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RUTAS DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

SE DIVIDEN EN

REPLICACIÓN

¿Qué es?

Es basicamente igual en todos los seres vivos. El proceso de replicación es el mecanismo que permite al ADN duplicarse. . De esta manera de una molecula de ADN unica, se obtienen dos o mas replicas de la primera y ultima.

Características

La replicación es un proceso semiconservador. Cada cadena de la molecula parental actúa de molde para la síntesis de una nueva cadena produciendose dos nuevas moléculas de ADN.

La replicacion es bidireccional, la cual comienza en un punto de la molécula de ADN el proceso se desarrolla hacia los dos extremos de la cadena, en cada lazo, los extremos u horquillas de replicación avanzan en el proceso de síntesis hasta completar la copia.

La replicación comienza en un punto del ADN.

Las dos cadenas de ADN se replican al mismo tiempo y comienzan en un punto denominado origen. inado oriC.

La síntesis de ADN se desarrolla en dirección 5' → 3'.

La síntesis de ADN es semidiscontinua

Enzimas que participan

ADN POLIMERASAS: la reacción básica que tiene lugar en la replicación es una reacción de polimerización, de dormacion de un enlace fosfodiester entre nucleótidos.

HELICASAS: enzimas que separan las dos cadenas de ADN parental. Desplazandose a lo largo de la molecula de ADN eliminan los enlaces entre las cadenas consumiendo en el proceso ATP.

TOPOISOMERASAS: enzimas que desenrollan el ADN y lo relajan. Existen cuatro topoisomerasas (I a IV) que actúan eliminando superenrollamientos negativos; o bien induciéndolos, dependiendo del grado de plegamiento que tenga el ADN en su estado natural.

PRIMASAS: enzimas que sintetizan el cebador, éste suele ser un corto fragmento de ARN, necesario para que pueda comenzar la ADN polimerasa III, y que posteriormente será eliminado y sustituido por un fragmento de ADN por la ADN polimerasa I.

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PROTEÍNAS FIJADORAS DE ADN: proteínas que estabilizan las cadenas separadas uniéndose a ellas.

ADN ligasas, enzimas que se encargan de unir trozos formados de cadenas, realizando un enlace fosfodiéster entre los nucleótidos pertenecientes a dos segmentos de una cadena

Fases de la replicación

INICIO: el origen de la replicación es una porción de ADN que contiene secuencia de bases. en esta fase actúa una proteína llamada ADN-A.

ELONGACIÓN: consiste en la formación y la síntesis de la cadena de ADN. el proceso se caracteriza por no desarrollarse de forma idéntica en ambas hebras.

TERMINACIÓN: Las dos horquillas de la repliación se encuentan en el extremo contrario al origen terminado así la repliación y necesitando, únicamente, la presencia de una topoisomerasa para la separación de las dos moléculas.

TRANSCRIPCIÓN

¿Qué es?

Proceso de trasvase de la información contenida en el ADN, a la molécula de ARN. Constituye el primer paso en la expresión de los genes, y mediante esta ruta se sintetizan todos los tipos de ARN que existen en la célula. En la transcripción cada ARN formado corresponde a la copia de una porción o segmento de ADN.

Características

El proceso se limita a una porción de ADN, se dice que es un proceso selectivo, ya que ha de reconocerse un punto de inicio y uno de terminación en la molécula de ADN.

El proceso puede repetirse infinidad de veces a lo largo de la vida de la célula, a diferencia de la replicación que es un proceso que marca la división celular, se dice que es reiterativo. Una región concreta de ADN puede ser copiada multitud de veces dando lugar a la formación de múltiples moléculas iguales de ARN.

El proceso no afecta a la estructura del ADN, es un proceso conservador de la molécula de ADN, el gen o genes copiados permanecen iguales.

El proceso es monocatenario, afecta a una sola de las cadenas del ADN, y la copia resultante, o ARN es una molécula de una única cadena o monocatenaria.

Enzimas que participan en la síntesis de ARN

A nivel de las células procariotas, la enzima que se describió en primer lugar fue una ARN polimerasa dependiente de ADN, encargada de formar los distintos tipos de ARN a partir de los ribonucleótidos activados (ATP, GTP, CTP y UTP).

La forma de establecer el enlace fosfodiéster consiste en unir el nucleótido entrante por su extremo 5' a la cadena en crecimiento por su extremo 3' libre, siendo por lo tanto la dirección de síntesis 5'→3'.

Una diferencia importante de esta enzima es que no requiere cebador pudiendo comenzar la síntesis con los dos ribonucleótidos iniciales. El punto de inicio viene “señalado” en el ADN por unas secuencias concretas denominadas promotores, siendo característico que el primer ribonucleótido sea púrico y conserve todos sus grupos fosfato.

La ARN polimerasa es una enzima compleja formada por 5 subunidades (α α β β’ ω) que forman su núcleo y una sexta subunidad (σ), que se encuentra unida a la enzima en los momentos iniciales del proceso. Carece de actividad exonucleasa lo cual implica que en el proceso de polimerización, que desarrolla a una velocidad media de unos 50 nucleótidos por segundo (entre 30 y 85), se cometan errores en una proporción de uno por cada 104 o 105 ribonucleótidos incorporados.

