Célula, genoma y organismo

¿ Cómo regulan las células la expresión de sus genes?

2008-06-02T18:56:00.000-07:00

Hola estimados alumnos del curso cuarto medio.

Al parecer los temas de Transcripción y traducción ya han sido suficientemente tratados ( hasta el cansancio diría yo...), lo mismo que los procesos de maduración del ARN primario y su posterior tradución en los ribosomas con el código genético en las manos.

Entonces ya es tiempo de intentar explicarnos como hacen las bacterias ( y más específicamente E. Coli ) para regular el momemto en que expresan sus genes; es decir como se decide transcribir encendiendo genes o como E. coli que no es el tiempo para invertir energía en transcribir los genes alojados en el ADN.

La respuesta a esta necesidad de regulación tiene su base en mantener una elevada eficacia energética; es claro que transcribir ADN en ARNm. luego madurarlo, llevarlo al citoplasma, traducirlo en cadenas polipeptídicas son todos procesos que tienen su costo energético; la célula es ante todo un sistema organizado para ahorrar energía y aquí radica la necesidad de regulación de estos procesos.

Para responder a la pregunta que da inico a esta entrada debe considerar un nuevo concepto llamado OPERÓN. Un operón es un conjunto de genes que trabajan con el fin de fabricar una cadena polipeptídica sólo cuando es necesario.

Dos tipos de operones se estudian en este capítulo :

1 Modelo de operón inducible ( por ejemplo el operón Lac ) en E. coli
2 Modelo de operón reprimible ( por ejemplo el operón Trp) también en E. coli.

El operón inducible enciende la transcripción sólo si hay una sustancia inductora ( la lactosa) que es capaz de inactivar una molécula de represor que normalmente se produce en forma activa. si el represor se produce normalmente en forma activa, normalmente el operon Lac estará apagado ( sin transcribir ). Sin embargo si se agrega lactosa al medio en que crece E. coli, la misma lactosa vuelve inactivo al represor, que en este estado NO puede unirse al sitio operador y permite que ARN pol II transcriba los genes que permiten fabricar las enzimas necesarias para metabolizar la lactosa. Así E. Coli se asegura de invertir energía sólo cuando hay lactosa que metabolizar.

El operón reprimible funciona de modo totalmente opuesto: sólo se apaga si no existe triptófano en el medio en que crece E. coli. La razón es lógica: si hay triptófano en el medio lo más lógico es que E. coli no lo produzca; esto es sólo enciende el operón que le permite fabricar triptófano si no hay triptófano en el medio; así, el operón Trp está normalmente encendido si E. coli crece en un ambiente sin triptófano; sin embargo si se agrega Trp al medio E. coli responde apagando su operón Trp para ahorrar energía mientras pueda ( esta condición permanece hasta que el Trp adicionado al medio se acaba). Así es posible deducir que este operón Trp siempre produce un represor inactivo incapaz de unirse al sitio operador; Entonces el triptófano actúa como co - represor pues causa que el represor inactivo pase a su forma activa. Uff.....

Recuerda: un operon es un conjunto de genes que regula cuando transcribir ADN y cuando es mejor no transcribir.

Genes Componentes de un sistema operón:

Gen regulador : Transcribe la molécula de un represor ( activo en el caso del operón Lac e inactivo para el operón Trp)
Gen promotor : Gen al que se une ARN pol II.
Gen operador : ubicado SIEMPRE entre el gen promotor y el o los genes estructurales, al que se une la forma activa del represor del sistema.
Gen(es) estructural(es) : Aquel(los) que se transcribe(n).

Para más información visita:

Para una clarísima explicación del modo de acción del operon lac ( haz clic para continuar con la siguiente etapa de la presentación PPT)

http://web.educastur.princast.es/proyectos/biogeo_ov/2BCH/B4_INFORMACION/T404_TRAS_TRADU/animaciones/operon_lac.pps

operon lac en acción ( youtube video)

http://nz.youtube.com/watch?v=oBwtxdI1zvk&feature=related

Excelente animacion de Mac Graw Hill sobre el represor Trp

http://highered.mcgraw-hill.com/sites/dl/free/0072437316/120080/bio26.swf

Tutorial de freemann sobre el operon Trp muy bueno ( en inglés con evaluación) pincha sobre animation para ver la animación.
http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp13/1302002.html

y sobre el operon lac del mismo autor. (pincha sobre chapter 13.1 Lac operon

http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/pages/bcs-main.asp?v=category&s=00020&n=01000&i=01020.01&o=005100057000520005300054000550005800013000PRS00560005900001000020000300004000050000600007000120000800009000100001100100002000030000400005000060000700008000090001000011000120001300014000150001600017000180001900020000210002200023000240002500026000270002800029000300003100032000330003400035000360003700038000390004000041000420004300044000450004600047000480004900050000510005200053000540005500056000570005800099000

Chao y nos vemos en el Colegio...

