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REPLICACIÓN

Iniciación:

Corrección de errores:

Elongación:

Consiste en el desenrollamiento y apertura de la doble hélice. Se inicia en una región del ADN denominada oriC o punto de iniciación (dnd abundan las secuencias de bases GATC)

1. El punto de iniciación es reconocido por unas proteínas específicas que se unen a él. Las enzimas helicasas rompen los enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas y la doble hélice se abre como una cremallera.

2. Cuando la doble hélice se abre se produce desenrollamiento en esa zona. La acción de otras enzimas, las girasas y las topoisomerasas, evita esas tensiones rompiendo y soldando de nuevo la hélice de ADN en estos puntos.

3. Las proteínas SSB se unen a las hebras molde e impiden que se vuelva a enrollar. Dejan libre la parte de la hebra que lleva las bases, de modo que éstas sean accesibles para otras moléculas.

En el lugar de origen de replicación, alrededor de oriC, se ha formado una burbuja de replicación en la que hay dos zonas, con forma de Y, denominadas horquillas de replicación, donde se van a sintetizar las nuevas hebras de ADN.

Es la fase en la que se sintetiza una nueva hebra de ADN sobre cada hebra de la doble hélice original.*POLIMERASA

Las ADN polimerasas no pueden iniciar de cero la síntesis de una nueva cadena de ADN. Necesitan un fragmento de ARN, el primer, con un extremo hidroxilo 3´ libre al que añadir los nuevos nucleótidos.

-Es sintetizado por una ARN polimerasa denominada primasa. Una vez comenzada la síntesis, la propia cadena de ADN ya sintetizada actúa como cebador. La ADN polimerasa recorre las hebras molde en sentido 3´- 5´ y va uniendo los nuevos nucleótidos en el extremo 3´ hasta que se forman las hebras replicadas. La síntesis de la nueva hebra orientada en sentido 3´- 5´ se realiza sin interrupciones (líder).

El mecanismo de síntesis de la hebra orientada en sentido 5´- 3´ (hebra retardada) fue descubierto en 1973 por R. Okazaki. Consiste en una síntesis discontinua de pequeños fragmentos de ADN de unos mil nucleótidos (fragmento de Okazaki). Cada uno de los fragmentos requiere de un cebador de ARN sintetizado por la primasa cada ciertos intervalos. La ADN polimerasa va eliminando el cebador y sustituyéndolo por ADN. Finalmente la ADN ligasa suelda todos los fragmentos obtenidos.

TRANSCRIPCIÓN

La síntesis del ARN o transcripción ocurre en el interior del núcleo. Como requisitos previos necesita: a) Una cadena de ADN que actúe como molde, se transcribe realmente. b) Enzimas. El proceso está catalizado por las ARN-polimerasas. En los procariotas sólo existe una, mientras que en los eucariotas existen tres, las llamadas ARN polimerasas I (formación del ARNr), II (síntesis de todos los ARNm) y III (ARNt y ARNr de pequeño tamaño). c) Ribonucleótidos trifosfato de A, G, C y U. Se unen mediante un enlace éster entre el ácido fosfórico situado en la posición 5´ de un ribonucleótido trifosfato y el grupo –OH situado en posición 3´del último ribonucleótido de la cadena de ARN en formación.

Iniciación:

Elongación

Comienza cuando la ARN-polimerasa reconoce en el ADN que se va a transcribir una señal que indica el inicio del proceso. Tales señales, denominadas centros promotores, son secuencias cortas de bases nitrogenadas a las que se une la ARN-polimerasa. La ARN-polimeras hace que la doble hélice de ADN se abra para permitir que quede expuesta la secuencia de bases del ADN y se puedan incorporar los ribonucleótidos que se van a unir.

Es la adición de sucesivos ribonucleótidos para formar el ARN. La ARN-polimerasa avanza a lo largo de la cadena de ADN “leyéndola” en sentido 3´- 5´, mientras que el sentido de síntesis del ARN es 5´-3´. La enzima selecciona el ribonucleótido trifosfato cuya base es complementaria con la de la cadena de ADN que actúa como molde y lo une, mediante un enlace éster, al siguiente nucleótido, desprendiéndose un grupo pirofosfato (Ppi). En los eucariotas, tras la unión de los 30 primeros ribonucleótidos se añade en el extremo 5´una “caperuza” formada por metil-guanosin-fosfato, que durante la traducción será una señal de reconocimiento del inicio de lectura.

Terminación

TRADUCCIÓN

Maduración en procariotas: cuando se transcribe el ADN que codifica los ARNt y los ARNr se forma una larga molécula de ARN que contiene numerosas copias de las secuencias del ARNr o el ARNt. Esta larga molécula, el transcrito primario, es posteriormente cortada en fragmentos más pequeños por enzimas específicas, para dar lugar a los distintos ARNt y ARNr.

Maduración en eucariotas: 1. La adición de un capuchón en el extremo 5´ (CAP 5´) y metilazión de la caperuza. 2.La adición de una cola de poliA en su extremo 3´.(100 a 250 Ribonucleótidos de adenina)(La Endonuleasa que corta el ARNm para la adición de la cola por la PoliA polimerasa) 4.Splicing. 5. Generación de ARN maduro listo para salir al citoplasma para su traducción.

La transmisión de la información genética de los ascendientes a los descendientes y de una generación celular a la siguiente se realiza a través del núcleo celular. Debido a esto en el núcleo se realizará el proceso de duplicación o replicación del ADN ya estudiada. Los procesos de síntesis del ARN (anteriormente vistos), transcripción de la información genética para la posterior síntesis de proteínas en el hialoplasma, se dan también en el núcleo. Por último, esta información se traducirá (Traducción) en el citoplasma celular, pues en él se realizará la síntesis de proteínas.

