DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR

BIOLOGÍA MOLECULAR DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR Replicación Traducción Transcripción ADN ARN Proteína Transcripción inversa Replicac...
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BIOLOGÍA MOLECULAR

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR

Replicación Traducción

Transcripción

ADN

ARN

Proteína

Transcripción inversa Replicación

Francis Crick (1958/1970)

P

OH

H2C O

T

A

C

G

A

T

P H2C O

Mólecula de ADN  carga negativa!

H2C O

O P

H2C O

OH

G 2 ’:

de s

C ox i

P

5’

P

P P

3’

H2C O

H2C O

O

P

O

H2C O

P

P

-O

P

Grupo fosfato

H2C O

P P

... 2 de abril de 1953, Molecular Structure of Nucleic Acids. A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature 171: 737. J. D. WATSON and F. H. C. CRICK

3

REPLICACIÓN DEL ADN Cadena “lagging” Horquilla de replicacion

5’ 3’

3’ 5’

  

5’ 3’

Cadena “leading”

ENZIMAS: * Helicasa + prot. SSB, desenrolla ADN doble cadena:



* Primasa (ARNpol; dnaG), fragm. ARN 10 pb : * ADN replicasa:

DNApol III, síntesis (sub. , polC, dnaE).

* DNApol I: actividad exonucleasas 3’ * ADN ligasas:

5’ “proof reading” + 5’

3’.

4

TRANSCRIPCIÓN

ARN Ribosomal

ADN RNApol

ARN Mensajero

Proteína

ARN Transferencia

INICIACIÓN Promotor

  ARN

rpoA: ensamblado enz., reconocimiento del Pr, activadores 

rpoB catálisis

’ 

rpoC rpoD: especificidad del Promotor

4

TRANSCRIPCIÓN

REGIÓN PROMOTORA upstream

Codificante - 35

- 10

+1: Inicio ARN

5’ 3’ 5’

Templado 17 bp TTGACA

7 bp TATAAT

downstream

4

TRANSCRIPCIÓN

TERMINACIÓN

ARN

A Ter. Intrínsecos loop

B Rho-dependiente 5’ 50-90 pb; C, G

G-C

hairpin stem

+

UUUUUU 5’

-UUU

REGIÓN TERMINADORA

Rho

6

TRADUCCIÓN

RIBOSOMA

50S

ARNr 23S (2904 pb) + 5S, 31 proteínas diferentes

70S 30S ARNr 16S 21 proteínas diferentes

66% ARNr

5’ +1

30 nucleótidos AUGUCGAAGCAA GUG Región UUG codificante Iniciación

AAACAGGAGG (10 nuc)

Shine-Dalgarno (RBS)

3’ GGAGG AAU U GUC GU G A C CC U GU G A UU U GA AU U UUA AAA UGA GCG UUUAUG - - - - - C A UAG AAA UAC UUU UAA

Sitio P Sitio A

Transpeptidación

Canal de salida

5’

3’ 5

G CA

AA

U GG

A

A

C

UA

A U

COOH

U UU

CAG

UA

AA A

UGA UAG CGC UAA

Plegamiento NH2

C

7

MARCO ABIERTO DE LECTURA = ORF

5’-UCCAUGCAACAUGGAUGCGAU….

RNAm

5’-UCC AUG CAA CAU GGA UGC GAU …. 5’-UC CAU GCA ACA UGG AUG CGA U …. 5’-U CCA UGC AAC AUG GAU GCG AU ….

AUG UGA 5’-UCCAUGCAACAUGGAUGCGAUGUCGAAGUAUUGACUAA... AUG AUG

1º 2º



MLA (ORF)

AUG

AUG AUG

UGA

L UAA

L

7

ORF´S

ARNm es policistrónico

Genes ARN pol

Promotor RBS

ARNm

BACTERIAS

Transcripción + Traducción + Degradación

Sin protección

Vida ½ 2 min.

