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UT2 - Traducción del mRNA - Contenido educativo

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Subido el 11 de octubre de 2023 por Pedro M.

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En este vídeo vamos a estudiar la última parte del tema, sobre todo lo que hace referencia a la traducción del RNA mensajero a DNA. 00:00:12
Y después veremos en la segunda parte las enzimas más importantes de origen sobre todo bacteriano que podemos utilizar en biología molecular. 00:00:25
Sobre todo nos centraremos en las endonucleasas de restricción. 00:00:37
Antes de comenzar el proceso de la traducción hay que recordar la estructura que tienen los aminoácidos 00:00:39
Fijaos, esta es la estructura de un aminoácido, una estructura genérica en la cual tenemos un carbono central 00:00:46
que a través de sus cuatro valencias forma cuatro enlaces covalentes 00:00:52
Siempre, siempre, y esto es muy importante, en una primera posición tendremos un átomo de hidrógeno 00:00:58
Si recordáis, en una segunda posición tendremos un grupo amino que tiene características básicas y en la posición completamente opuesta tendremos un grupo químico ácido carboxílico que, al contrario que el grupo amino, tiene características ácidas. 00:01:05
De ahí su nombre, ácido carboxílico. Y en la cuarta valencia, si recordáis, tenemos un radical químico. Entonces, dependiendo de qué aminoácido, qué aminoácido de los 20 aminoácidos que va a formar parte de las proteínas, dependiendo de qué aminoácido, este radical que lo tenemos aquí en azul es diferente. 00:01:23
Entonces, tenemos 20 radicales diferentes, siendo el más sencillo el de la glicina. La glicina en este radical es sencillamente otro hidrógeno. Desde la glicina, que es el más sencillo, a radicales muy complejos, incluidos algunos que tienen, por ejemplo, el triptófano, tienen anillos en su estructura. 00:01:45
Dependiendo de este radical tenemos diferentes grupos de aminoácidos. Tenemos aminoácidos que son apolares, donde todo el radical está formado por cadenas hidrocarbonadas, una serie de aminoácidos que los han pintado, están aquí en este recuadro verde, que tienen características polares, sobre todo porque tienen grupos hidroxilo, grupo hidroxilo, o tienen un grupo amino, ¿de acuerdo? 00:02:09
Un grupo sulfidrilo, SH, y después tenemos otros dos grupos más de aminoácidos, unos con características ácidas, donde tenemos el glutamato y el aspartato, y tres aminoácidos con características básicas, la arginina, la lisina y la histidina. 00:02:38
¿De acuerdo? Aquí en esta tabla que tenéis en el libro, tenemos que cada uno de los aminoácidos lo podemos abreviar con un código de tres letras. ¿De acuerdo? De tal manera que ya no tenemos que decir que una proteína está formada por ácido aspartico, sino que está formada por ASP. 00:02:56
El código de una letra no lo vamos a ver, no es el que se suele utilizar, se suele utilizar el código de tres letras. Este código de tres letras es muy importante y lo tenemos que saber, conocer. 00:03:14
¿De acuerdo? Una vez que ya conocemos la estructura que tienen los aminoácidos, nos podemos dar cuenta de por qué a este proceso celular le llamamos traducción. 00:03:25
Y es que tenemos que pasar de un lenguaje donde la estructura química predominante son los nucleótidos, que está formado por una pentosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada, a un lenguaje químico completamente diferente, que es el de los aminoácidos para poder formar polipeptidos y proteínas. 00:03:38
Por tanto, la traducción es el proceso por el cual a partir de un mensajero, un RNA mensajero, se va a sintetizar una proteína 00:03:59
¿Dónde se lleva a cabo el proceso de la traducción? Y esto es muy importante 00:04:08
Se lleva a cabo en el citoplasma 00:04:12
Acordaos que el pre-mRNA estaba en el núcleo 00:04:14
El mensajero ya maduro ha salido al citoplasma a través de los poros nucleares 00:04:19
