Características de las Reacciones Metabólicas

En las reacciones metabólicas se forman sustancias nuevas y durante la reacción hay un intercambio de energía entre reactivos y el medio. A parte de estas dos propiedades generales hay que destacar:

1. Las reacciones metabólicas suelen ocurrir en medios acuosos por lo que los reactivos y los productos están en disolución.
2. Las reacciones metabólicas están encadenadas y acopladas por lo que, la energía liberada en una reacción exergónica es captada por otra reacción endergónica.
3. Se denomina energía libre a la energía contenida en las sustancias de la reacción.
4. Cada reacción metabólica está catalizada por una enzima.
5. En toda reacción se necesita la aportación de una energía de activación independientemente de que sean reacciones exergónicas o endergónicas.
6. En las reacciones acopladas, una enzima cataliza las dos reacciones a la vez. Formas de transferencia de energía: transferencia de electrones (redox) o de grupos fosfatos.

Replicación en Procariotas

En bacterias la replicación es bidireccional. Comienza en un punto dado del ADN, llamado origen de la replicación. Se separan ahí las dos hebras y la replicación va avanzando en los dos sentidos y se copian a la vez. Se necesitan dos complejos enzimáticos que avancen en las dos direcciones.

1º problema: El desamblaje de la doble hélice y la separación de las dos hebras. Un grupo de enzimas se encargan de desenroscar la hélice y otro de separarlas.

2º problema: Las ADN polimerasas requieren la preexistencia de una cadena a la que le añaden nucleótidos por el extremo 3′. Este complejo incluye una enzima que sintetiza una cadena corta de ARN que sirve de cebador.

3º problema: Las polimerasas van construyendo el ADN en el sentido 5’→3′. Pero dado que las dos cadenas de ADN tienen polaridad opuesta ¿cómo pueden replicarse ambas en los dos sentidos? Esto es gracias a unas cadenas híbridas ADN-ARN, denominadas fragmentos de Okazaki.

Replicación en Eucariotas

Presenta algunas diferencias:

1. El ADN eucariótico forma parte de la cromatina cuya unidad elemental son los nucleosomas, que suponen un estorbo para el avance de las horquillas de replicación. Debido a esto el avance es más lento.
2. Hace falta duplicar el número de moléculas de histona para ensamblar nucleosomas sobre el ADN.
3. El ADN eucariótico es de longitud mayor, para compensar este cambio y el de menor velocidad a la hora de replicar, los cromosomas cuentan con numerosos puntos iniciales de replicación.
4. Las ADN polimerasas son más complejas.
5. El tamaño de los fragmentos de Okazaki es menor.

Transcripción en Procariotas

La enzima responsable de la transcripción es la ARN polimerasa. Esta es una enzima procesiva. Se une al ARN en una región denominada promotor. Para esa unión es imprescindible la subunidad ( ). Una vez comenzada la transcripción, esta subunidad se libera y el complejo formado va recorriendo la hebra molde del gen en sentido 3’→5′. Al mismo tiempo se van uniendo ribonucleótidos complementarios a la hebra formando así la cadena de ARN en sentido 5’→3′.

Transcripción en Eucariotas

Hay una serie de diferencias importantes:

a) Existen tres tipos de ARN polimerasa I, II, III. La polimerasa I transcribe los genes de la mayoría de ARNr. La polimerasa II los de ARNm y la polimerasa III los de ARNt y genes del ARNr 5S.

b) Los tres tipos de ARN trabajan procesivamente, como en las procariotas pero la iniciación es diferente en cada caso. También son diferentes los promotores y los complejos de iniciación que se tienen que formar.

c) En eucariotas cada ARNm lleva información para una sola proteína.

d) El ARNm transcrito inicialmente en las células eucariotas debe procesarse hasta llegar al ARNm maduro. Los principales cambios que ocurren durante la maduración son:

1. Los genes estructurales suelen poseer intrones, estos son secuencias que no contienen información genética. Por lo tanto antes de la traducción los intrones deben ser eliminados.
2. Adición de una proteína llamada caperuza al extremo 5′ que lo protege de la degeneración y le sirve de señal para situarse en determinadas localizaciones celulares.
3. Se añade una cola de ácido poliadenílico al extremo 3′.

e) Durante la transcripción se desmontan los nucleosomas.

Diferencias entre Transcripción y Replicación

Presenta tres diferencias fundamentales:

1. La transcripción es selectiva, solo se transcriben algunas regiones del ADN.
2. Cuando se transcribe un gen, se copia una sola hebra del ADN, la hebra molde, con lo que la secuencia del ARN sintetizado es equivalente a la hebra que no se transcribe, llamada la hebra codificadora.
3. La transcripción es reiterativa, es decir, un gen puede transcribirse varias veces, mientras que la replicación solo ocurre una vez antes de la división celular.