Desarrollo
Genética Molecular
La genética molecular sintetiza los procesos de duplicación del ADN y los mecanismos que expresan la información genética.
Replicación
La replicación es el proceso que permite la formación de nuevas copias de la información genética. A partir de una molécula patrón de ADN, se generan dos copias de ADN, idénticas en cantidad y calidad. Ocurre cuando existen ciertas señales que indican el inicio de una nueva división celular. Asegura la continuidad de la información genética de padres a hijos, haciendo posible la continuidad de la vida desde organismos primitivos hasta los organismos actuales.
Watson y Crick
Watson y Crick propusieron que cada hebra de ADN actuaba como patrón para la formación de hebras hijas, obteniendo dos dobles hélices idénticas. Su problema era que las moléculas hijas de ADN son dos cadenas nuevas y otras dos cadenas viejas, cada cadena presenta una hebra nueva y otra vieja.
Meselson y Stahl
Meselson y Stahl realizaron un experimento que solucionó el problema. Marcaron con nitrógeno radiactivo hebras de ADN, luego analizaron la distribución del nitrógeno marcado en las hebras producidas en diferentes generaciones bacterianas.
La Replicación del ADN es Semiconservativa
La replicación del ADN es semiconservativa ya que las dobles hélices sintetizadas incluían una hebra parental marcada y una no marcada.
Arthur Kornberg y la ADN Polimerasa 1
Arthur Kornberg llamó ADN polimerasa 1 a la enzima responsable de la síntesis. Esta enzima cataliza la unión de nucleótidos a través de sus grupos fosfatos y las desoxirribosas de la cadena, sintetiza en dirección 5′—3′. La energía necesaria se obtiene de los grupos fosfatos presentes en el nucleótido que se incorporan a la cadena de ADN.
Enzimas Clave en la Replicación
- Proteína + Helicasa: se encargan de abrir la doble hélice.
- SSB: proteína que las mantiene desplegadas para la lectura.
- Primasa: inicia la replicación del ADN, facilita la función de la polimerasa.
- ADN polimerasa: lleva a cabo la replicación del ADN.
- Endonucleasa: degradan moléculas de ARNm que participan en la síntesis de proteínas.
Transcripción
Es el proceso mediante el cual se sintetiza una molécula de ARN mensajero (ARNm) a partir de una plantilla de ADN.
Maduración del ARN
Una vez sintetizado, el ARNm sufre una serie de modificaciones dentro del núcleo. A esta se denomina maduración del ARNm y se caracteriza por:
- Intrones: segmentos eliminados por enzimas del núcleo, en el proceso de maduración, no participan de la síntesis de proteínas.
- Exones: participan en la síntesis de proteínas, son unidos entre sí por otro conjunto de enzimas nucleares. El corte de intrones y el empalme de exones entregan una molécula más corta que la transcrita.
- Poliadenilación: proceso de modificación del ARNm, a través de la adición de largas secuencias de adenina en uno de sus extremos, cola poli A, y es una señal para exportar la molécula de ARNm hacia el citoplasma donde ocurre la síntesis de proteínas.
Traducción
La traducción es el proceso en el cual el ARNm, ya sintetizado y madurado, da lugar a la síntesis de proteínas a partir de la lectura del ARNm. Ocurre en los ribosomas, conjunto de proteínas ribosomales y ARNr. En el ribosoma se desplaza la molécula que contiene la información para la síntesis de una proteína, ocurre la lectura de cada uno de los codones del ARNm, añadiéndose un nuevo aminoácido a la proteína que se está sintetizando. Las enzimas que participan son: Peptidil-transferasa y aminoacil.
- Codón de inicio: AUG
- Codones de terminación: UAA, UGA, UAG
Los aminoácidos se encuentran dispersos en el citoplasma y el ribosoma debe capturar el aminoácido específico para cada codón. El ARNt es la molécula capaz de traducir el mensaje de los codones para la síntesis de proteína. Esta se une a los codones a través de los anticodones, unión realizada por la complementariedad de bases.
Etapas de la Traducción
- Sitio A: el ARNt se une a un aminoácido específico, al mismo tiempo un ARNm se une al ribosoma.
- Sitio P: un segundo ARNt con un aminoácido se une al complejo formado por el ribosoma.
- Enzima Peptidil-transferasa: une los dos aminoácidos a través de un enlace peptídico, lo que provoca el desplazamiento del ribosoma a lo largo del ARN. Como resultado, el sitio A queda disponible para el ingreso de un nuevo ARNt activado.
Importancia de la Replicación
La replicación es importante pues asegura la continuidad de la información genética durante el crecimiento y la separación de los tejidos.
Técnicas de Estudio de la Replicación
Pulso y Caza
: consiste en hacer crecer celulas en medios de cultivo adecuando y agregar moleculas precursoras de adn previamente marcadas con pulsos de uracilo radiactivo. La celula incorpora estos precursores marcados y los utiliza para producir moleculas de ARN.
Degenerado y universal: porque en los seres vivos existen 20 aminoacidos, a partir de los cuales se forman diferentes proteina. Cada aminoacido esta codificado por secuencia de 3 nucleotidos en el ARNm llamadas codones.Cada codon contiene el codigo para un aminoacido y como ellos son 20, cada aminoácidos puede ser codificado por mas de un triplete o codon por esta es degenerado y universal.
Maduracion del ARN: una vez sintetizado el ARNm sufre una serie de modificaciones dentro del nucleo, a esta se denomina maduracion del ARNm y se caracteriza por la eliminación de segmentos de ARNm que no participan de la síntesis de proteinas (intrones)