¿Cómo traducimos un lenguaje de bases nitrogenadas en un lenguaje de aminoácidos? 00:04:26
Necesitamos un diccionario que nos ayude a traducirlo 00:04:35
Esa especie de diccionario, entre comillas, es lo que llamamos el código genético 00:04:38
Entonces, para entender bien el código genético 00:04:43
Hemos de conocer que en la secuencia de un RNA mensajero 00:04:47
Aquí tenemos representado un RNA mensajero muy pequeño 00:04:52
Desde su extremo 5' hasta su extremo 3' 00:04:55
prima, recordad que aunque no esté representado, aquí tenemos la caperuza 5 prima del 7-metilguanosina, 00:04:58
aquí tenemos la colapolia y entre medias no encontraremos secuencia de intrones. 00:05:06
Este RNA mensajero con su secuencia, que sabemos que es la secuencia complementaria a la hebra 3 00:05:14
prima, cinco prima del gen que tenemos en el DNA. Esta secuencia, los ribosomas, que son los 00:05:21
orgánulos que van a leer el mensajero, lo van a leer en grupos de tres nucleótidos. Cada grupo 00:05:28
de tres nucleótidos del mensajero es lo que llamamos un codón. Pues bien, el código genético 00:05:35
es el diccionario, entre comillas, que nos va a relacionar la secuencia de cada codón, de cada 00:05:45
grupo de tres nucleótidos del mensajero con el aminoácido que codifica. De tal manera que si en 00:05:52
el mensajero yo me encuentro la secuencia UUU, el ribosoma entiende que tiene que introducir un 00:05:59
aminoácido de fenilalanina. Pero si me encuentro, por ejemplo, ACC, el ribosoma sabrá que tiene que 00:06:08
introducir un aminoácido treonina, ¿de acuerdo? En el código genético tenemos 64 codones, 64 codones, por las 00:06:15
combinaciones de cuatro nucleótidos que los vamos cogiendo de tres en tres, 64. Los 64 codones no codifican todos 00:06:27
para aminoácidos. De tal manera que tenemos un codón de inicio. ¿Por qué le llamamos 00:06:37
codón de inicio? ¿Por qué? Porque va a ser el codón donde se va a enganchar, como 00:06:46
vamos a ver ahora, se va a anclar el ribosoma y a partir de aquí se va a empezar a traducir 00:06:51
la proteína. Por tanto, todas las proteínas, su mensajero comienza con la secuencia AUG. 00:06:56
Por tanto, todas las proteínas comenzarán con el aminoácido metionina y esto es muy importante. Todas las proteínas eucariotas comenzarán con metionina. Todas las proteínas procariotas empiezan con una metionina un poquito especial, que es lo que llamamos la formilmetionina. 00:07:05
Es una metionina que está modificada químicamente. 00:07:24
Además de conocer que existe un codón de inicio y siempre es el mismo, 00:07:28
hemos de saber que el ribosoma llegará a un momento que tiene que parar. 00:07:35
¿Dónde para? Parará cuando encuentre la secuencia de un codón de stop. 00:07:39
Estos tres codones de los 64 no codifican, como veis, para ningún aminoácido. 00:07:46
Cuando el ribosoma encuentre cualquiera de estos tres codones, UAA, UAG, UGA, sabe que tiene que parar la traducción y no va a introducir en este codón de stop o stop codón, en este codón de paro o de stop, no va a introducir ningún aminoácido más. 00:07:52
Por tanto, de los 64 codones, solamente 61, que son la gran mayoría, codifican para aminoácidos. 00:08:12
Un punto importante, si nos fijamos en la estructura de este mensajero pequeño que aquí en este esquema, si os dais cuenta, hemos dicho que la traducción va a comenzar desde el codón de inicio al codón de paro o de stop, el stop codon. 00:08:23
Esta secuencia que iría en este ejemplo desde esta A hasta esta A es lo que llamamos la secuencia codificante del mensajero. ¿Por qué? Porque todos estos codones van a codificar para aminoácidos y participan en la traducción y en la formación y síntesis de la proteína. 00:08:45
Pero si os dais cuenta, tenemos una región hacia 5' desde el codón de inicio hacia 5' y desde el codón de stop hacia 3' que no se va a traducir. 00:09:06
Estas secuencias del mensajero las llamamos 5' y 3' UTR, UTR es Untranslated Regions, es decir, regiones no traducidas. 00:09:21
