal excepción a la universalidad es el código genético mitocondrial. 

SINTESIS PROTEÍNA:

CADENA COMPLEMENTARIA
                ___________________________________         
                ATG  CTC  TCA  TGG  CAA  CGC  AGG

               TAC  GAG  AGT  ACC  GTT  GCG  TCC            MOLDE    ADN 
                                                                                                              

TRANSCRIPCIÓN:   ARN mensajero  ( ARNm )  copia la información del ADN.
y sustituye  T (Timina)  por  Uracilo.  Los tripletes del ARN m  se denominan  codones.

                   UAC  GAG  AGU  ACC  GUU  GCG  UCC     ARN m
              
TRADUCCIÓN:  codones ARNm  llegan Ribosoma y se acoplan con los tripletes de bases nitrogenadas del ARN de transferencia  (ARN t), denominados anticodones,  donde se decodifica la información produciéndose la liberación de de  los aminoácidos que se unen como cuentas de un rosario en el citoplasma para  formar  una proteína.
    De esta forma el codón  UAC  GAG  AGU  ACC  GUU  GCG  UCC   ARNm

 se  acopla con anticodón  AUG  CUC  UCA  UGG  CAA  CGC  AGG   ARN t

 liberan aminoácidos        MET, LEU, SER, TRIP,  GLU,  ARG,  ARG  PROTEÍNA    

El término proteína deriva del griego "proteos" (lo primero, lo principal) y habla de su gran importancia para los seres vivos. La importancia de las proteínas es, en un primer análisis, cuantitativa: constituyen el 50% del peso seco de la célula (15% del peso total) por lo que representan la categoría de biomoléculas más abundante después del agua.

Sin embargo su gran importancia biológica reside, más que en su abundancia en la materia viva, en el elevado número de funciones biológicas que desempeñan, en su gran versatilidad funcional y sobre todo en la particular relación que las une con los ácidos nucleicos, ya que constituyen el vehículo habitual de expresión de la información genética contenida en éstos últimos.

COMPOSICIÓN DE LAS PROTEÍNAS.

       Desde el punto de vista de su composición elemental todas las proteínas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno ynitrógeno, mientras que casi todas contienen además azufre (Cabe resaltar que en azúcares y lípidos el nitrógeno sólo aparece en algunos de ellos). Hay otros elementos que aparecen solamente en algunas proteínas (fósforo, cobre, zinc, hierro, etc.).

Las proteínas son biomoléculas de elevado peso molecular (macromoléculas) y presentan una estructura química compleja. Sin embargo, cuando se someten a hidrólisis ácida, se descomponen en una serie de compuestos orgánicos sencillos de bajo peso molecular: los α-aminoácidos.