PREPARANDO LA PRUEBA DE TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN.

2008-05-17T14:20:00.000-07:00

hola alumnos y alumnas. Las clases de esta semana estuvieron dirigidas a resolver el problema de la transcripción y como opera el proceso de fabricación de cadenas polipeptídicas en los ribosomas. Respecto al proceso de transcripción deberían resolver:

Las diferencias estructurales y funcionales entre el ADN y el ARNm.

Las definiciones de : sitio promotor, factores de transcripción, Caja TATAAA, ARN polimerasa II y los procesos asociados a cada etapa de la transcripción : inicio, elongación y terminación.

La diferencia entre ARNprimitivo y ARN maduro ( en eucariotas), las diferencias entre intrones y exones.

Cómo opera la maduración del ADN: adición de bases metiladas, colas poli A y el splicing en eucariotas.

Identificar la hebra de ADN codificante y la hebra molde para la síntesis de ARN mensajero.

Respecto de la traducción: localizar la región de la célula donde ocurre este proceso, el código genético y sus características ( universalidad y carácter degenerado), Identificar procesos asociados a la iniciación, alargamiento y terminación del proceso de traducción.

identificar codones de ARNm de Inicio y de término.

Fabricar una secuencia de codones de ARNm conociendo el orden de nucleótidos y viceversa.

Obtener la hebra molde y la codificante de ADN a partir de una secuencia de aminoácidos.

Chao y espero que estas preguntas les ayuden a prepararse bien para la prueba.

Saludos a todos mis alumnos del electivo de biología del cuarto medio 2008.

código genético para estudiar en ....

http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3digo_gen%C3%A9tico

2008-05-11T09:20:00.001-07:00

La transcripción forma ARNm usando una hebra molde de ADN

2008-05-08T06:06:00.000-07:00

La información que almacena la célula ( lo mismo que cualquier tipo de información...) no serviría si no pudiese ser usada para fabricar algo concreto; en nuestro caso la información genética almacenada en el ADN se transcribe en una molécula de ARNm que es la copia de trabajo que usan las células para fabricar proteinas.

Objetivos de la unidad:

* Definir y describir en términos generales el proceso de transcripción.

* Identificar la orientación de la hebra molde y la orientación de crecimiento de la nueva molécula de ARNm primitivo, en términos de número de carbono.

* Establecer los procesos relacionados con cada una de las etapas del proceso de transcripción : inicio, elongación, terminación ( y maduración en eucariotas).

* Diferenciar el proceso de transcripción en procariotas y eucariotas

* Explicar el proceso de maduración que lleva a formar ARNm maduro a partir de ARN primitivo a través del proceso de splicing y la accción de los espliciosomas en las células eucarióticas

* Explicar paso a paso el proceso de traducción que ocurre en los ribosomas.

* Qué es el código genético y por qué se dice que es universal y degenerado.

* Reconocer el codón de inicio de la traducción y los codones de término de este proceso.

Para profundizar tus conocimientos te presento esta página resumida y clara ( en inglés) del código genético.

Observa el proceso de transcripción paso a paso ( animación de la universidad de nebraska).

http://www-class.unl.edu/biochem/gp2/m_biology/animation/gene/gene_a2.html

Y si no te quedó claro esta animación te permitirá aclarar el sentido de crecimiento de la molécula de ARNm y el de la hebra molde.

y para extender tus conocimientos te presento esta detallada animación que aclara que es y como ocurre la transcripción y la traducción.

http://207.207.4.198/pub/flash/26/transmenu_s.swf

La traducción es la obtención de una cadena polipeptídica en los ribosomas y opera de acuerdo a un código genético universal y degenerado, pero porqué es degenerado...

Si el código genético fuese perfecto habría una correspondencia 1 a 1 entre un codón de ARNm y un aminoácido; sin embargo en el código genético un aminoácido puede ser agregado a la cadena polipeptídica allí donde puede haber vaios nucleótidos; por ejemplo el aminoácido Leucina es codificado por varios codones de ARNm ( UAA, UUG, CUU, CUC, CUA Y CUG); Esto hace al código genético degenerado.

Analiza el contenido de esta página para confirmar que la traducción ( traslation) es un proceso que forma una cadena polipeptídica tomando como base de secuenciación un ordenamiento de codones en el ARN m. Identifica qué codones de ARNm es el de inicio y cuales ( porque son tres) son los codones de término.