Las 5' UTR y 3' UTR son secuencias no codificantes, ¿de acuerdo? Tienen otras funciones en el mensajero que en este curso no nos interesan y no las vamos a ver, ¿de acuerdo? 00:09:32
De tal manera que este mensajero, siguiendo el código genético, su secuencia por estos cuatro codones, permiten la síntesis de un péptido, polipeptido pequeño, formado por tres aminoácidos, metionina, isoleucina, serina. 00:09:47
De tal manera que el último, acordaos que en el stop codon, ya lo veremos ahora en el proceso, no se introduce ningún aminoácido. Son codones no codificantes. ¿De acuerdo? No van a dar lugar a la introducción de ningún aminoácido más. 00:10:06
más. Dicho esto, vamos a pasar a describir ahora qué componentes son necesarios, 00:10:23
componentes celulares, qué maquinaria celular es necesaria para llevar a cabo 00:10:32
la traducción y el proceso de traducción. Pero antes vamos a ver que el código 00:10:36
genético tiene unas características propias, es decir, este diccionario tiene 00:10:43
cuatro características muy importantes que tenemos que conocer. La primera es un 00:10:49
código genético universal. ¿Esto qué significa? Que este código genético es 00:10:53
idéntico en todos los organismos. ¿De acuerdo? ¿Hay excepciones? Sí, cuatro 00:10:57
excepciones. ¿De acuerdo? Por ejemplo, en virus. Hay algunos virus que tienen un 00:11:04
código genético diferente. Eso significa que, a lo mejor en algún virus, CUU, en 00:11:10
lugar de codificar para leucina, codifica para isoleucina. ¿De acuerdo? Pero eso 00:11:17
excepciones contadas. Por eso decimos que el código genético es universal y propio de todos los 00:11:23
organismos, compartido por todos los organismos vivos. En segundo lugar, no es ambiguo. Es decir, 00:11:29
cada codón codifica para un aminoácido concreto. Es decir, CUU codificará siempre para una leucina. 00:11:36
Y si aquí encontramos AUC, sabemos que corresponde a una isoleucina y jamás el ribosoma podrá 00:11:45
meter una serina, una estirina o cualquier otro aminoácido. La tercera característica es que es 00:11:53
degenerado, es decir, la mayor parte de los aminoácidos están codificados por más de un 00:12:00
codón. Aquí lo vemos por ejemplo, la leucina es un caso clarísimo. Por ejemplo, la leucina está 00:12:05
codificada por tres codones. Es decir, tenemos 61 codones para 20 aminoácidos. Por tanto, es 00:12:13
degenerado. Los codones que codifican para el mismo aminoácido se llaman codones sinónimos. Es decir, 00:12:23
estos dos codones son sinónimos porque codifican para la fenilalanina y estos seis son sinónimos 00:12:32
porque codifican para la leucina, ¿de acuerdo? 00:12:37
Y por último, el código genético es continuo y no solapado, 00:12:41
es decir, en la cadena del mensajero 00:12:45
los codones se van a disponer de forma continua, 00:12:47
uno al lado del otro, no solapado, 00:12:54
no hay espacios entre ellos, 00:12:57
no hay secuencia no codificante entre ellos, 00:13:00
sino que entre el codón de inicio y el codón de stop 00:13:02
La secuencia codificante es continua y el ribosoma irá desde aquí hasta este punto sintetizando la proteína. ¿De acuerdo? 00:13:05
¿Qué componentes celulares, qué maquinaria celular es necesaria para llevar a cabo el proceso de traducción? 00:13:16
Por supuesto necesitamos el mensajero, necesitamos los aminoácidos, vamos a necesitar RNAs de transferencia que si os acordáis son aquellos RNAs portadores de los aminoácidos, los que van a atraer los aminoácidos. 00:13:23
Vamos a necesitar una serie de enzimas que van a catalizar la unión de un aminoácido con el siguiente 00:13:40
Que es la peptidil transferasa, la vamos a ver ahora después 00:13:47
Y necesitamos los ribosomas 00:13:51
¿Qué son los ribosomas? 00:13:53
Son los orgánulos celulares que van a llevar a cabo todo el proceso 00:13:54
Me voy a detener un poquito en los ribosomas para recordaros la estructura que tienen 00:13:58
Todos los ribosomas están formados por dos subunidades 00:14:03
Una subunidad pequeña y una subunidad grande, ¿de acuerdo? 00:14:07