Fases de la transcripción

INICIO: La ARN polimeras debe reconocer el punto de inicio de la sintesis. Esta zona del ADN, descrita como promotor, consiste en dos secuencias cortas de bases situadas 10 y 35 pares de bases del punto inical de la sintesis.

ELONGACIÓN: Esta fase se produce el crecimiento de la cadena por incorporacion de ribonucleotidos con bases complementarias, que forman ADN-ARN en una secuencia de 12 pares de bases. . A medida que la ARN polimerasa avanza por la cadena molde de ADN los dos componentes del híbrido se van separando, volviendo la cadena de ADN a su configuración primitiva de doble hélice. La ARN polimerasa mantiene rotos los enlaces entre las cadenas en un segmento de 17 pares de bases, desenrollando el ADN por delante y enrollándolo por detrás

TERMINACIÓN: La ARN polimerasa continua la copia de ADN hasta la presencia de una secuencia concreta de terminacion que provoca su disociacion. . La secuencia de terminación suele estar formada por una repetición de bases de adenina que se transcribe como una secuencia de uracilos en el ARN sintetizado.

Maduración del ARN mensajero

La mayor parte de las moléculas de ARN procariotas y la totalidad de las eucariotas recién sintetizadas, los denominados transcritos primarios, han de pasar por una serie de modificaciones o cambios que se conocen con el nombre de maduración del ARN o procesos postranscripcionales. Una de las características más sorprendentes que se producen en este proceso, es la participación de moléculas de ARN que tienen actividad catalítica o enzimática.

Se divide en

CORTE Y EMPALME: En el caso de los ARNm de eucariotas que llevan información de un gen (monocistrónicos), las secuencias con información para el polipeptido no están contiguas, sino que están separadas por segmentos de ARN sin función codificante. Estas secuencias no codificantes se denominan intrones, y las secuencias codificantes, exones. Para obtener un ARNm funcional se han de eliminar los intrones a través de un proceso denominado de corte y empalme (“splicing”), permitiendo que los exones formen una secuencia ininterrumpida.

MODIFICACIONES DE ADICIÓN: Los ARNm de células eucariotas se caracterizan por presentar rasgos comunes en ambos extremos de la cadena. La mayoría tiene en su extremo 5' un casquete formado por un nucleótido metilado de guanosina unido a través de un enlace 5'-5'trifosfato. En el extremo3' tiene una cola de poliA formada por 20 a 250 residuos adenilato. Los ARNt también presentan modificaciones en los extremos, en el 3' es añadida la secuencia nucleotídica CCA, catalizada por la enzima ARNnucleotidiltransferasa.

MODIFICACIÓN DE BASES: En los ARNt, existen por último modificaciones químicas realizadas sobre las bases, como metilaciones, desaminaciones o reducciones; estas bases situadas en lugares concretos de la estructura del ARNt determinan su estructura espacial o conformación natural.

TRADUCCIÓN

¿Qué es?

El último paso en el flujo de la información genética es el proceso de síntesis de proteínas, denominado traducción. A través de este proceso la información almacenada en los ácidos nucleicos, específicamente en el ARN mensajero, permite la construcción de las proteínas.

Esta fase tiene lugar en los ribosomas.

Esta fase requiere del código genético

¿Qué es código genético?

Son las instrucciones que le dicen a la célula cómo hacer una proteína específica. A, T, C y G, son las "letras" del código del ADN; representan los compuestos químicos adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G), respectivamente, que constituyen las bases de nucleótidos del ADN. El código para cada gen combina los cuatro compuestos químicos de diferentes maneras para formar "palabras" de tres letras las cuales especifican qué aminoácidos se necesitan en cada paso de la síntesis de una proteína.

¿Qué es un codon?

Es una secuencia de tres nucleótidos de ADN o ARN que corresponde a un aminoácido específico. están ubicados en la molécula de ADN y ARNm

Existen 64 codones diferentes: 61 son específicos de aminoácidos, mientras que los tres restantes se utilizan como señales de parada.

¿Qué es un anticodon?

Es una secuencia de tres nucleótidos que está presente en una molécula de ARN de transferencia (ARNt), cuya función es reconocer a otra secuencia de tres nucleótidos que se encuentra presente en una molécula de ARN mensajero (ARNm).

El anticodón se encuentra en el brazo Anticodon de la molécula de tRNA

Fases de la traducción

ACTIVACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS: Antes de comenzar la síntesis se necesita que los aminoácidos se unan a sus correspondiente ARNt, esta unión se realiza con consumo energético en el citoplasma celular.

INICIO: en esta etapa el ribosoma se reune con el ARNm y el primer ARNt para que pueda comenzar la traducción. Para que pueda comenzar la traducción, se necesitan unos cuantos ingredientes clave; estos son: un ribosoma (que viene en dos subunidades, grande y pequeña), un ARNm con las instrucciones para la proteína que se va a construir, un ARNt "de inicio" que lleva el primer aminoácido de la proteína, que casi siempre es metionina.

ELONGACIÓN: en esta etapa los ARNt traen los aminoácidos al ribosoma y estos se unen para formar una cadena. se da cuando la cadena de polipétidos aumenta su longitud.

TERMINACIÓN: en esta última etapa el polipéptido terminado es liberado para que vaya y realice su función en la célula.