Sin procesamiento posterior

GENETICA MICROBIANA

8

MUTACIONES

PUNTUALES: 5’…T A C… …A T G…5’ MUTACIONES

ADN

AAC TTG

TAG ATC

REPLICACION NORMAL

TAT ATA

TAC ATG

Alelos TRANSCRIPCION

ARN

codón AAC Asparagina

codón UAG Stop

codón UAU Tirosina

codón UAC Tirosina TRADUCCION

PROTEINA

Mutación MISSENSE

Mutación Mutación NONSENSE SILENCIOSA

WILD TYPE

8

MUTACIONES REARREGLOS:

Inserción de ADN exógeno

ORF

INSERTO

Interrupción ORF:

Interrupción promotor:

- Proteína quimera: ¿funcionalidad? - Proteína trunca

- Modificación nivel de expresión: ¿expresión? - Expresión de proteína del inserto

8

MUTACIONES

REARREGLOS:

Deleción de ADN

ORF

ELEMENTO MOVIL

Escisión

ELEMENTO MOVIL

Eliminación ORF: - Perdida de funcionalidad

ORF

Duplicación ORF

9

GENOTIPO Y FENOTIPO

GENOTIPO: información genética de un organismo

FENOTIPO: características o propiedades observables de un organismo, resultantes de su genotipo.

Genotipo relevante: diferencias con el organismo “wild-type” lacZ hisC1

LacZ-: no fermenta galactosa HisC-: no sintetiza histidina

rpsL

StrR: resistente a streptomicina

recA

RecA-: incapaz de recombinar

MUTACION: cambio heredable en la secuencia de bases del genoma de un organismo.

MUTANTE: organismo cuyo genoma posee una mutación.

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REVERSIONES i ón c e l De

Cepa salvaje o wild type

Inserción

Mutante por deleción

Mutante por inserción

Delec ión

le a ntu io u p sit n ó ci smo a t i Mu el m

Mutación puntual Mutante por sustitución

Mutación supresora

n

Revertante verdadera

Revertante 2º sitio

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ADQUISICIÓN DE ADN EXÓGENO: TRANSFORMACIÓN

ADN “desnudo”

“Uptake”

Recombinación

de ADN

Homologa

Cepa COMPETENTE

Cepa TRANSFORMANTE

Alelo R (exógeno) Alelo S (bacteriano)

RecA Recombinante (gen en mosaico)

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ADQUISICIÓN DE ADN EXÓGENO: TRANSDUCCIÓN Bacteriófagos:

Genoma viral Cápside Cola

Ciclo lítico

Receptor Lisis bacteriana

Multiplicación

Ciclo lisogénico Inyección Inducción Integración

Duplicación bacteriana

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ADQUISICIÓN DE ADN EXÓGENO: CONJUGACIÓN

Genes relacionados con la movilidad = MOB o Dtr (DNA-transfer replication) R

B MO

ep

F P M

Plásmidos

• • • •

ADN circular (ds) extra-cromosomómico autoreplicativo (replicasa) heredable

Replicasa Genes relacionados con la conjugación/apareamiento = MPF (mating pair formation) ss-ADN

Receptor

Cepa DADORA

Cepa ACEPTORA

Cepa DADORA

Cepa TRANSCONJUGANTE

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ADQUISICIÓN DE ADN EXÓGENO: CONJUGACIÓN MOB  oriT + Relaxasa - oriT = Origen de transferencia - Relaxasa = Reconoce oriT en cis

Movilización de plásmidos B MO

T4CP

T4CP = Proteína de acoplamiento tipo IV

F MP

B MO

T4SS

MPF  12-30 genes - T4SS = Sistema de secreción tipo IV

No movilizable (sin modulo MOB o MOB funcional)

No movilizable Movilizable Conjugativo oriT relaxasa T4CP

T4SS

MOB

MPF

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ADQUISICIÓN DE ADN EXÓGENO: CONJUGACIÓN

- Extracromosómico: autoreplicativo y heredable - Tamaño variable: 2-300 Kb - Numero de copias variable: 1-200 copias/célula (bajo-medio-alto) (xej. ColE1⋍20 copias) Plásmidos Características

- Rango de hospedador: amplio o acotado - Incompatibilidad: más de 20 grupos de INC - Distintas funciones: rutas metabólicas, factores de virulencia, genes de resistencia - Baja frecuencia de perdida de plásmido (