La subunidad pequeña, en este esquema más simplificado, la subunidad pequeña tiene un sitio de unión al mensajero, 00:14:13
de tal manera que el mensajero se va a disponer en esta zona de aquí, siguiendo esta línea, 00:14:20
y en este punto interacciona con la subunidad menor. 00:14:27
La subunidad mayor es de mayor tamaño, por supuesto, y lo que nos interesa en el proceso de traducción es que en su estructura contiene tres huecos, tres huecos, el hueco A, el P y el E. 00:14:32
El hueco A, su nombre viene de aminoacil tRNA. Aquí va a entrar el nuevo ARN de transferencia que tiene el aminoácido que se tiene que unir a la cadena. Ahora lo vamos a ver. 00:14:48
En el sitio P estará el RNA de transferencia anterior. Lo vamos a ver ahora después. Su nombre es por lo de peptidil-TRNA, ¿de acuerdo? Porque aquí vamos a tener el TRNA unido a la cadena peptídica y aquí el TRNA unido al aminoácido, es decir, al aminoácido nuevo que se tiene que unir. 00:15:04
Y el sitio E es más pequeño y estará el tRNA, un tRNA libre, sin aminoácido. Lo vamos a ver. Su nombre es TES-EXIT. Aquí estará el tRNA que tiene que salir porque ya ha unido su aminoácido. Lo vamos a ver en un momento. 00:15:30
¿De acuerdo? Aquí en este dibujo lo tenéis. El tRNA que ya unió su aminoácido se sitúa en el sitio E para liberarse. De ahí el nombre de exit site. En el sitio P vamos a tener el tRNA que está unido a la cadena polipeptídica que se está uniendo y en el sitio A el tRNA que trae el nuevo aminoácido que se tiene que unir a esta cadena polipeptídica. 00:15:48
¿De acuerdo? Vamos a ver ahora el proceso. El proceso tiene tres fases. La fase de iniciación, fase de elongación y una fase de terminación. ¿Qué es lo que ocurre en la fase de iniciación de la traducción? Acaba de llegar el RNA mensajero procedente del núcleo, estamos en el citoplasma y lo primero que ocurre es que al mensajero se le acopla la subunidad menor, ¿de acuerdo? A través del sitio de unión al mensajero. 00:16:17
¿Dónde se une? ¿En 5 prima? ¿Se une en 3 prima? No 00:16:46
El mensajero, perdón, la subunidad menor se va a unir a la altura del codón AUG 00:16:51
Acordaos que el codón AUG es el primer codón, el codón de inicio, el que va a codificar para metionina 00:16:59
Una vez la subunidad menor se ha unido al mensajero 00:17:05
Viene el primer RNA de transferencia 00:17:10
Este primer RNA de transferencia es el que porta la metionina y como anticodón lleva el complementario AUG, es decir, es el tRNA de transferencia que lleva como anticodón UAC. 00:17:15
Una vez llega este TRNA que se le llama de inicio, el TRNA de inicio que es el que lleva la metionina 00:17:32
Y una vez se han formado los puentes de hidrógeno, este complejo macromolecular formado por el mensajero, la subunidad menor y el TRNA de inicio 00:17:41
A todo este complejo lo llamamos complejo de iniciación 00:17:53
¿Qué es lo que ocurre ahora? A este complejo de iniciación se le va a acoplar la subunidad mayor 00:17:58
De tal manera que este primer RNA de transferencia con la metionina quede enclavado dentro del sitio P 00:18:07
¿De acuerdo? Entonces no puede quedar en el sitio E, no puede quedar en el sitio A 00:18:18
sino que la subunidad mayor, PLONK, se acopla de manera que este RNA de transferencia quede aquí en el sitio P. 00:18:23
¿De acuerdo? 00:18:34
Una vez ya están acopladas la subunidad mayor, la subunidad menor o la subunidad mayor con el complejo de iniciación, 00:18:36
comienza la segunda fase, que es la fase de elongación. 00:18:44
¿Por qué se le llama fase de elongación? 00:18:47
Porque a esta metionina ahora se le va a ir añadiendo más aminoácidos 00:18:49
y entonces esta cadena se va a ir elongando, se va a ir haciendo cada vez más larga. 00:18:54
¿De acuerdo? 00:18:58
Muy bien. 00:19:02
¿Qué es lo que ocurre ahora? 00:19:04
Imaginaos que en esta cadena, en este esquema, solamente tiene la metionina. 00:19:05
Solamente tendría la metionina. 00:19:10
Olvidaos que no tiene cuatro, sino que tiene solamente uno. 00:19:11
