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Instituto Inmaculada Concepción Valdivia
Departamento de Ciencias y Educación Tecnológica
Biología
GUIA DE APRENDIZAJE DE BIOLOGIA IV AÑO E.M.
Objetivos
Capacidad: Razonamiento Lógico, Analizar
Destrezas.: Expresar, Identificar, Interpretar, Describir, Determinar
VALOR: Verdad Actitud: Honestidad
Contenido: Transcripciòn del ADN
El flujo de la información genética en las células normalmente es:
ADN  ARN  Proteína
La síntesis de ARN usando un ADN patrón es llamada transcripción, mientras que la
síntesis de proteína a partir de un ARN patrón es llamado traducción.
Clases de ARN.
Existen tres clases de ARN:
-
ARN mensajero (mARN)
ARN de transferencia(tARN)
ARN ribosomal (rARN)
En general, todos estos ARN son de hebra simple, pero el ARN de transferencia y
ARN ribosomal, contienen extensas regiones de doble hélice (la cadena de
nucleótidos se dobla formando una horquilla o loop).
Los ARN más pequeños son los tARNs, que contienen alrededor de 75 nucleótidos,
mientras que el más grande esta entre los mARN, que pueden tener más de 5.000
nucleótidos.
Ribosómico (rRNA): los diversos rRNA, junto con sus proteínas asociadas, constituyen
los ribosomas que intervienen en la síntesis proteica. Representa el 70% del RNA
celular; mientras que sus precursores (45S), presentes en el núcleo representan el 5%
del RNA celular.
- Mensajero (mRNA): las diferentes secuencias de los nucleótidos que constituyen los
múltiples mRNA de la célula determinan las cadenas polipeptídicas que se sintetizarán
en los ribosomas. La proporción de mRNA varía mucho dependiendo del tipo decelula y
momento funcional. Por término medio representa el 3% del RNA celular y sus
precursores (hnRNA) el 7%. Cuando lleva la información para una sola proteína, se
denomina monocistrón, y policistrón, si lleva información para más.
- De transferencia (tRNA): los diversos tRNA transportan los diferentes aminoácidos
hacia los ribosomas en la síntesis proteica. Constituyen el 15% del RNA celular.
Enzima de la síntesis
Todos los ARN celulares son sintetizados por la ARN polimerasa de acuerdo a las
instrucciones dadas por un ADN-patrón (o molde), empleando ribonucleósido-5’trifosfatos como sustrato. La dirección de la síntesis de ARN es 5’3’, similar a la
síntesis de ADN.
Cuando una parte de la información contenida en la molécula de ADN debe ser
utilizada en el citoplasma de la célula para la construcción de las proteínas, ella es
transcrita bajo la forma de una pequeña cadena de ácido ribonucléico: el ARN
mensajero (ARNm) utilizando las mismas correspondencias de base que el ADN visto
anteriormente, pero con la diferencia ya señalada de que la timina es reemplazada por
el uracilo. Uno a uno se van añadiendo los ribonucleótidostrifosfato en la dirección 5´a
3´, usando de molde sólo una de las ramas de la cadena de ADN y a la ARN polimerasa
como catalizador.
La operación de trascripción no puede tener lugar salvo que dos secuencias
particulares estén presentes en el ADN: la promotora al comienzo de la secuencia, que
es distinta en las eucariotas y en los procariotas, y la de corte propiamente dicha conocida como cola de poli A (compuesto de hasta 200 nucleótidos de adenina)-, que
en las procariotas sólo existe al final de la secuencia.
Transcripción en Eucariontes
La maquinaria transcripcional de eucariontes es más complejo que en procariontes.
Una importante consideración es que en eucariontes superiores solamente una pequeña
proporción del genoma es expresada a ARN (cerca de 10% como máximo). Una
considerable proporción del genoma de eucariontes existe permanentemente como
cromatina (ADN cromosomal) altamente condensada y es transcripcionalmente inerte.
Adicionalmente, hay proteínas accesorias específicas llamadas FACTORES DE
TRANSCRIPCIÓN y son requeridos para una transcripción eficiente de todos los
genes de eucariontes.
La secuencia de una transcripción la podemos resumir en:
La RNA polimerasa se une al DNA en una secuencia específica “secuencia promotora o
promotor”. Los promotores tienen secuencias de nucleótidos definidas, como la cajas
"TATA" y "TTGACA". Los promotores se localizan en los extremos 5'-terminales de
los genes.
Se Abre la doble hélice en una pequeña región, por acción de la enzima Helicasa,
quedando expuestos los nucleótidos de una secuencia corta de DNA. La ARN
polimerasa se une a las secuencias de dichos promotores iniciando el proceso de la
transcripción.
La enzima añade nucleótidos , desenrrollando la doble hélice y exponiendo así nuevas
regiones con las que se aparearán los ribonucleótidos complementarios .
Después de que en el núcleo se ha completado la transcripción, los transcripto de RNA
(primarios) se modifican antes de abandonar el núcleo para unir el RNAm al ribosoma y
evitar su degradación.
Algunas diferencias importantes que se pueden mencionar entre el proceso de
transcripción del mRNA para procariotas y eucariotas son:
En procariotas las moléculas de mRNA se producen directamente por transcripción del
DNA, en eucariotas superiores, la mayor parte de los transcriptos sufren un
procesamiento posterior a la transcripción (llamada splicing del DNA) antes de dejar
el núcleo o ingresar al citoplasma.
En procariotas, hay un único tipo de RNA polimerasa que, en realidad, es un gran
complejo multienzimático asociado con varias proteínas que participan en diferentes
momentos de la transcripción.
