UT 1.- Organización de Genes y Genomas

Genética Básica1.- Organización de Genes y Genomas

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Lectura

Actividades

Lectura

Musi, D. ; Soria , L.

Conceptos de Genética Animal

2016

Genoma y genes eucariotas: Aspectos estructurales y funcionales Soria, Liliana A; Motter, Mariana M. y Huguet, Miguel J

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Presentación

Organización de Genes y Genomas

Distribución del ADN en núcleo y mitocondrias

El ADN genómico no codificantepresenta gran cantidad de secuencias repetitivas, algunas de las cuales como los microsatélites serán usados en la identificación individual y otros como las secuencias SINE, son inserciones de transposones virales, que producen fenotipos característicos (pelaje en merle en perros) al intercalarse en la secuencia de un gen.

Replicación, Transcripción y Traducción

Gen como Unidad de Transcripción, para ARN codificantes y no codificantes

Secuencias Importantes: Promotor, Región codificante y Sec. Terminadora de la Transcripción

5' UTR: e/ CAP y AUG

3' UTR: e/ Codon de Stop y la cola polyA

Inicio de la transcripción: por convención el nucleótido de inicio se señala como +1. Las secuencias a la izquierda ("Upstream"), corresponden al promotor y secuencias reguladoras, y las secuencias a la derecha ("Downstream"), son las que se transcriben a ARNm hasta la secuencia terminadora de la transcripción.

Secuencias consenso del Promotor

la doble barra: // indica distancia en la secuencia

Ensamblaje del Complejo Basal para el inicio de la Transcripción

CONSIGNA

Esquematice el ARNmresultante de la transcripción de este gen

Para que la transcripción ocurra el ADN debe separarse de las histonas con las cuales forma los nucleosomas

Nucleosoma, primer nivel de organización de la cromatina

consigna

Esquematizar el ARNmcorresponiente a este gen, prestando atención a su origen (donde se inicia) y su terminación

La secuencia de ARNm es idéntica a la secuencia de ADN codificante (5' a 3'), con Uracilos en lugar de Timinas

El procesamiento del ARNm es co-transcripcional: agregado del 5' CAP

Maduración del ARNm: 1. Adición del 5'CAP 2. Splicing de intrones 3. Adición de la cola polyA

Ver partes constituyentes del ARNm maduro

Prestar atención a los cambios del ARNm a medida que es procesado

_ La adición del CAP al extremo 5' del ARNm es catalizada por una enzima unida a la ARN pol II. _El CAP permite el reconocimiento y unión del factor IF4E, requerido para dar inicio a la traducción, cuando el ARNm pasa al citoplasma.

La secuencia AAUAAA (secuencia de poliadenilación), en el ARNm en maduración, es reconcocida por una endonucleasa, que corta el extremo 3´terminal del ARNm. a A partir del sitio de corte, la enzima poly A polimerasa, sintetiza una cola de Adeninas, que estabiliza el ARNm. Su acortamiento actúa como una señal para su degradación.

_Como el agregado del 5´CAP, el splicing es co-transcripcional._Ocurre en el núcleo de la célula. _Elimina los intrones del ARNm inmaduro, dejando los exones del ARNm maduro, que será traducido en el citoplasma.

Ver video: http://dogo.fvet.uba.ar/mod/page/view.php?id=2723

_La reacción de splicing es muy precisa. _Es catalizada por un conjunto de ribonucleoproteinas, que forman el spliceosoma. _La secuencia ramificadora (branch), reacciona con el extremo 5' (donadora) del intron, que se corta y reacciona con el extremo 3' del mismo (sec. aceptora). Los exones se ensamblan y el intron se elimina. -Este proceso ocurre con los ARNm y con algunos tipos de ARN no codificantes (ARNnc)

_El splicing alternativo consiste en la eliminación selectiva de exones ademas de los intrones. _Se generan entonces varios tipos de ARNm maduros a partir de un ARNm inmaduro común a todos ellos. _Este mecanismo permite generar proteínas diferentes y funcionales en distintos tejidos, o momentos del desarrollo, a partir de un mismo gen.

COMO SE REGULA?