Es el primer RNA de transferencia. 00:19:14
Lo que ocurre ahora es, en el sitio A, la primera parte de la fase de elongación es que en el sitio A van a ir entrando RNAs de transferencia que portan aminoácidos. ¿Qué aminoácido van a llevar estos RNAs de transferencia? Eso está codificado por el anticodón. 00:19:18
Acordaos que hay una enzima que es la aminoacil-TRNA sintetasa 00:19:37
Que tiene un brazo que chequea el anticodón 00:19:42
Y dependiendo de la secuencia del anticodón 00:19:45
Coloca el aminoácido correspondiente según el código genético 00:19:47
¿De acuerdo? Que acabamos de ver 00:19:53
Entonces, llega el primer TRNA 00:19:55
Entra aquí 00:19:57
Si la secuencia es complementaria y por tanto se forman los puentes de hidrógeno 00:19:59
Se queda 00:20:04
Si no, sale. Otro RNA de transferencia entraría hasta que entre el RNA que sea complementario y se puedan formar los puentes de hidrógeno complementarios entre anticodón y codón. 00:20:06
Codón, anticodón, igual que ocurría en este caso. 00:20:23
Codón, anticodón, son complementarios, se formarán los puentes de hidrógeno. 00:20:27
Si se forman los puentes de hidrógeno, este tRNA nuevo queda anclado en el sitio A y ya no se puede ir. ¿Por qué? Porque la unión, dijimos que era muy fuerte, si os acordáis, la unión de los puentes de hidrógeno entre dos, las uniones complementarias, ¿de acuerdo? 00:20:31
Entonces, este tRNA ya se queda aquí. El siguiente paso es que va a venir una enzima. ¿Qué enzima es? Es la peptidil transferasa. ¿Qué hace esta enzima? La peptidil transferasa, ¿qué es lo que va a hacer? Corta la cadena polipeptídica, en este caso solamente decíamos que había una metionina, corta este enlace y hace el enlace peptídico entre la metionina y el siguiente aminoácido. 00:20:49
De tal manera que ahora esa metionina, olvidaos de estos de aquí porque estamos al principio, esta metionina quedaría enganchada a través del enlace peptídico al siguiente aminoácido y al tRNA de transferencia nuevo. 00:21:17
¿De acuerdo? ¿Se entiende? Espero que sí. 00:21:32
Entonces, ¿qué es lo que ocurre ahora? Ahora ocurre lo que llamamos el proceso de translocación. 00:21:37
se desensamblan ligeramente subunidad mayor, subunidad menor, se desensamblan de tal manera 00:21:42
que la subunidad mayor y la subunidad menor dan un salto en dirección 3' hacia allá, en dirección 00:21:52
3' y es un salto exacto, de tal manera que es un salto de tres nucleótidos. Si en esta estructura 00:22:00
se produce el desensamblaje entre la subunidad mayor y la subunidad menor 00:22:09
y damos un salto hacia 3' de un triplete 00:22:13
eso lo que hace es que este RNA de transferencia que estaba en el sitio P 00:22:19
ahora después del salto estará en el sitio E 00:22:25
y este RNA de transferencia que estaba formado por la metionina y el siguiente aminoácido 00:22:27
que estaba en el sitio A ahora quedará en el sitio P 00:22:34
Aquí lo tenemos. De manera que ahora el sitio A queda libre. Este quedaría ocupado por este tRNA, el P quedaría ocupado por este tRNA y el sitio que queda libre es el sitio A. 00:22:38
El tRNA de transferencia que ha quedado en el sitio E, como ya no tiene aminoácido, se va 00:22:55
Por eso se le llama sitio de éxit, se iría 00:23:05
Y volvemos a comenzar 00:23:08
Si os acordáis, hemos dicho que ahora lo que vamos a tener es 00:23:11
Al principio teníamos una metionina, ahora vamos a tener una metionina con el nuevo aminoácido que se había unido 00:23:16
entonces, en el sitio A, una vez que en el sitio E ya se ha ido el terreno de transferencia 00:23:25
al sitio A vuelven a ir entrando terrenos de transferencias 00:23:32
hasta que uno de ellos forme los puentes de hidrógeno complementarios 00:23:36
forma los puentes de hidrógeno complementarios 00:23:41
llega la peptidiltransferasa nuevamente 00:23:44
corta el enlace entre la cadena polipeptídica que se está formando 00:23:47
y este tRNA de transferencia y hacen enlace peptídico con el nuevo aminoácido. 00:23:52
