Diferencias entre Eucarióticos y Procarióticos en la Transcripción

Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Biología

Escrito el en español con un tamaño de 12,09 KB

En los eucarióticos, la transcripción se realiza en el núcleo y la traducción en el citoplasma. En los procarióticos, la transcripción y la traducción se realizan simultáneamente.

En los procarióticos, hay una sola ARN polimerasa, mientras que en los eucarióticos hay tres: ARN polimerasa I (formación del ARNr), II (síntesis de ARNhn) y III (transcribe precursores de ARNt).

Las ARN polimerasas de los eucarióticos carecen de función correctora de pruebas.

Durante la elongación en los eucarióticos, se añade en el extremo 5' una capucha formada por 7-metil-guanosina-trifosfato.

Diferencias entre Eucarióticos y Procarióticos en la Terminación de ADN

En los procarióticos, la señal de terminación es una secuencia de bases palindrómica. En los eucarióticos, la ARN polimerasa transcribe regiones de ADN largas que exceden la longitud de la secuencia que codifica la proteína.

Después de la separación del ARN, una enzima añade en el extremo final 3' una secuencia final llamada cola poli-A.

Regulación de la Expresión Génica (Procariotas)

Un operón es un grupo de genes estructurales cuya expresión está regulada por elementos de control y por genes reguladores. Se compone de:

  • Genes estructurales: codifican la síntesis de proteínas implicadas en un mismo proceso metabólico.
  • Promotor.
  • Operador: secuencia de nucleótidos situada entre el promotor y los genes estructurales.
  • Gen regulador: situado en cualquier lugar del cromosoma bacteriano, y codifica la proteína que actúa como represor.
  • Proteína reguladora: codificada por el gen regulador.
  • Inductor: induce la expresión de los genes.

Regulación de la Expresión Génica (Eucariotas)

Se conoce menos debido a su complejidad y se divide en:

  • Regulación pretranscripcional: requiere que la ARN polimerasa y los factores de transcripción puedan acceder a las bases nitrogenadas de las hebras de ADN. Otra manera puede ser a través de mecanismos epigenéticos.
  • Regulación transcripcional: para que la transcripción se realice, es necesario que la ARN polimerasa se una al promotor del gen que regula utilizando factores de transcripción específicos.
  • Regulación postranscripcional: se procesa el ARN, acto seguido se transporta al citoplasma donde se degrada en ARN m. Finalmente, se degrada.

El Proceso de Traducción

Consiste en la síntesis de proteínas mediante la unión de aminoácidos siguiendo el orden establecido por la secuencia de nucleótidos del ARNm. Se lleva a cabo en los ribosomas en tres sitios diferentes: el sitio P, el sitio A y el sitio E. Fases:

Activación de los Aminoácidos

Los aminoácidos se encuentran en el citoplasma celular y son transportados por los ARNt, que constan de 2 partes importantes:

  • El anticodón, que son 3 bases nitrogenadas complementarias con las de uno de los codones del ARNm.
  • El extremo 3', lugar al que se une un aminoácido que corresponde al codón que reconoce ese ARNt. Este proceso necesita un aminoácido, la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa y energía del ATP.

Síntesis de Proteínas

Iniciación: 1- Comienza cuando la subunidad pequeña del ribosoma y el ARNm se unen en el codón iniciador y marcan el comienzo de la proteína. A continuación, entra en el sitio P del ribosoma un primer aminoacil-ARNt que lleva unido el aminoácido f-Met (procariotas) y Met (eucariotas). 2- A la subunidad pequeña del ribosoma, al ARNm y al primer aminoacil-ARNt se les une la subunidad grande del ribosoma, completando así el complejo de iniciación. Elongación: 3- Se inicia cuando un segundo aminoacil-ARNt entra en el ribosoma y ocupa el sitio A. 4- Se forma un enlace peptídico entre el aminoácido que se encuentra en el sitio P y el aminoácido que ocupa el sitio A. 5- El segundo ARNt queda unido por un extremo dipeptídico formado. 6- Traslocación del ribosoma. Terminación de la Cadena Proteica

Comprende los pasos necesarios para liberar la cadena polipeptídica y separar el ribosoma del ARNm. 7- La síntesis de la cadena polipeptídica se detiene cuando aparece en el sitio A uno de los tres codones de terminación del ARNm, que es reconocido por unos factores de liberación, liberando así el polipéptido del ribosoma. 8- Una vez completa la traducción, la cadena polipeptídica formada, el ARNm y el ARNt abandonan el ribosoma.

Genotecas

Colección de clones que contiene todos los fragmentos de ADN obtenidos por escisión del genoma completo de una especie, de un solo gen o de una porción de un gen. Dos tipos:

  • Genómicas, que incluyen las regiones codificantes y no codificantes.
  • Las de ADNc, que varían según el tejido empleado.

Sondas de ADN

Son pequeños oligonucleótidos de cadena sencilla, formados por unos 20 nucleótidos que se hibridarán con cualquier ADN recombinante que tenga secuencias de bases complementarias.

Reacción en Cadena de la Polimerasa

Se emplea cuando la muestra de ADN es muy escasa. Es un tipo de clonación acelular que permite amplificar una muestra muy pequeña de ADN. Los materiales necesarios son: una muestra de ADN, una secuencia de nucleótidos, una fuente de calor, ADN polimerasa termoestable y una cantidad adecuada de nucleótidos. Tres etapas:

Desnaturalización: se calientan los productos reaccionantes, desnaturalizando así el ADN.