Las formas de regulación se verán en detalle en el capítulo de Regulación

Además del splicing alternativo, la edición de ARNm (tambien ocurre en ARNnc) es otro mecanismo de generación de variabilidad genética.

Es menos generalizado que el Splicing alternativo y es post-transcripcional. Ocurre en algunos ARNm, catalizado por enzimas que modifican nucleótidos, generando por ej. codones diferentes al original. Esto origina nuevas proteínas

Unidad de Transcripción Compleja:

Se pueden generar varias proteínas por 3 mecanismos, que pueden actuar aislada o conjuntamente. _Splicing alternativo. _Presencia de más de un Promotor, con más de un sitio de inicio de transcripción. -Presencia de más de una secuencia de Poliadenilación.

Se observan los 3 mecanismos que permiten generar mas de un tipo de ARNm maduro y por lo tanto proteinas diferentes a partir de un ARNm inmaduro

Es una Unidad de transcripción compleja porque hay splicing alternativo.

Es una Unidad de transcripción compleja porque hay varias secuencias posibles de poliadenilación.

Es una Unidad de transcripción compleja porque hay más de un Promotor (4 promotores: 1xa, 1xb, 1u y 14T).

ARNnc son transcriptos por los 3 tipos de ARN Polimerasa

La mayor parte del ARN formado en la célula corresponde a ARNnc, aprox. un 2%. es ARNm que será traducido a proteínas. Pueden actuar sin salir del núcleo, aunque muchos (ARNt, ARNr, miARN) actúan en el citoplasma.

Los ARNnc son agrupados de acuerdo a su tamaño, en ARNnc micro (hasta 25 nucleótidos), pequeños (hasta 300 nt) y largos (>300 nt).

Cumplen diferentes funciones relacionadas con el mantenimiento celular (ARNt, ARNr, ARNno y ARNn) o con la regulación de la expresión genética

Los ARNnc largos regulan la transcripción, acercando o separando factores de transcripción, activadores y modificadores de la cromatina (I-III). Pueden actuar como una plataforma (scanffold) para la maquinaria de transcripción.

microARNs y ARN de interferencia,emplean el mismo mecanismo celular microARN (miARN) se transcriben de secuencias no codificantes, se procesan en el núcleo y luego en el citoplasma, para unirse al 3'UTR de ARNm target, y degradarlos. Es decir, regulan negativamente la expresión celular. Cada miARN reconoce uno o unos pocos ARNm, es decir que la acción es específica. Los ARN interferencia o de silenciamiento (siARNs) regulan negativamente los ARN de doble cadena de origen viral.

RESUMEN

El código genético es redundante.Varios aminoácidos son codificados por más de un codón, con pocas excepciones. Se marcan los codones de inicio (AUG) y los codones de stop para la traducción

01

Una Sustitución o SNP (Single Nucleotide Polymorphism) corresponde al cambio de un nucleótido por otro

IMPORTANTE: Considerar el efecto sobre la expresión genética basado en el tipo de mutación (puntual o INDEL) y su posición.

Mut. silenciosa: origina un codon que codifica para el mismo aminoácido (aa).

Mut. sentido erróneo: origina un codon que codifica para otro aa.

Mut. sin sentido: origina un codon de stop, y la proteina se interrumpe prematuramente.

Mutaciones en diferentes regiones del mismo gen, producen el mismo fenotipo

RESUMEN

Actividades

Organización de Genes y Genomas

Secuencia para codón de stop

Secuencia para codón de inicio

Cadena Molde

5'

3 '

5'

3'

Cadena Codificante

a.

Cadena Molde

5'

3 '

5'

3'

Cadena Codificante

GEN

c.

3 '

5'

5'

3'

I3

E4

E2

I1

I2

E1

E3

AAAAAAAAAAAAAA

5'

3'

UAG

AUG

ARNm primario o inmaduro

3' UTR

5' UTR

UAG

AUG

5'

AAAAAAAAAAAAAA

3'

E3

E1

E2

ARNm maduro

3' UTR

5' UTR

a.

El resto de las actividades prácticas se resolverán en la clase presencial