Plum. 00:23:58
Se produce el proceso de translocación, el tRNA que ha quedado libre se va 00:23:59
y el sitio A vuelve a quedar libre para que puedan volver a entrar nuevos tRNAs con sus aminoácidos. 00:24:05
¿De acuerdo? 00:24:16
¿Hasta cuándo? 00:24:17
hasta que en el sitio A el triplete que aparece sea un codón de stop, uno de los tres codones de stop. 00:24:18
¿Qué es lo que ocurre? Entramos ya en la fase de terminación. 00:24:27
Cuando aquí en el sitio A se detecta la presencia de un codón de stop, uno de estos tres, no entra ningún RNA de transferencia, no pueden entrar. 00:24:32
No hay ningún RNA de transferencia que tenga un anticodón que sea complementario a estas tres secuencias. No existe. Por tanto, como no puede entrar en el sitio a ningún RNA, lo que entran son lo que llamamos factores de liberación. 00:24:42
Entonces los factores de liberación que hacen una vez entra el factor de liberación o los factores de liberación llevan a cabo dos funciones. La primera cortan el enlace entre este tRNA y el último aminoácido. 00:25:02
Al cortar este enlace, el polipéptido, esta cadena de aminoácidos polipeptídica, ya queda libre en el citoplasma y en segundo lugar, perdón, y el tRNA también queda libre y ya sale. 00:25:19
Y la segunda función que llevan a cabo los factores de liberación es el desensamblaje de todo el complejo, de tal manera que subunidad mayor, subunidad menor se desensamblan, el mensajero queda libre y los factores de liberación también. 00:25:35
Es importante tener en cuenta que ahora puede volver a comenzar con este mensajero que ha quedado libre todo el proceso otra vez, es decir, la subunidad menor podría ir a buscar el auge, volver a unirse que entre el primer RNA de transferencia con la metionina y volver a comenzar todo el proceso. 00:25:51
Es decir, que a través, a partir de un mensajero, este proceso de traducción puede ocurrir muchas veces, una detrás de otra, de forma prácticamente simultánea. ¿De acuerdo? Os he puesto también aquí otro esquema, paso a paso, fase a fase, por si os ayuda también a entenderlo mejor, pero básicamente es lo mismo. En la fase de iniciación, en la fase de elongación y en la fase de terminación. Todos estos esquemas los tenéis ya subidos en la plataforma. 00:26:13
El último apartado del tema es referente a una serie de enzimas que vamos a utilizar muchísimo en el laboratorio de biología molecular. 00:26:43
El primer grupo y en el que más nos vamos a detener, me voy a detener, son las nucleasas, y en concreto unas nucleasas que se denominan endonucleasas de restricción, que las veremos en el tema 6, en el tema 6, en el tema 7 creo, de clonación génica, genética. 00:26:55
Las utilizamos muchísimo para clonar genes. Las nucleasas son enzimas que cortan ácidos nucleicos, es decir, fragmentan una molécula de ácido nucleico. Dependiendo de qué ácido nucleico se trate, tenemos RNAs y DNAs, nucleasas de ARN o nucleasas de DNA. 00:27:13
De la misma manera, también las podemos clasificar dependiendo del tipo de cadena que cortan. 00:27:36
Pueden ser nucleasas bicatenarias o monocatenarias. 00:27:41
La clasificación que más nos interesa es dependiendo del punto de corte. 00:27:45
Dependiendo del punto de corte tenemos dos tipos de nucleasas, las exonucleasas y las endonucleasas. 00:27:50
Las exonucleasas, como su nombre indica, son aquellas que van a empezar a fragmentar y a cortar los enlaces fosfodiéster desde los extremos de la molécula o desde 5' nucleótido a nucleótido o desde 3' nucleótido a nucleótido. 00:27:56
Las endonucleasas pueden cortar la molécula de DNA o de RNA en cualquier punto, desde los extremos o en cualquier punto de su longitud. 00:28:15
Hay algunas endonucleasas, que son las que más nos interesa, que pueden cortar aleatoriamente en cualquier punto de la molécula de ácido nucleico. 00:28:26
Sin embargo, hay otras que tienen un punto específico de corte, una secuencia específica de corte. 00:28:38