Para que tenga lugar el proceso de traducción o síntesis de proteínas se necesitan: Ribosomas, donde se realiza la síntesis proteica;

ARN mensajero, que lleva la información para sintetizar cada proteínas; Aminoácidos, que son los componentes de las proteínas.

ARN de transferencia, que aporta los aminoácidos en el orden preciso; Enzimas y energía, necesarias en toda reacción de biosíntesis; La traducción se realiza en los ribosomas, orgánulos citoplasmáticos formados por dos subunidades, una pequeña y otra grande, formadas por ARNr específicos y por proteínas; En la subunidad pequeña se une el ARNm, mientras que en la subunidad grande es donde

ACTIVACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS:

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS:

3. Terminación: La terminación de la cadena proteica tiene lugar cuando el ribosoma llega a un lugar del ARNm donde se encuentra un codón de terminación (UAA, UAG o UGA), que no es reconocido por ningún ARNt y sí por unos factores de liberación de naturaleza proteica que se sitúan en el sitio A y hacen que la peptidil-transferasa separe, por hidrólisis, la cadena polipeptídica del ARNt. Una vez completada la traducción, la proteína formada, el ARNm y el ARNt abandonan el ribosoma, que se disocia en sus dos subunidades hasta el momento en que se inicie una nueva síntesis.

Durante la replicación es frecuente que se produzcan errores y se incorporen nucleótidos que no tengan correctamente apareadas sus bases. La ADN polimerasa actúa entonces como exonucleasa y elimina los nucleótidos mal apareados.

2. Elongación:

consiste en el alargamiento de la cadena proteica y se inicia cuando

un segundo aminoacil-ARNt, cuyo anticodón es complementario al codón situado a continuación del iniciador, “entra” en el ribosoma y ocupa el sitio A que se halla libre.

El siguiente paso es la formación de un enlace peptídico entre el aminoácido que ocupa el sitio P (que suele ser la metionina o formil-metionina) y el nuevo aminoácido que ocupa el sitio A.

La reacción de formación del enlace peptídico está catalizada por la enzima peptidil-transferasa.

Como consecuencia de la formación de este enlace peptídico, el segundo ARNt queda unido por un extremo al dipéptido formado y por el otro a su codón complementario. A continuación se produce la translocación del ribosoma. La translocación implica el desplazamiento del ribosoma a lo largo del ARNm en sentido 5´ 3´.

Como este desplazamiento es exactamente de tres bases, el primer ARNt abandona el ribosoma, y el peptidil-ARNt, que todavía se mantiene unido a su codón, pasa a ocupar el sitio P, quedando el sitio A libre.

En estas condiciones otro aminoacil-ARNt se puede incorporar al sitio A, de manera que el proceso de alargamiento de la cadena proteica puede continuar,

repitiéndose el ciclo.

1. Iniciación de la cadena proteica:La síntesis se inicia cuando la subunidad pequeña del ribosoma y el ARNm se unen en un punto localizado cerca del codón AUG, que es el codón iniciador y marca el inicio de la proteína. A continuación entra en el sitio P del ribosoma un primer aminoacil-ARNt, aquel cuyo anticodón esté formado por 3 bases (UAC) complementarias del codón iniciador. Este primer ARNt lleva unido el aminoácido Nformil metionina (f-Met) en las bacterias, mientras que en los eucariotas es la Metionina (Met). Todas las proteínas inician su síntesis con uno de estos aminoácidos, aunque en algún caso puede separarse una vez formada la proteína. La subunidad pequeña del ribosoma, el ARNm y el primer aminoacil-ARNt forman el complejo de iniciación, al que con posterioridad se une la subunidad grande del ribosoma.

La activación consiste en la unión de un aminoácido con el ARNt que le corresponde.

Interviene la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa, que da lugar a un complejo denominado

aminoacil-ARNt. La reacción requiere energía, que es aportada por la molécula de ATP:

Aminoácido + ATP + Enzima + ARNt-> Aminoacil-ARNt + Ppi + AMP + Enzima

La unión del aminoácido y su ARNt se realiza entre el grupo carboxilo del aminoácido y

el grupo –OH del extremo 3´ del ARNt.

La ARN-polimerasa reconoce en el ADN unas señales de terminación que indican el

final de la transcripción. Esto implica el cierre de la burbuja formada en el ADN y la separación de la ARN-polimerasa del ARN transcrito.

En los procariotas, la señal de terminación es una secuencia de bases

palindrómicas formada por G y C seguidas de varias T,

que origina al final del ARN un bucle. Éste favorece su separación del ADN. El

bucle se forma por autocomplementariedad de las bases G y C situadas en la

cola del ARN.

En los eucariotas, la ARN-polimerasa transcribe regiones de ADN largas, que exceden en la longitud de la secuencia que codifica la proteína. En ciertos puntos, una enzima corta el fragmento de ARN que lleva la información para sintetizar la proteína del ARN que sigue transcribiéndose. La señal de corte es una secuencia (AAUAA) que aparece sobre el ARN unos pocos nucleótidos antes del punto de corte, además de otras secuencias mal conocidas. Con posterioridad a la separación del ARN, una enzima (poli-A polimerasa) añade en el extremo final 3´ una secuencia formada por unos 200 nucleótidos de adenina, llamada cola poli-A, que al parecer interviene en los procesos de maduración y transporte del ARN fuera del núcleo.

PROCESOS