La RNA polimerasa a diferencia de la DNA polimerasa , no requiere cebador para
comenzar la síntesis de RNA , ya que es capaz de iniciar una nueva cadena uniendo dos
ribonucleótidos.
Se sabe que solo una de las cadenas es transcripta por cada gen. ¿ Qué es lo que
indica a la RNA polimerasa cual secuencia copiar?. Se ha demostrado que la
responsable de esta decisión es la secuencia promotora cuya orientación particular
apunta” a la RNA polimerasa en la dirección en la que debe efectuar la síntesis.
El mRNA transcripto a partir del DNA es, entonces, la copia activa de la información
genética. Incorporando las instrucciones codificadas en el DNA, el mRNA dicta la
secuencia de aminoácidos en las proteínas.
Trabajo con Alegría y
honestidad
A continuación con ayuda del texto guía y apuntes complementarios desarrolla
las siguientes estrategias
1. Expresar
en forma breve y precisa, el proceso
que representa la imagen
adjunta, utilizando vocabulario adecuado al subsector de biología, trabajando
con honestidad.
2. Identificar la hebra complementaria del siguiente fragmento de DNA y el RNAm
que se obtiene a partir de ella completando dichas secuencias.
ACTCGCGTAAATCAGCCGCGGTA
ADN COMPLEMENTARIO:
ARN MENSAJERO
:
3.- Identificar los conceptos que completan las siguientes textos referidos a la
transcripción.
5'-3' - Elongación polimerasa
Iniciación -
Terminación -
polimerasa - promotor
Maduración
exones -
RNA-ligasa
intrones -
poli-A -
RNApoli-A
- ribonucleoproteína pequeña nuclear
La transcripción se lleva en las siguientes etapas:
1.-…………………………… : La……………………………… se une a una zona del DNA previa al DNA
que se quiere transcribir llamada………………………… ; a continuación se corta la hebra de
DNA y se separan las dos cadenas, iniciándose el proceso de copia del DNA a
transcribir; esta copia no requiere ningún cebador; los ribonucleótidos se añaden en
sentido…………………………………….. .
2.-…………………………………… : La RNA-polimerasa continúa añadiendo ribonucleótidos
complementarios al DNA hasta que se llega a una determinada secuencia que indica a
la polimerasa el final de la zona a transcribir.
3.-………………………………………. : La transcripción finaliza, y al RNA recién formado se le
añade una cola de unos 200 nucleótidos de adenina, la cola de………………………………. ,
añadida por la enzima…………………………………… , que sirve para que el RNA no sea
destruido por las nucleasas celulares.
4.-………………………………… de los productos de la trancripción: Se da en el núcleo de
eucariotas y la realiza la enzima……………………………………….
(RNPpn) eliminando
los…………………………… del RNA, quedando los…………………………………. libres para ser unidos
por una .
3.- Identificar cuales de los siguientes elementos participan en la transcripción del
DNA y señalar su función. Trabaje con Honestidad.
Transcripción DNA
Nucleótidos trifosfato
Una molécula de DNA
DNA-polimerasa
RNA-ligasa
Helicasas
Poli-A polimerasa
Desoxirribonucleótidos
Ribonucleótidos
RNA-transferentes
RNA-ribosómicos
Ribonucleoproteína
pequeña nuclear
RNA-polimerasa
4.- Interpretar la imagen adjunta señalando:
A. Lo que representa
B. Cuál es el significado de la
información que proporciona.
5. Interpretar las imágenes de transcripción respondiendo las siguientes preguntas
en el espacio en blanco.
A.
A.
¿Qué sentido tiene la hebra de templado?
B. ¿Cuál es la función de la RNA polimerasa?
C. ¿Cuál es el sentido del transcripto?
D. Cuál es la función del sitio activo?
E .¿De qué manera se relaciona la ADN polimerasa con la ARN polimerasa?
B: A¿Cuál es la secuencia de inicio y cuál de
término?
C. ¿Qué función realiza la enzima girasa?
d..¿Qué
estructuras
participan
en
este
proceso de transcripción?
6.- Describir como es la
estructura de un gen en
eucariotas, a partir de la
siguiente
utilizando
imagen
los
conceptos
que corresponden.
7.- Determinar si en la imágen referida a la estructura de un gen existe algún
error, fundamentando la respuesta
8.-A Determinar qué tipo de proceso se muestran en las imágenes y el tipo de célula
en la cual se realiza fundamentando la respuesta.
B. Determinar lo que representan cada uno de los números y letras
10. Interpretar tabla de datos experimentales para resolver el siguiente problema
Se obtiene una muestra de DNA, se transcribe a mRNA y se purifica. Se
separan entonces las dos hebras del DNA y se analiza la composición de bases
de cada hebra del DNA y del mRNA. Se obtienen los datos recogidos en la
tabla de la derecha. ¿¿Qué hebra del DNA es la hebra transcrita, que sirve como
molde para la síntesis del mRNA?
A G C T U
hebra DNA n.º 1 19.1 26.0 31.0 23.9 0
hebra DNA n.º 2 24.2 30.8 25.7 19.3 0
19.0 25.9 30.8 0 24.3
mRNA
11.- Determinar la respuesta al siguiente problema referido a la transcripción del
DNA
La región codificadora de un gen en eucariotas está formada por cuatro exones de 99,
75, 66 y 90 nucleótidos y tres intrones, intercalados entre los exones, de 45, 63 y 42
nucleótidos, respectivamente. Indicar: a) cuántos nucleótidos tendrá el ARNm
precursor; b) cuántos nucleótidos tendrá la región que se traducirá del ARNm maduro y
c) cuántos aminoácidos tendrá el péptido codificado.