Esa secuencia específica de corte que reconocen y donde cortan es lo que llamamos diana de restricción, ¿de acuerdo? Por tanto, los enzimas de restricción o endonucleasas de restricción no cortan en cualquier sitio de la molécula de DNA o RNA, sino que cortan en unas dianas de restricción, en unas secuencias concretas específicas dentro de la molécula de DNA o de RNA, ¿de acuerdo? 00:28:44
Es decir, esto representa una endonucleasa de restricción que reconoce específicamente esta secuencia 00:29:16
y entonces cortaría. En este caso, corta después de la G, de la primera G5'. 00:29:23
¿De acuerdo? Si aquí corta, tendríamos el extremo 5', esta sería la G5', después corta. 00:29:29
En esta hebra, el extremo 5' lo tenemos aquí, 5', G, entonces produciría el corte. 00:29:37
de tal manera que cortan las dos hebras, es una endonucleasa bicatenaria 00:29:43
y dejaría en este caso extremos cohesivos, que vamos a ver ahora qué es eso. 00:29:48
¿Cómo son las endonucleasas de restricción? 00:29:55
Pues estas endonucleasas de restricción, ya hemos dicho que reconocen una secuencia específica 00:29:58
que la llamamos diana de restricción. 00:30:02
La mayoría de ellas pertenecen a las bacterias y las hemos aislado de las bacterias, ¿por qué? 00:30:04
Porque son un sistema de defensa. 00:30:09
Hay muchos bacteriófagos, virus, que cuando atacan a las bacterias introducen su material genético dentro de las bacterias. 00:30:12
De tal manera que hay muchas bacterias que han desarrollado endonucleasas de restricción para detectar DNA exógeno, es decir, que no sea propio, y poder fragmentarlo. 00:30:20
De esta manera, aunque el virus haya infectado a la célula, no se puede propagar dentro de ella. 00:30:31
La primera de ellas se descubrió en Escherichia coli en los años 60. 00:30:36
Estos investigadores esperaban que cortasen en cualquier sitio del DNA 00:30:44
Pero se dieron cuenta que no, que era específica 00:30:48
Era EcoR1, la veremos ahora después 00:30:51
Y a partir de ellos, del año 60, se empezaron a aislar y a purificar 00:30:53
Muchísimas de estas enzimas de restricción 00:30:57
La secuencia de reconocimiento, la diana de restricción 00:31:00
Suele ser una secuencia pequeñita 00:31:04
Entre 4 y 8 nucleótidos 00:31:08
Muy pequeña 00:31:10
y su característica fundamental es que tienen que ser secuencias que llamamos palindrómicas. 00:31:11
En lingüística un palíndrome es una palabra que se lee igual hacia la derecha que hacia la izquierda. 00:31:17
Si os dais cuenta, en esta secuencia, en dirección 5'-3' en una hebra se lee idéntico que en dirección 5'-3' de la hebra complementaria. 00:31:25
G, G, C, C, C, G, G, G, C, C, C. Por tanto, esta secuencia es palindrómica. Por ejemplo, estos son ejemplos concretos de palabras palindrómicas. Oso, radar, reconocer, se lee igual hacia la derecha que hacia la izquierda, etc. 00:31:38
Cuando hablamos de DNA, estamos refiriendo que siempre en dirección 5'-3' se den igual en una hebra y en la hebra complementaria. 00:31:57
¿De acuerdo? 00:32:09
Entonces, existen miles, miles no lo sé, pero cientos seguro, seguro, cientos de nucleases de restricción, estas son las que más se utilizan, el CORRE1, BAMH1, GIND3, hay muchas más. 00:32:11
Cada una de ellas tiene una secuencia de reconocimiento 00:32:25
Es decir, una diana de restricción 00:32:29
Y en esa diana de restricción cortan en un punto específico 00:32:30
Por ejemplo, ALU1 corta justo en medio 00:32:34
Pero BAMH1, ECR1 cortan al principio 00:32:37
También podrían cortar al final, como por ejemplo PST1 00:32:41
¿De acuerdo? 00:32:44
Entonces, dentro de la secuencia de restricción 00:32:47
Cortan en un punto específico 00:32:49
O en medio, o a la izquierda, o a la derecha 00:32:51
¿De acuerdo? 00:32:53
Dependiendo de si corta en medio o corta en un extremo 00:32:56
Los extremos que nos quedan en las moléculas de DNA una vez se ha cortado 00:32:59
Pueden ser extremos romo, siempre y cuando el enzima haya cortado en medio 00:33:06
O extremos cohesivos si corta a la izquierda o a la derecha 00:33:11
