Replicación, Transcripción y Traducción del ADN: Procesos Clave de la Expresión Genética

Replicación del ADN

La replicación del ADN es el proceso mediante el cual se duplica la molécula de ADN antes de la división celular. Es un proceso semiconservativo, lo que significa que cada nueva molécula de ADN de doble hélice producida contiene una hebra original y una hebra nueva. Además, es bicatenario, aunque en casos más raros puede ser monocatenario.

Etapas de la Replicación

La replicación del ADN, que es circular en muchos organismos, ocurre en tres etapas principales:

1ª Etapa: Desenrrollamiento y Apertura de la Doble Hélice

Esta etapa comienza en el punto ori-c (origen de replicación) e involucra un conjunto de enzimas y proteínas llamado replisoma:

  • Primero, las helicasas desenrollan la doble hélice.
  • Luego, las girasas y topoisomerasas eliminan la tensión generada por la torsión del desenrollamiento.
  • Finalmente, las proteínas SSBP (proteínas de unión a cadena sencilla) se unen a las hebras molde para evitar que se vuelvan a enrollar.

2ª Etapa: Síntesis de las Nuevas Hebras de ADN

  • Las ADN polimerasas sintetizan las nuevas hebras en dirección 5’→3′, utilizando la hebra molde en dirección 3’→5′.
  • Las ADN polimerasas I y III participan en la replicación y corrección de errores, siendo la ADN polimerasa III la principal responsable de la síntesis.
  • La ADN polimerasa II corrige daños causados por agentes físicos.

La hebra 3’→5′ se lee continuamente por la ADN polimerasa III (hebra conductora). La hebra 5’→3′ se lee en fragmentos cortos llamados fragmentos de Okazaki, que luego se unen (hebra retardada). La ADN polimerasa III necesita un cebador (ARN) sintetizado por una ARN polimerasa (primasa) para iniciar la síntesis, que luego se elimina.

3ª Etapa: Corrección de Errores

La ADN polimerasa III corrige la mayoría de los errores. Además, intervienen otras enzimas:

  • Endonucleasas cortan segmentos erróneos.
  • ADN polimerasa I rellena los huecos correctamente.
  • ADN ligasas unen los extremos corregidos.

Tipos de ARN

polimerasa I, II y III.- Los genes están fragmentados en zonas sin sentido o intrones y zonas con sentido o exones. Antes ha de madurar y eliminar los intrones.- Desempaquetamiento de las histonas.En la trascripción de eucariontes se distinguen las siguientes fases:a) I niciación: la ARN polimerasa II se une a una zona del ADN llamada promotor (posee secuencias CAAT y TATA)b) Elongación: la síntesis continua en sentido 5´-3´. Al poco se añade una caperuza (metil-guanosín trifosfato) al extremo 5´.c) Finalización: parece que está relacionado con la secuencia TTATTT. Ahora interviene un poli-A polimerasa que añade una cola de poli-A al pre-ARNm (ARNhn).d) Maduración: se produce en el núcleo y la hace un enzima llamada RNPpn, que elimina los nuevos intrones (I) formados.Posteriormente las ARN ligasas empalman los exones (E) y forman el ARNm.  
TRADUCCIO. Tiene lugar en los ribosomas, de una forma muy similar en procariontes y eucariontes.Comprende las siguientes etapas:a) Iniciación. Comienza por el triplete iniciador del ARNm (AUG), que está próximo a la caperuza 5′. Este triplete va precedido de la secuencia AGGAGG (secuencia de Shine-Dalgarno ) que es la zona de unión con el ribosoma.Se forma el complejo de iniciación con los factores de iniciación (FI) y la energía suministrada por el GTP, la subunidad menor del ribosoma reconoce la caperuza y se une al ARNm en la zona proxima al triplete o codón iniciador. Esta caperuza aporta el ARNt iniciador que a su vez aporta el aminoácido metionina. Este ARNt contiene un triplete complementario al AUG, es decir el UAC, llamado anticodón (la proteína sintetizada contiene en su extremo el aminoácido metionina)Una vez encajado el ARNt-metionina, se liberan los FI y dejan paso a la subunidad mayor del ribosoma, formandose así el ribosoma completo y funcional. En él hay dos sitios claves:- Sitio P (sitio peptidil) ocupado por el ARNt-metionin A – Sitio A (sitio aminoacil) que está libre para recibir un segundo ARNt (sólo el que su anticodón coincida con el del codón del ARNm) cargado con un nuevo aminoácido.b) Elongación de la cadena peptídica: es un proceso catalizado por el enzima peptidil transferasa, el cual, mediante enlaces peptídicos va uniendo aminoácidos a la cadena peptídica. Cada vez que llega un aminoácido ocurre un proceso cíclico de elongacion .c) Fin de la síntesis de la cadena peptídica: ocurre cuando aparece uno de los codones de terminación ( UAA,UAG,UGA ). En este momento un factor proteico de terminación (RF) se une al codón de terminación e impide que algún ARNt con otro aminoácido (ARNt-aminoacil) se aloje en el sitio A. En este momento se produce la hidrólisis de la cadena peptídica y se separan las dos subunidades del ribosoma.
CARACTERISTIQUES CODI GENETIC:-Format per triplets ARN anomenats codons.-Sentit de lectura 5-3 en ARNm, i la proteina es sintetitza sempre de N a C. el triplet de ARNt que s’aparella amb el codo de ARNm, s’anomena anticodo.-El codi genetic no es sobreposa per a un mateix lloc de lectura, ja que els triplets es llegeixen seguits.-Dels 64 codons posibles nhi ha 3 que no tenen sentit, no especifiquen cap amino. son signe de terminacio.-Es degenerat, existeixen triplets sinonims. encara q es produis un error en la copia d’un nucleotid, seguiria la colinearitat entre el triplet i laminoacid.-Es universal, o quasi, en la majoria de procariotes i eucariotes el significat es el mateix.

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