1. L’EXPRESSIÓ GÈNICA

2. L’EXPRESSIÓ GÈNICA : “lectura” del missatge que porta el gen ( DNA ) fins a l’obtenció d’un RNAm que serà traduït als ribosomes per a la síntesi de proteïnes (en procariotes i en eucariotes). Aquest pas d’informació codificada des del DNA a les proteïnes s’anomena DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR FLUX D’INFORMACIÓ GÈNICA

3. ADN ARN PROTEINAS El flux d’informació gènica es realitza mitjançant dos processos consecutius, la transcripció i la traducció . En eucariotes, la transcripció es produeix al nucli, i la traducció, al citoplasma.

4. La transcripció és la síntesi de RNA (mRNA, tRNAi rRNA) a partir d’un motlle de DNA. Per obtenir un mRNA que porta codificat el missatge gènic cal obtenir un pre-mRNA immadur que posteriorment madurarà. http://www.bionova.org.es/animbio/anim/dnatranscripcion.swf http://www.bionova.org.es/animbio/anim/expresiondna/transmenu_s.swf

5. ARNpolimerasa 3’ 3’ 5’ 5’ La transcripció: Síntesi d’ARN. ARN ADN T A C A C G C C G A C G U C G U G G G C U G C A

6. T A C G A A C C G T T G C A C A T C 1- Iniciació : Una ARN polimerasa comença la síntesi del precursor de l’ARN a partir d’unes senyals d’iniciació “ seqüència promotora " de la transcripció que es troba en l’ADN. ARNpolimerasa A U G C U U G G C A A C G U G

7. T A C G A A C C G T T G C A C A T C 2 . Allargament : La síntesi de la cadena continua en direcció 5'  3'. Després de 30 nucleótids se li afegeix a l’ARN un cap ( líder ) de metil‑GTP (metilació) en l’extrem 5‘ amb funció protectora. ARNpolimerasa A U G C U U G G C A A C G U G m-GTP

8. 3- Finalització : La transcripció acaba quan l’ARN polimerasa troba una seqüència de finalització. Llavors, una poliA polimerasa afegeix una sèrie de nucleòtids amb adenina, la cua poliA , i l’ ARNm precursor o pre-mRNA , s’allibera. poliA-polimerasa ARNm precursor A U G C U C G U G m-GTP U A G A A A A A

9. AAAAAA AUG UAG cua 4. Maduració : L’ARNm precursor conté exons i introns . Els exons són seqüències que contenen informació codificable per proteïnes. Els introns són seqüències no codificants, amb nucleòtids que no són llegits i que caldrà eliminar. Es tracta, doncs, d’un ARNm immadur , no apte per a la síntesi de proteïnes. cap El procés de maduració del pre-mRNA és el procés d’eliminació dels introns i unió del exons gràcies a ARN‑lligases, per tal d’obtenir l’mARN madur que sortirà del nucli per ser llegit als ribosomes. ARNm precursor ARNm maduro

10. Región codificadora del gen Promotor E1 I1 E2 I2 E3 Finalitzador ADN ARNm precursor ARNm maduro AAAAAA AAAAAA AUG UAG AUG UAG ATC TAC cap cap E1 I1 E2 I2 E3 cua cua Maduració de l’ARNm (Visió de conjunt).

12. El “dogma” central revisat Transcripción inversa (retrovirus)

13. LA TRADUCCIÓ és la síntesi de proteïnes a partir de mRNA. La seqüència de mRNA, que s’ha format a partir del DNA d’un gen, serveix per dirigir la síntesi d’una seqüència determinada d’aminoàcids. Té lloc als ribosomes, situats al citoplasma o bé a sobre de la membrana del reticle citoplasmàtic rugós. http://www.bionova.org.es/animbio/anim/traduccion2.swf http://www.bionova.org.es/animbio/anim/traduccion.swf http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/molgenetics/translation.swf http://www-class.unl.edu/biochem/gp2/m_biology/animation/m_animations/gene3.swf

14. Met 1er aminoàcid ARNt Anticodó Codó ARNm Subunidad menor del ribosoma AAAAAAAAAAA P A A U G C A A U A C Iniciació : La subunitat petita del ribosoma s’uneix a la regió líder de l’ARNm i l’ARNm es desplaça fins arribar al codó AUG, que codifica el principi de la proteïna. Llavors s’uneix el complex format pel ARNt-metionina (Met). La unió se produeix entre el codó del ARNm i el anticodó de l’ARNt que transporta la metionina (Met). 5’ 3’ U G C U U A C G A U A G (i)

15. Met Subunida menor del ribosoma AAAAAAAAAAA P A A U G C A A U A C Elongación I: A continuació s’uneis la subunitat major a la menor completant-se el ribosoma. El complex ARNt-aminoàcid 2 , la glutamima (Gln) [ARNt-Gln] se sitúa davant del codó correspondinent (CAA). La regió del ribosoma a la que s’uneix el complex ARNt-Gln s’anomena regió aminoacil (A). 5’ 3’ U G C U U A C G A U A G (i) Gln G U U

16. ARNm AAAAAAAAAAA P A A U G C A A U A C Elongació II: Es forma l’enllaç peptídic entre el grupo carboxil de la metionina (Met) i el grupo amino del segon aminoácid, la glutamina (Gln). 5’ Gln-Met G U U U G C U U A C G A U A G 3’

17. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongació III: L’ARNt del primer aminoàcid, la metionina (Met) s’allibera. 5’ U A C Gln-Met G U U U G C U U A C G A U A G ARNm 3’

18. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongació IV: L’ARNm es trasllada, de manera que el complec ARNt-Gln-Met queda en la regió peptidil del ribosoma, deixant lliure la región aminoacil (A) per a l’entrada del complex ARNt-aa 3 5’ 3’ Gln-Met G U U U G C U G C U U A C G A U A G ARNm

19. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongació V: Entrada en la posició corresponent a la regió aminoacil (A) del complex ARNt-Cys, corresponent al tercer aminoàcid, la cisteïna (Cys). 5’ Gln-Met G U U U G C U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G Cys

20. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongació VI: Unió del pèptid Met-Gln (Metionina-Glutamina) a la cisteïna (Cys). 5’ G U U U G C U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G Cys-Gln-Met

21. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongació VII: S’allibera l’ARNt corresponent al segon aminoàcid, la glutamina (Glu). 5’ U G C U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G Cys-Gln-Met (i) G U U

22. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongació VIII: L’ARNm corre cap a l’altre posició, quedant el complex ARN t3 -Cys-Glu-Met en la regió peptidil del ribosoma. 5’ U G C U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G Cys-Gln-Met

23. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongació IX : Entrada del complex ARNt-Leu corresponent al 4t aminoàcid, la leucina. 5’ U G C U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G Cys-Gln-Met A A U Leu

24. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongació X: Aquest se situa en la regió aminoacil (A). 5’ U G C U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G Cys-Gln-Met A A U Leu

25. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongació XI: Unió del pèptid Met-Gln-Cys amb el 4t aminoàcid, la leucina (Leu). Alliberació de l’ARNt de la leucina. L’ARNm se desplaça a la 5a posició. 5’ U G C U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A A U Leu-Cys-Gln-Met A C G

26. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongació XII: Entrada de l’ARNt de la leucina, el 5è aminoàcid, l’arginina (ARNt-Arg). 5’ U G C U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A A U Leu-Cys-Gln-Met G C U Arg

27. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongació XIII: Unió del pèptid Met-Gln-Cys-Leu amb el 5è aminoàcid, l’arginina (Arg). Alliberació de l’ARNt de la leucina (Leu). L’ARNm es desplaça a la 6a posició, es tracta d’un codó de finalizació o de stop. 5’ U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ Arg-Leu-Cys-Gln-Met G C U A A U

28. AAAAAAAAAAA P A A U G C A A 5’ U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ Arg-Leu-Cys-Gln-Met Finalització I: Alliberació del pèptid o proteïna. Les subunitats del ribosoma es dissocien i s’asseparen de l’ARNm. A A U G C U

29. AAAAAAAAAAA Finalització II : Al cap de pocs minuts els ARNm són digerits pels enzims de l’hialoplasma. 5’ ARNm 3’ (i) A U G C A A U G C U U A C G A U A G

30. Ribosoma

31. Poliribosoma

34. El CODI GENÈTIC estableix la relació entre els codons de l’mRNA i l’aminoàcid concret que codifiquen:

36. CONTROL DE L’EXPRESSIÓ DELS GENS. No tota la informació del DNA s’expressa alhora i en totes les cèl·lules. El funcionament del material genètic és regulat i controlat mitjançant diversos mecanismes. La regulació de l’expressió dels gens pot actuar en la transcripció i en la traducció.

38. Regulador Operón LAC Operador Gen x Gen a Gen y ARNm Represor activo Si no hay lactosa los Genes no se transcriben Regulación del operón LAC en E. coli . Si no hay lactosa el represor está en su forma activa, y los genes estructurales no se transcribe, con lo que la célula no tendrá los enzimas para metabolizarla .

39. Regulador Operón LAC Operador Gen x Gen a Gen y ARNm Represor Transcripción Traducción Enzimas para metabolizar la lactosa Lactosa Regulación del operón LAC en E. coli. Si hay lactosa, esta se une al represor y lo inactiva. El operador, al estar libre, desencadena la transcripción de los genes estructurales, con lo que se sintetizarán las enzimas necesarias para metabolizar la lactosa. Cuando haya desaparecido la lactosa el represor volverá a su estado activo y dejarán de transcribirse los genes x, y y a. Operón LAC Represor inactivo

40. Regulador Operón reprimible Operador Gen a Gen c Gen b ARNm Represor inactivo triptófano Vía metabólica del triptófano enzimas Regulación del operón de la vía del triptófano E. coli. Si no hay triptófano el represor está en su forma inactiva. Los genes estructurales de la vía del triptófano se transcribe y se traducen, con lo que se sintetiza el triptófano necesario para la célula.

42. Regulador Operón reprimible Operador Gen a Gen c Gen b ARNm Represor inactivo triptófano Vía metabólica del triptófano enzimas Regulación del operón de la vía del triptófago en E. coli. Cuando hay demasiado triptófano, este se une al represor y lo activa. El represor se une al operador, inactivándolo. Los genes a, b y c no se transcriben ni se traducen, con lo que la vía de síntesis del triptófano se paraliza. Lo que asegura que no se sintetice una cantidad excesiva de triptófano. Represor activo

43. http://bioinformatica.uab.es/base/base.asp?sitio=cursogenetica&anar=diapos http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/index.htm