Es decir, un enzima que corta justo en medio después de cortar 00:33:16
quedan extremos que llamaríamos limpios esto es lo que llamamos extremos romo sin embargo eco r1 00:33:22
que ya hemos visto que corta al principio después de la primera g en dirección 5 prima 3 prima 00:33:29
cortaría aquí pero en la hebra complementaria cortaría aquí de tal manera que una vez cortadas 00:33:35
las moléculas no quedan con extremos romo sino que quedan con extremos que llamamos cohesivos en 00:33:42
una de las hebras, normalmente la hebra 3'-5' queda una cola, una cola colgando. Ya veremos 00:33:47
en el tema 7, cuando veamos la clonación de genes, la importancia que tiene utilizar 00:33:55
enzimas con extremos cohesivos, ¿de acuerdo? Si os dais cuenta, esta secuencia y esta secuencia 00:34:01
por supuesto son complementarias porque antes estaban unidas por complementariedad, ¿de 00:34:06
¿De acuerdo? Aplicaciones, miles de aplicaciones, ¿de acuerdo? En ingeniería genética, en pruebas de paternidad, en medicina forense, nosotros las vamos a utilizar muchísimo en lo que llamamos la tecnología del DNA recombinante para clonar genes, ¿de acuerdo? Para clonar genes en plásmidos, por ejemplo, introducir genes en células, etcétera, etcétera. 00:34:14
Os he puesto unas cuantas diapositivas de aplicaciones. Esta es la que nosotros utilizaremos más y vamos a ver más a detalle en clase. La clonación, las técnicas de clonación, ¿de acuerdo? Para la cual necesitamos vectores de clonación que suelen ser plásmidos o genomas de virus, ¿de acuerdo? Pero esto lo veremos más despacio ya en el tema 7, ¿de acuerdo? 00:34:35
Estas diapositivas de aplicaciones las tenéis para que les podáis echar un vistazo. 00:34:57
Haremos ejercicios de mapas de restricción, pero ahora no nos interesa, ¿de acuerdo? 00:35:04
Otras enzimas que empleamos muchísimo, las polimerasas. 00:35:09
La adenia polimerasa es el enzima clave para la reacción de PCR. 00:35:13
Entonces, una PCR, si no tenemos polimerasas, no podemos hacer nada. 00:35:19
¿Cuáles son las más utilizadas? Sobre todo la Pol-1, la polimerasa 1. 00:35:22
También se puede utilizar la polimerasa 3 00:35:26
Las polimerasas requieren, que lo veremos en el tema 6, el tema de la PCR 00:35:29
Una serie de elementos para que puedan realizar la PCR 00:35:33
Necesita nucleótidos, necesita un DNA que copiar, DNA molde 00:35:36
Necesita primers, los cebadores y necesita magnesio, cloruro de magnesio 00:35:41
¿Por qué? Porque para poder realizar su función necesitan de cofactor al magnesio 00:35:46
No vamos a entrar en que se diferencian unas polimerasas de otras porque ya lo veremos cuando veamos el tema de la PCL. 00:35:53
Y otras enzimas pues están las retotranscriptasas que son capaces de sintetizar un DNA, una cadena de DNA a partir de una molécula de RNA utilizando RNA molde. 00:36:02
Por tanto serían DNA polimerasas RNA dependientes y otra serie de enzimas que utilizamos mucho pero que no las vamos a ver porque se utilizan mucho menos. 00:36:17
Cuando las vayamos a utilizar, sobre todo las ligasas, en cada tema os iré diciendo qué enzimas se utilizan y qué funciones tienen. 00:36:29
Por ejemplo, la ligasa también en el tema 7 se utiliza mucho para la clonación de genes. 00:36:38
Idioma/s:
es
Materias:
Biología, Ciencias, Ciencias Naturales
Etiquetas:
Científicas
Niveles educativos:
▼ Mostrar / ocultar niveles
  • Formación Profesional
    • Ciclo formativo de grado superior
      • Primer Curso
Autor/es:
Pedro Melgar-Rojas
Subido por:
Pedro M.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
Visualizaciones:
69
Fecha:
11 de octubre de 2023 - 20:00
Visibilidad:
Clave
Centro:
IES BENJAMIN RUA
Duración:
36′ 44″
Relación de aspecto:
4:3 Hasta 2009 fue el estándar utilizado en la televisión PAL; muchas pantallas de ordenador y televisores usan este estándar, erróneamente llamado cuadrado, cuando en la realidad es rectangular o wide.
Resolución:
960x720 píxeles
Tamaño:
55.71 MBytes

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