Subido por Joaquin Espinoza

2. Replicación y transcripción del ADN

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REPLICACIÓN DEL ADN
Unidad 3:
EXPRESIÓN Y MANIPULACIÓN DEL
MATERIAL GENÉTICO
Todas la células en algún momento de su ciclo vital deben reproducirse. La
primera parte de este proceso se da en la etapa “S” (síntesis) del ciclo celular,
en el cual la célula replica su información genética, es decir, realiza una copia
de cada una de sus moléculas de ADN.
Esta etapa es fundamental para el proceso de reproducción celular, ya que
asegura que cada célula hija reciba la misma cantidad y calidad de
información genética.
2. REPLICACIÓN Y
TRANSCRIPCIÓN DEL ADN
REPLICACIÓN
En la replicación participan las moléculas de ADN, diferentes enzimas que
regulan y aceleran el proceso, moléculas de nucleótidos con los que se arman
las nuevas cadenas, y una gran cantidad de ATP.
La replicación del ADN se inicia con la separación de las dos cadenas en un
punto específico llamado origen de replicación. Esta separación forma dos
horquillas de replicación que avanzan en direcciones opuestas generando
una amplia zona de separación llamada burbuja de replicación.
En los eucariotas la
replicación del ADN se
inicia en varios puntos
de origen, a diferencia
de los procariotas en los
que el proceso tiene un
único
origen
de
replicación.
REPLICACIÓN
Para separar las moléculas de ADN se requiere primero “desenrollarlo”. Esta
función está a cargo de la enzima girasa o topoisomnerasa. Luego, la
separación de las cadenas de ADN en dos hebras lo realiza la enzima
helicasa, rompiendo los puentes de hidrógeno que unen a las bases
nitrogenadas de cada cadena, generando dos hebras independientes. Cada
hebra es estabilizada por proteínas llamadas proteínas de unión a cadena
simple o proteínas SSB, evitando que ambas se vuelvan a unir.
proteínas SSB
REPLICACIÓN
Una vez separadas las cadenas en dos hebras, la replicación se inicia en el
origen de replicación, extendiéndose en ambas direcciones, es decir, la
replicación es bidireccional.
REPLICACIÓN
Elongación en dirección 3’ - 5’ de la hebra molde:
La elongación en dirección 3’ a 5’ de la hebra molde genera la llamada
cadena conductora, cadena continua o cadena adelantada de dirección 5’ – 3’.
La elongación o formación de las nuevas cadenas la realiza la enzima ADN
polimerasa. Esta elongación se realiza en dirección 5’ a 3’, ya que los
nucleótidos sólo se pueden unir en el extremo 3’.
Sin embargo, para comenzar
la
elongación,
la
ADN
polimerasa primero debe
reconocer
un
pequeño
fragmento de ARN asociado a
la hebra molde llamado
cebador o primer. Este primer
es elaborado por la enzima
ADN primasa, previo a la
acción de la ADN polimerasa.
REPLICACIÓN
Elongación en dirección 5’ - 3’ de la hebra molde:
La elongación en dirección 5’ a 3’ de la hebra molde genera la llamada hebra
discontinua o hebra retrasada de dirección 3’ – 5’. Sin embargo, como la
elongación sólo es en dirección 5’ a 3’, esta hebra se elonga por la formación
y posterior unión de pequeños fragmentos de hebra con esta dirección
llamados fragmentos de Okazaki. La unión de estos fragmentos lo realiza la
enzima ligasa.
REPLICACIÓN
Debido a que la elongación de una hebra es continua y la elongación de la
otra es discontinua, se dice que la replicación es semidiscontinua.
Cuando la elongación abarca toda la totalidad de las hebras molde, el
resultado son dos moléculas de ADN idénticas. Cada molécula está formada
por una hebra original (hebra molde) y por una hebra nueva, por ello se dice
que la replicación además es semiconservativa.
Al condensarse durante la división celular, cada molécula constituirá una de
las cromátidas hermanas de un cromosoma.
DOGMA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
El dogma de la biología molecular es un paradigma que expresa la relación
entre el ADN y la biología de los seres vivos:
TRANSCRIPCIÓN DEL ADN
El ADN y la información que contiene se encuentran en el núcleo celular y
siempre se mantiene allí. Sin embargo, la información es utilizada por los
ribosomas presentes en el citoplasma para sintetizar proteínas. Esto implica
necesariamente el transporte de la información desde el núcleo hasta los
ribosomas. Esta función la ejerce el ácido ribonucléico o ARN.
Básicamente dice que la información genética codificada en el ADN es
información para la síntesis de proteínas. Esto es corroborado por la
experiencia práctica y se explica por la gran cantidad de funciones,
principalmente reguladoras (enzimática), que tienen las proteínas en la
estructura y funcionamiento (metabolismo) de los seres vivos.
TRANSCRIPCIÓN DEL ADN
TRANSCRIPCIÓN
Características del ARN:
El ARN mensajero (ARNm):
• Es una molécula formada por una única cadena de polinucleótidos.
• Los nucleótidos presentes en el ARN están formados por un grupo fosfato,
un una pentosa (azúcar de 5 carbonos) llamada ribosa, y una base
nitrogenada.
• Las bases presentes en el ARN son: adenina, uracilo, citocina y guanina.
Existen distintos tipos de ARN. El ARN encargado de llevar la información
desde el ADN hasta los ribosomas se denomina ARN mensajero o ARNm.
Para ello, una enzima llamada ARN polimerasa II se encarga de sintetizar una
cadena de ARNm complementaria a la hebra de ADN. Este proceso se
denomina transcripción, y permite “copiar” la información contenida en el
ADN, y dejarla expresada en forma de ARNm.
TRANSCRIPCIÓN
TRANSCRIPCIÓN
Etapas de la transcripción:
2. Elongación:
1. Iniciación:
La transcripción la realiza una enzima conocida como ARN polimerasa II. Esta
avanza en dirección 3’ a 5’ de la hebra molde de ADN, uniendo los nucleótidos
para formar una cadena complementaria y antiparalela al ADN molde.
La transcripción comienza con la separación de las hebras del ADN por
acción de la helicasa, y luego
la unión de uno o más factores de
transcripción (proteínas reguladoras de la transcripción) a un sitio específico
de la hebra de ADN llamado promotor. El promotor es una secuencia conocida
como caja TATA. El factor de transcripción unido a la caja TATA actuará como
una marca en la hebra de ADN que indicará el sitio de inicio de la
transcripción.
TRANSCRIPCIÓN
4. Maduración:
Consiste en eliminar aquellas secuencia del ARNm que no codifican para
aminoácidos, llamadas intrones, y dejar sólo aquellas que si codifican,
llamadas exones. Una vez eliminados los intrones, una enzima ligasa une los
exones. Finalmente el ARNm es marcado adicionándole una secuencia muy
larga de nucleótidos de adenina o cola poli-A para que pueda salir del núcleo.
3. Terminación:
La ARN polimerasa II es capaz de reconocer en el ADN una secuencia de
término de la transcripción, dada por una de las siguientes combinaciones:
ATT, ACT O ATC. Como resultado se obtiene una cadena de ARNm que
contiene la información genética de la hebra molde de ADN.
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