Fundamentos da Bioloxía Molecular: Replicación, Transcrición e Código Xenético

1. Secuencias Polinucleotídicas e Transcrición

A seguinte secuencia polinucleotídica corresponde a unha febra de ADN dun xene bacteriano:

5'-ATGCGAGGGGAAAATGCGTGTGTG-3'

1.1. Secuencia da febra complementaria

Indique a secuencia da febra complementaria sinalando os extremos 5' e 3'.

A secuencia da febra complementaria sería: 3'-TACGCTCCCCTTTTACGCACACAC-5'

1.2. Secuencia de ARN xerada

A partir da secuencia enunciada na pregunta (5'-ATGCGAGGGGAAAATGCGTGTGTG-3'), indique a secuencia de ARN que se xeraría sinalando os seus extremos 5' e 3'.

Asumindo que a febra orixinal (5'-ATGCGAGGGGAAAATGCGTGTGTG-3') é a febra codificante, a febra molde é a complementaria (3'-TACGCTCCCCTTTTACGCACACAC-5').

A secuencia de ARN a partir da febra molde sería: 5'-AUGCGAGGGGAAAAUGCGUGUGUG-3'

1.3. O Proceso de Transcrición

Como se denomina este último proceso resultado do cal se obtén a molécula de ARN? Explíqueo brevemente e indique os seus diferentes compoñentes.

O proceso denomínase Transcrición.

Explicación da Transcrición

A transcrición ten lugar por medio de reaccións catalizadas pola ARN polimerasa, utilizando a secuencia de nucleótidos do ADN como molde. As ARN polimerasas (ARN pol) teñen unha dirección de síntese en sentido 5'->3' e engaden os nucleótidos complementarios aos da cadea de ADN que se transcribe.

2. Conceptos Fundamentais da Xenética Molecular

2.1. O Concepto de Xene

Explique, dende o punto de vista molecular, o concepto de xene. Que son os intróns e exóns? Que quere dicir que o código xenético é dexenerado ou redundante? Que é un organismo transxénico?

Un xene é unha unidade de transcrición que contén a información necesaria para a síntese dun produto funcional (xeralmente unha proteína ou unha molécula de ARN).

2.2. Intróns e Exóns

A maioría dos xenes que codifican proteínas en eucariotas están fragmentados, é dicir, son descontinuos. Estas rexións defínense como:

• Exóns: As rexións que codifican as proteínas (secuencias que se expresan).
• Intróns: As secuencias que non codifican proteínas e que son eliminadas durante o procesamento do ARN.

2.3. Código Xenético Dexenerado ou Redundante

Significa que un aminoácido pode estar codificado por varios tripletes (codóns) diferentes. Por exemplo, a leucina está codificada por seis codóns distintos.

2.4. Organismo Transxénico

Un organismo transxénico é aquel que contén un xene ou máis doutra especie ou material xenético procedente doutro organismo, introducido artificialmente.

3. Definición de Termos Clave

Indique a que se refiren estes 5 termos: ARNt, codón, transcrición, tradución e lugar P.

ARNt (ARN de transferencia)

É un tipo de ARN que intervén na síntese de proteínas, uníndose a aminoácidos específicos e transportándoos ata os ribosomas.

Codón

Secuencia de tres nucleótidos do ARNm que se corresponde cun aminoácido e se une ao anticodón do ARNt.

Transcrición

Proceso polo cal se sintetiza unha molécula de ARN complementaria a unha das cadeas do ADN por medio de reaccións catalizadas pola ARN polimerasa.

Tradución

Proceso que ten lugar nos ribosomas, polo cal se le a información da molécula de ARNm e se sintetiza unha secuencia polipeptídica (proteína).

Lugar P (Peptidil)

Lugar localizado na subunidade grande do ribosoma que é ocupado polo ARNt iniciador unido á metionina, formando así o complexo de iniciación, durante o proceso da tradución. É onde se forma o enlace peptídico.

4. A Replicación do ADN

4.1. Proceso e Localización

Como se replica unha molécula de ADN? Onde ten lugar o devandito proceso?

O proceso da replicación ten lugar en varias etapas:

1. Desenrolamento e apertura da dobre hélice: Mediante a cal se separan as dúas cadeas. Esta separación comeza nas orixes de replicación, xerándose as denominadas burbullas de replicación, que se estenden e dan lugar aos garfos de replicación.
2. Síntese das novas cadeas: Unha ARN polimerasa (primase) sintetiza unha pequena molécula de ARN denominada cebador. A partir del, a ADN polimerasa comeza a síntese do ADN, engadindo nucleótidos en dirección 5'->3'.

Así, a síntese é continua nunha das febras de nova creación (febras condutora) e descontinua na outra (febras retardada), formándose os fragmentos de Okazaki. Unha ADN ligasa une os extremos dos diferentes fragmentos, formando a molécula de ADN completa.

Localización da Replicación

• En células eucariotas: Ten lugar no núcleo.
• En bacterias (procariotas): Ten lugar no citoplasma.

4.2. Enzimas Implicadas na Replicación

Indique os diferentes enzimas implicados e a súa función no proceso da replicación:

• ADN Polimerasas: Son os enzimas encargados de incorporar desoxirribonucleótidos á cadea de ADN que se está sintetizando, utilizando unha das febras de ADN como molde. Tamén posúen actividade exonuclease para corrección de erros.
• Helicasas: Separan as dúas cadeas de ADN, rompendo as pontes de hidróxeno, permitindo que poidan ser utilizadas como moldes para a síntese das cadeas complementarias.
• Topoisomerasas: Xiran a molécula evitando o superenrolamento e a tensión torsional xerada pola apertura da dobre hélice.
• Proteínas SSB (Single-Strand Binding): Estabilizan as cadeas sinxelas de ADN unha vez separadas, impedindo que se volvan a unir.
• Ligasas: Unen os fragmentos de ADN adxacentes (como os fragmentos de Okazaki) mediante enlaces fosfodiéster.