Acá publico fotos del laboratorio de extracción de ADN

2008-04-28T20:11:00.000-07:00

Nuestra periodista / fotógrafa ofical Camila Muller nos hace llegar una fotografías de los resultados obtenidos en el lboratorio para extraer ADN de plátano ( propósito) la piña con crema también estaba rica. esta actividad fue todo un éxito y felicito a todos mis alumnos y alumnas pues dejaron todo má limpio de lo que estaba. Se portaron a la altura de los mejores cursos..... felicitaciones para todos... en la foto nadie escupio en la mano del profesor.... es ADN puro extraido en el laboratorio ( creo que el Luengo guardó algo en un improvisado envoltorio de papel).. chao y nos vemos en el cole...

LABORATORIO DE EXTRACCION DE ADN

2008-04-03T17:56:00.000-07:00

Una gran felicitación a todos los grupos de trabajo. Sus resultados fueron realmente inmejorables. Cumplieron con los materiales, siguieron paso a paso el protocolo de extracción del ADN del plátano y dejaron todos los materiales que se facilito limpios. Ahora no olviden transcribir ( o pegar) en su cuaderno la guía de laboratorio y por supuesto contestar a las preguntas que aparecían al final de la guía. Como se habrán dado cuenta todos los seres vivos continen gran cantidad de ADN, aunque las células de plátano, lo mismo que cualquier célula eucarionte tienen mucho más ADN que las células procarióticas; sin embargo la estructura del ADN es la misma en todas las células no importa su tipo. De nuevo felicitaciones y espero que me envíen algunas fotos de sus resultados a mi correo rolaranu@gmail. com

Adiós a todos mis alumnos y alumnas del cuarto medio del Colegio talcahuano...

¿Cuánto aprendiste de la última clase de Biología electivo.

2008-03-30T17:29:00.000-07:00

Acuérdate: fuimos a la sala de enlaces e ingresamos a nuestro blog; aquí nos pseamos por los distintos vínculos y fuimos explicando lo primero que debes saber acerca del ADN. Sus características:

1 ¿ Por qué se dice que los ácidos nucleicos son polímeros?
2 ¿ Qué características estructurales permiten distinguir la pentosa desoxirribosa de otras pentosas, por ejemplo la ribosa?
3 ¿ Qué tiene de especial cada carbono de la desoxirribosa?
4 ¿ Qué bases nitrogenadas son púricas y cuales son pirimídicas?
5 ¿ Cómo podríamos formular con nuestras palabras el Principio de Chargaff?
6 ¿ Cómo podrías exlicar la siguiente igualdad ( A + T) + (C + G)=1?
7 ¿ Qué signifca que el ADN sea una molécula bicatenaria con hebras antiparalelas?
8 Podrías responder ¿ Cómo almacena información genética el ADN?
9 Podrías responder ¿ Cómo el ADN es capaz de transmitir información hereditaria?
10 ¿ Qué significa y cómo se produce la duplicación del ADN?

Si respondiste esta preguntas vas muy bien. Si no sabes alguna respuesta averíguala usando los vínculos que están en la entrada anterior.

Para la próxima clase prepararemos un fascinante experimento para ver en vivo y en directo el ADN. visita el siguiente vínculo para enterarte del procedimiento...

http://www.explora.cl/otros/biotec/adn.html

Adiós y hasta la próxima clase...

Prepara tu proxima clase de Biología electivo cuarto medio

2008-03-25T17:51:00.000-07:00

Todo conocimiento científico siempre se produce en un contexto histórico y es el fruto intencionado o no del trabajo de personas que se hicieron preguntas y que trabajaron duro para responderlas. En los años 1950 había toda una carrera por aclarar como las células almacenaban y transmitían información genética... Unos pensaban que estas funciones eran asumidas por las proteinas; otros en cambio se inclinaban por una molécula extraña y poco conocida en esos dias llamada ADN. En este artículo conoce a las personas y el trabajo que realizaron para aclarar la respuesta : El ADN es la biomolécula que almacena y transmite información hereditaria.

http://www.explora.cl/exec/noticia/ficha.e3?id=230

Del sitio Oficial de los premios Nobel, la razón del premio para Watson (1928 - ), Crick ( 1916- 2004) y Wilkins ( 1916 - 2004).

http://nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1962/index.html

Y en este sitio una atractiva presentación multimedia en formato swf que analiza la estructura y la replicación del ADN, Si tienes parlantes enciende para escuchar el relato y leerlo en pantalla.. Seguramente entenderás lo que dice mi ayudante pues es lo mismo que les enseño en clase. Espero que sea de su agrado..

http://207.207.4.198/pub/flash/24/menu.swf

Chao...