1. Replicación del ADN
Es el proceso por el cual una molécula de ADN de doble hélice da lugar a otras dos moléculas de ADN con la misma secuencia de bases.
- En la célula procariota, la replicación parte de un único punto. La cadena adelantada de ADN es sintetizada continuamente en la dirección 5’ – 3’.
- En la célula eucariota, la síntesis de ADN no empieza por los extremos de la molécula, sino que parte de varios puntos a la vez, formando los ojos de replicación. La cadena que se sintetiza de esta forma se denomina cadena atrasada. Las enzimas ADN polimerasas los unen entre sí, formando una hebra de ADN complementaria de cada una de las hebras de ADN original. Ambas hebras, al ser antiparalelas, deben sintetizarse de manera diferente.
Síntesis continua de la hebra en dirección 5`- 3’ a partir de un primer fragmento que después será eliminado.
Síntesis discontinua. La hebra complementaria se replica discontinuamente; los diferentes fragmentos sintetizados, llamados fragmentos de Okazaki, son unidos posteriormente.
La cadena que sintetiza de manera continua se conoce como cadena guía o adelantada, y la que sintetiza en fragmentos, la cadena atrasada.
Para que el ADN polimerasa trabaje, es necesaria, en el inicio de cada fragmento, la presencia de pequeñas unidades de ARN conocidas como cebadores. Después, una enzima ADN ligasa los une a la cadena en crecimiento.
2. Replicación semiconservativa
La replicación es semiconservativa porque cada cadena de ADN forma una hebra complementaria, y cada célula hija recibe, por lo tanto, una molécula de ADN que consta de una cadena original y de su complementaria sintetizada de nuevo.
3. Concepto de gen
Son corpúsculos submicroscópicos, ordenados de forma fija, que se hallan en los cromosomas, en el núcleo de la célula, a lo largo de las dos cromátidas, y tienen la función de transmitir los caracteres hereditarios.
4. Transcripción
Proceso de síntesis de una molécula de ARN mensajero por acción de la ARN-polimerasa, tomando como molde la cadena antisentido del ADN genómico. Este es el primer paso de la expresión génica.
5. Maduración del ARNm en eucariotas
La mayor parte de los genes que codifican las proteínas están fragmentados en intrones y exones. La maduración consiste en la eliminación de los intrones y la unión de exones mediante un mecanismo denominado splicing, que requiere la presencia de la enzima llamada ribonucleoproteína pequeña nuclear. El proceso de “corte y empalme” comienza cuando las secuencias intrónicas forman unos bucles que provocan el acercamiento de los extremos de los exones, y continúa con el corte de los intrones y la unión de los exones para formar un ARNm. Los intrones no existen en procariontes, y no se entiende completamente su función en eucariontes.
6. Código genético
El código genético es el que se establece entre las bases nitrogenadas del ARN y los aminoácidos que codifica.
Características del código genético:
- No presenta imperfecciones.
- Carece de solapamiento.
- Es universal, pues es compartido por todos los organismos conocidos (excepto las mitocondrias, algunas bacterias y algunos protozoos), lo que indica un solo origen evolutivo.
- Es degenerado: la mayor parte de los aminoácidos, a excepción de la metionina y el triptófano, son codificados por más de un codón. Esta redundancia es una ventaja ante las mutaciones.
7. Traducción
La traducción es el proceso de síntesis de una proteína a partir de la información contenida en una molécula de ARN mensajero (ARNm).
Explicación del proceso:
Para que tenga lugar el proceso de traducción o síntesis de proteínas se necesitan:
- Ribosomas
- ARNm
- Aminoácidos
- ARNt (ARN de transferencia)
- Enzimas
- Energía
La traducción se realiza en los ribosomas, orgánulos citoplásticos formados por dos subunidades, una pequeña y otra grande, formadas por ARNr específico y proteínas.
Los ARNt son los encargados de transportar los aminoácidos hasta el ribosoma. En su estructura existen dos zonas especialmente relevantes para su función:
- El anticodón, formado por tres bases nitrogenadas que son complementarias con las que forman un codón del ARNm.
- El extremo 3’, lugar al que se une el aminoácido.
Etapas de la traducción:
Iniciación:
La síntesis se inicia cuando la subunidad pequeña del ribosoma y el ARNm se unen en un punto localizado cerca del codón iniciador.
Elongación:
Consiste en el alargamiento de la cadena proteica. El siguiente paso es la formación de un enlace peptídico entre el aminoácido que ocupa el sitio P (peptidil). A continuación, se produce la translocación del ribosoma, que implica el desplazamiento del mismo a lo largo del ARNm en sentido 5’ – 3’.
Terminación:
Esta se produce cuando el ribosoma llega a un lugar del ARNm donde se encuentra un codón de terminación (UAA, UGA o UAG), que no es reconocido por ningún ARNt, sino por unos factores de liberación de naturaleza proteica, que hacen que la peptidil-transferasa separe por hidrólisis la cadena polipeptídica del ARNt.
Una vez completada la traducción, el ribosoma se disocia en sus dos subunidades hasta el momento en que se inicie una nueva síntesis.
8. Mutaciones
Son cambios en el ADN que pueden transmitirse a la descendencia. Hay varios tipos: germinales o somáticas, y génicas, cromosómicas o genómicas. Su origen puede ser espontáneo, por causas naturales, pero otras son inducidas por agentes mutagénicos.
9. Agentes mutagénicos
Son aquellos agentes físicos o químicos que aumentan la tasa de mutación espontánea de una especie, alterando o dañando la estructura del ADN. Ejemplos: HNO2, agentes alquilantes, sustancias análogas a las bases nitrogenadas y sustancias intercalantes. Contribuyen a la variabilidad genética.