Base molecular de la herencia

I D E A S La base molecular
C L A R A S de la herencia
El ADN como molécula portadora de la información genética
La molécula portadora del mensaje genético debe ser:
쐌 Químicamente estable.
쐌 Capaz de replicarse y originar copias de sí misma.
쐌 Transmisible de una generación a otra.
쐌 Susceptible de cambios que posibiliten la aparición de cierta variabilidad.
Los experimentos de Griffith demostraron que:
쐌 La información genética está contenida en un componente celular.
쐌 El material genético constituye un portador activo de la información genética aunque la célula que lo contenga
no esté viva.
Hershey y Chase demostraron, utilizando bacteriófagos marcados radiactivamente, que esta molécula es el ADN.
Las células procariotas y eucariotas presentan algunas diferencias entre sí respecto a la organización del material genético.
쐌 En las células procariotas:
쐌 Prácticamente todo el ADN de la célula se emplea como información para la síntesis de proteínas.
쐌 El gen codificador de cada proteína se compone de una secuencia continua de nucleótidos.
쐌 El ADN no está asociado a proteínas.
쐌 No existe un núcleo donde se aloje el ADN.
쐌 En las células eucariotas:
쐌 La mayoría del ADN no es codificante.
쐌 Gran parte es altamente repetitivo.
쐌 Las secuencias codificantes no son continuas, sino que existen intrones y exones; los primeros, no codificantes.
쐌 El ADN se encuentra unido a proteínas.
쐌 El material genético está situado en el interior del núcleo.
Replicación del ADN
El ADN puede formar réplicas exactas de sí mismo, con lo que se obtienen dos copias iguales que posteriormente
se reparten a las células hijas obtenidas en una división celular.
La forma de realizar la replicación es semiconservativa, pues en cada doble hélice de las moléculas resultantes, una hebra
procede de la original y la otra es producto de una nueva síntesis.
Mecanismo
de la replicación
La replicación de la célula se lleva a cabo durante la fase S del ciclo celular.
쐌 Inicio de la replicación. Comienza a prepararse el ADN para ser replicado. Actúan varias
enzimas:
쐌 Helicasas. Separan las dos hebras de ADN al romper los puentes de hidrógeno que existen
entre las bases nitrogenadas complementarias.
쐌 Topoisomerasas. Cortan una de las dos hebras o las dos para eliminar tensiones.
쐌 Proteínas SSB. Mantienen separadas las dos hebras.
쐌 Formación de las nuevas hebras. A medida que la doble hélice del ADN original
se va separando, se forma la llamada burbuja de replicación, donde se sintetizan las nuevas
hebras. La enzima que lo realiza es la ADN polimerasa III, que tiene las siguientes características:
쐌 Necesita una hebra molde de ADN, que recorre en sentido 3’ 씮 5’, sobre la que sintetiza
la hebra complementaria.
쐌 Une nucleótidos en sentido 5’ 씮 3’.
쐌 Utiliza nucleótidos trifosfato, los cuales proporcionan, al mismo tiempo, la energía necesaria
para la unión.
쐌 No puede comenzar la síntesis por sí misma, pues solo es capaz de añadir nucleótidos sobre
el extremo 3’ libre de una cadena polinucleotídica previa. Por este motivo, es necesario que
exista una cadena corta de ARN (ARN cebador) que después se elimina. El ARN cebador
es sintetizado por la enzima primasa, la cual, utilizando ADN como molde, sintetiza un ARN
complementario de este.
La síntesis de una de las hebras es continua (hebra conductora), pues a medida que se abre
la doble hélice, la enzima va avanzando y añadiendo nuevos nucleótidos a la cadena
en formación.
La otra cadena se sintetiza de forma discontinua (hebra retardada). Los segmentos de ADN
sintetizados de este modo se conocen como fragmentos de Okazaki. Cada fragmento
de Okazaki requiere un ARN cebador para iniciar la síntesis.
La eliminación de los ARN cebadores la realiza la enzima ADN polimerasa I. Esta misma enzima
posee también actividad polimerasa, por lo que puede rellenar el hueco dejado. Tras
la eliminación de los ARN cebadores, los fragmentos de Okazaki se unen gracias a la acción
de las ligasas.
쐌 Finalización. Cada hebra recién sintetizada y la que ha servido de patrón se disponen
enrolladas originando una doble hélice.
Corrección
de errores
Es necesario detectar y corregir los errores producidos durante la síntesis de ADN. El ADN
es la única molécula capaz de efectuar una reparación de sí misma. En el proceso posreplicativo
de corrección de errores participan varias enzimas:
쐌 Endonucleasas. Detectan errores y cortan la cadena anómala.
쐌 Exonucleasas. Eliminan el fragmento incorrecto.
쐌 ADN polimerasas. Sintetizan el segmento correspondiente al fragmento eliminado.
쐌 ADN ligasas. Unen el nuevo segmento al resto de la cadena.
La cadena nueva se diferencia de la antigua en que esta última tiene metiladas las adeninas,
proceso que tiene lugar pasado un cierto tiempo desde el final de la síntesis.