Biosíntesis de Macromoléculas

Replicación y ciclo celular
1. ADN Ácido desoxirribonucleico
  1. Chargaff (1950) Purinas = Pirimidinas
  2. Rosalind Elsie Franklin (1953) Mediante difracción de rayos X de fibras de ADN define la estructura del ADN: Doble hélice
  3. Watson, Crick y Wilkins, Premio Nobel (1962): estructura del ADN y modelo de replicación
  4. Estructura del ADN: Doble hélice gira a derechas, Surco mayor y surco menor, unión del represor del fago lambda al surco mayor
  5. Estructura 3D del ADN, tres tipos: ARN-A/ADN-A, ADN-B y ADN-Z
2. Replicación del ADN
  1. Hipótesis de modelos de replicación del ADN Conservativa,Semiconservativa,Dispersiva
    1. La replicación del ADN es SEMICONSERVATIVA
  2. Tres fases: Iniciación, Elongación y Terminación
  3. PROCARIOTAS: cromosomas circulares pequeños, las polimerasas son solo exonucleasas, un sólo origen de replicación, ADN sin proteínas
  4. EUCARIOTAS: cromosomas lineales grandes, no todas las polimerasas son exonucleasas, varios orígenes de replicación, ADN con histonas
3. Ciclo celular
  1. Fases: G0, Interfase [G1 - S - G2], Mitosis.
    1. Fases de la Mitosis: profase, prometafase, anafase, telofase y citocinesis
  2. Meiosis: forma de reproducción celular
    1. Meiosis I : Separación de cromosomas homólogos, Meiosis II: separación de cromátidas
4. Coordinación replicación - ciclo celular
  1. Modelos de regulación del origen de la replicación del ADN.
  2. Procesos es cascada, activación mediante fosforilantes
  3. Iniciación de la replicación en eucariotas: ORC, RAP, RLF, CDK: kinasas dependientes de ciclinas, helicasas.
    1. Kinasas y oleadas de ciclinas en G1, S y G2 regulan el ciclo celular.
Reparación del ADN. Implicaciones de la reparación en el ciclo celular
1. Daño y mutación del ADN
  1. ADN dañado = ADN mutado por una reparación errónea
2. Autocorrección de la polimerasa de ADN (movimiento en zigzag)
3. Reversión directa mediante:
  1. Fotorreactivación utilizando la energía de la luz visible
  2. Desmetilación de adeninas, de citosinas y de guaninas
4. Reparación de daños en una cadena
  1. Por escisión de base
  2. Por escisión de nucleótidos
  3. Desapareamientos en procariotas identificación de cadena mutada por desmetilación
  4. Desapareamientos en eucariotas corte inicial en 5’ o 3’
5. Reparación de daños en ambas cadenas
  1. Unión de extremos microhomólogos
  2. Recombinación homóloga en procariotas
6. Tolerancia mediante síntesis translesión
  1. Síntesis de ADN translesión con polimerasas de ADN propensas a error
    1. Sustitución de polimerasa para tolerancia de replicación en eucariotas
7. Reparación del ADN y ciclo celular
  1. Reparación mediante recombinación homóloga (S y G2)
  2. Activación o bloqueo del ciclo celular mediante diferentes puntos de control
  3. Proceso cooperativo con reacciones en cascada
  4. Continuar o parar el ciclo celular para reparar el ADN dañado, con posibilidad de mutagénesis y carcinogénesis
8. Respuesta SOS, reparación de emergencia:propensa a error
Transcripción
1. Dogma central: El ADN hace ARN, que hace proteínas
2. Retrotranscripción: ADN generado a partir de ARN de cadena simpole (retrovirus)
3. Procariotas vs eucariotas
  1. Procariota: transcripción y traducción acopladas
  2. Eucariotas: transcripción y traducción desacopladas
4. Circuitos de control: Control negativo o positivo; represión o inducción de transcripción
5. PROCARIOTAS
  1. Transcripción: Iniciación
  2. Regulación de la transcripción: iniciación, elongación y terminación
    1. Operón lac de la lactosa
    2. Operón araBAD de la arabinosa
    3. Operón trp del triptófano
    4. Regulón SOS de respuesta de emergencia
  3. Degradación de ARN
    1. PNPasa: polinucleótido fosforilasa; enzima que degrada el ARNm
6. EUCARIOTAS
  1. Transcripción: Genes interrumpidos por intrones
    1. Procesamiento pre-ARNm: poliadenilación, ayustamiento (elimación de intrones)
  2. Regulación de la transcripción
    1. Proteínas de unión al ADN: hélice-giro-hélice,dedos de zinc, cremalleras de leucina
    2. Mediante factores de transcripción inactivos y activos
  3. Dregadación del ARN
    1. Los microARN y ARN pequeños de interferencia pueden favorecer la desadenilación, y por tanto la degradación del ARN
Traducción
1. Código genético: Traducción del lenguaje del ADN/ARN al de proteínas
2. ARNm procariotas carece de caperuza y cola poli-A
3. Regulación de la biosíntesis y degradación de proteínas en procariotas y eucariotas mediante un proceso cooperativo con reacciones en cascada
4. ARNm a proteínas, proceso costoso, tres fases: iniciación, elongación y terminación.
5. PROCARIOTAS
  1. Un sólo ribosoma, Inicio de la traducción (ATG), elongación (traslocación),terminación
6. EUCARIOTAS
  1. Poliribosoma, inicio de la traducción (AUG), elongación (traslocación), terminación
  2. Múltiples sitios de inicio y terminación
7. Plegamiento espontáneo de proteínas
  1. Asistido por chaperonas moleculares (cotraduccional) y chaperoninas (postraduccional)
8. Plegamiento asistido de proteínas
  1. Cooperación entre chaperonina-chaperona: sistema Hsp60/Hsp10, proceso costoso
9. Modificaciones postraduccionales de proteínas
  1. Prenilación, ubiquitinación, glucosilación
10. Degradación de proteínas
  1. PROTEOSOMAS, proceso costoso
Transporte de proteínas
1. PROCARIOTAS
  1. Dos tipos de pared celular (Peptidoglucano). Bacterias Gram + y Gram –
  2. Dos rutas: Sec (proteínas desnaturalizadas), Tat (proteínas plegadas)
2. EUCARIOTAS
  1. Células con sistema de endomembranas, proteínas transmembrana
  2. Entre NÚCLEO y CITOSOL, gracias a los poros de la envoltura nuclear
  3. RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO R: Importación cotraduccional
  4. APARATO DE GOLGI: exportación de proteínas sintetizadas en el RER
  5. ENDOSOMAS, PEROXISOMAS, LISOSOMAS Y VESÍCULAS: desde golgi hasta el exterior
  6. FLUJOS DE MEMBRANA: endocitosis y exocitosis
  7. MITOCONDRIAS: Acoplamiento del transporte y plegamiento asistido, proceso costoso, existe transporte de la matriz al espacio intermembranas
  8. CLOROPLASTOS: estroma y lumen de tilacoides, existe transporte del estroma al espacio intermembrana,transporte espontáneo y mediado por SRP, Sec y Tat

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