Hibridación: se enfría la mezcla de reacción para posibilitar que los cebadores se unan mediante enlaces de hidrógeno a cada uno de los extremos de las hebras de ADN.

Extensión: se forman las nuevas hebras de ADN gracias a la acción de la Taq polimerasa.

Aplicaciones de la Reacción en Cadena de la Polimerasa

Analizar ADN de células de los embriones o el ADN de genes virales.

Secuenciación del ADN. Método Didesoxi de Sanger

El método Sanger recibe el nombre de didesoxi porque requiere la utilización de didesoxirribonucleótidos. Precisa múltiples copias idénticas de la cabeza de ADN a secuenciar, cebadores, una ADN polimerasa, los cuatro desoxirribonucleótidos y cuatro didesoxirribonucleótidos. 1- Se desnaturaliza el ADN a secuenciar. 2- Se mezclan todos los componentes de la reacción, y se forman nuevas cadenas de ADN que emplean como molde el ADN que se quiere secuenciar. 3- Se separan las cadenas marcadas cuando la mezcla atraviesa un gel de poliacrilamida en un tubo capilar, de tal manera que las más cortas son las que se mueven con mayor rapidez. 4- Se obtiene un espectrograma que de abajo arriba nos dará la secuencia de bases.

Ingeniería Genética y Medicina

Obtención de Medicamentos

La insulina humana producida por E. Coli mediante la técnica del ADN recombinante. La hormona del crecimiento modificada genéticamente, obtención de vacunas.

Medicina Forense

Identifica restos humanos y pruebas de paternidad.

Clonación No Reproductiva o Terapéutica

Creación de órganos, tejidos o células con la finalidad de curar enfermedades específicas, gracias a las células madre. Proceso: 1- Se extrae el núcleo de una célula somática. 2- Se introduce en un ovocito enucleado. 3- El embrión se desarrolla in vitro hasta ser un blastocito. 4- Del blastocito se extraen células madre embrionarias y se cultivan in vitro. 5- Una vez alcanzado el número de células deseado, se disponen en los medios adecuados para su diferenciación.

Terapia Génica

Proceso mediante el cual se inserta material genético en células afectadas con el fin de reemplazar genes defectuosos y corregir el daño que han causado al organismo o dotar a las células de una nueva función que cubra las deficiencias de un tejido determinado. Se utilizan vectores que pueden ser de origen viral (transducción) o no viral (transfección). Se puede llevar a cabo en células somáticas y en células germinales. En células somáticas se puede realizar de varias formas: --Ex vivo: se extraen células del paciente, se corrige el defecto genético. --In vitro: la transferencia de los genes terapéuticos se hace directamente al paciente mediante un vector. --In situ: se lleva a cabo directamente en las células del paciente, introduciendo los genes en el órgano afectado.

Ingeniería Genética en Plantas Transgénicas

Se hace para mejorar el rendimiento de los cultivos. La técnica de ADN recombinante ha permitido conseguir plantas transgénicas resistentes a herbicidas, con mejores productos o plantas utilizadas en la industria farmacéutica.

Obtención de Plantas Transgénicas

El vector de clonación más utilizado es el plásmido Ti. Este plásmido lleva un segmento llamado T-ADN, que es el que se integra en el genoma de las células huésped. Se forman los plásmidos recombinantes, algunos de los cuales llevan el gen de interés, y se introducen en células vegetales.

Ingeniería Genética y Medioambiente

Se realiza mediante 2 procesos fundamentales: --Biorremediación: existen bacterias que de forma natural son capaces de degradar materia orgánica. Mediante ingeniería genética, se puede modificar para que puedan hacerlo con mejor rendimiento. --Bioadsorción: algunas bacterias genéticamente modificadas son capaces de adsorber ciertos metales pesados que contaminan el suelo.

Obtención de Medicamentos con Animales Transgénicos

1- Se obtienen óvulos de una hembra y se fertilizan in vitro. 2- Se clona el gen de interés y se inyecta el ADN clonado directamente en el núcleo de los óvulos fertilizados. Algunos de estos óvulos integran el transgén en su genoma y lo expresan. 3- Se implantan embriones manipulados genéticamente en el útero de la madre sustituta. 4- Se consigue leche de los descendientes. 5- Se fraccionan y se purifican las proteínas.

Clonación Terapéutica y Reproductiva

La clonación terapéutica consiste en la creación de embriones por clonación, para emplearlos como materia prima en terapias, mientras que la clonación reproductiva persigue conseguir animales genéticamente iguales a otro a partir de una célula adulta. La transferencia nuclear es el método más utilizado.

Clonación por Transferencia Nuclear

1- Se obtiene una célula somática del individuo que se quiere clonar. 2- Se extrae un óvulo de una hembra donante y se elimina el núcleo. 3- Se reemplaza este núcleo por el de la célula somática. 4- Se desarrolla la "célula creada" hasta formar un embrión. 5- Se implanta en el útero de una hembra de la misma especie. 6- El embrión culmina su desarrollo. 7- La descendencia es genéticamente igual al donante de la célula somática.

Principales Características del Genoma Humano

El ser humano posee de 20.000 a 25.000 genes codificadores de proteínas. Más del 40% de los genes no tiene función conocida. Los seres humanos son idénticos en un 99,9%. La mayor parte de las diferencias se encuentran localizadas en los polimorfismos de un único nucleótido. Al ADN no codificante se le denominó ADN basura ya que se creía que no tenía función alguna.

Entradas relacionadas: