Transcripción
La transcripción del ADN es el primer proceso de la expresión genética. Durante este proceso, las secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante una enzima llamada ARN polimerasa. La transcripción produce ARN mensajero (ARNm) como primer paso de la síntesis de proteínas. El proceso se realiza en el núcleo celular.
Una vez transcrito el ARN, sufre un proceso de maduración que, tras cortes y empalmes sucesivos, elimina ciertos segmentos del ADN llamados intrones para producir el ARNm final. Durante este proceso de maduración se pueden generar diferentes moléculas de ARN, en función de diversos reguladores. Así pues, un mismo gen o secuencia de ADN, puede dar lugar a diferentes moléculas de ARNm y, por tanto, producir diferentes proteínas.
Traducción
La traducción es la construcción de una secuencia de aminoácidos (polipéptido) con la información proporcionada por la molécula de ARNm. La información genética llevada por el ARNm deberá ser traducida en el citoplasma por una fábrica de proteínas: el ribosoma (éste está compuesto por varios tipos de proteínas más una forma de ARN, denominado ARN ribosómico).
El ADN contiene la información genética para sintetizar proteínas. Para realizar este proceso, el ADN envía al citoplasma mensajes que transcriben sus órdenes. Las dos cadenas del ADN se separan y sobre las bases que quedan libres se forma el ARNm, que sale del núcleo y llega al citoplasma, donde se adhiere a un ribosoma, comenzando por el extremo que tiene tres nucleótidos (AUG), llamado triplete iniciador.
En el citoplasma existen moléculas de ARN de transferencia (ARNt) (fragmentos formados por tres nucleótidos) y existen además aminoácidos. Cada ARNt se une a su aminoácido respectivo. El primer triplete (UAC) se ubica en el ribosoma en un lugar llamado P, donde se enfrenta con el triplete (UAG) del ARNm, quedando ubicado el primer aminoácido llamado metionina (transportado por AUC).
En el ribosoma existe otro lugar llamado A. El segundo triplete de ARNt (CCC) que lleva un aminoácido llamado prolina ocupa el espacio A y se enfrenta con el ARNm del complemento GGG. Los dos aminoácidos (prolina y metionina) se unen mediante un enlace. El primer triplete de ARNt (UAC) se separa del ribosoma y ocupa su lugar el segundo triplete CCC con su aminoácido correspondiente, quedando libre el espacio A. Luego aparece un tercer triplete de ARNt que transporta un aminoácido llamado alanina que ocupa el lugar A.
Este proceso se repite infinidad de veces hasta que se forma una proteína y finaliza cuando llega al ribosoma un triplete de ARNm formado por UAA, UAG o UCA, que le da la señal de finalización. En ese momento se libera la molécula de proteína y se separa del ribosoma el último ARNt. Los tripletes de ARNt que quedan disponibles en el citoplasma transportan otros aminoácidos para formar nuevas proteínas.
Plantas Transgénicas
Mejora Genética
- Práctica habitual en agricultura: Selección o hibridación de especies emparentadas para conseguir determinados rasgos o propiedades que se consideran beneficiosas.
- Ingeniería genética: Permite intercambio genético entre especies, géneros y órdenes lejanos, consiguiendo combinaciones que nunca se producirían en la naturaleza.
Argumentos a favor
- Ventajas para la producción agraria.
- Ventajas para el medio ambiente.
- Ventajas para la mejora de la calidad y productividad.
Argumentos en contra
- Riesgos para la salud humana.
- Riesgos ecológicos.
- Riesgos para los pequeños y medianos agricultores.
Aplicaciones plantas transgénicas
- Fabricación de productos vegetales: carbohidratos (sacarosa – edulcorante), polímeros biodegradables (almidón), pigmentos (antocianinas).
- Obtención de plantas con mayores niveles de aminoácidos esenciales.
- Modificación de compuestos tóxicos o alergénicos en alimentos de origen vegetal.
- Obtención de plantas capaces de limpiar suelos contaminados.
- Frutos que sintetizan y acumulan proteínas antigénicas.
Plásmido: Moléculas de ADN circular que se replican aparte del cromosoma bacteriano.
Bacteriófago ‘landa’: Permite clonar segmentos de ADN más largos.
Cósmido: Plásmidos recombinantes que combinan características útiles de plásmidos y del bacteriófago ‘landa’.
Replicación
La replicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse. Es una replicación semiconservativa debido a que las dos cadenas complementarias del ADN parental, al separarse, sirven de molde a su vez para la síntesis de una nueva cadena, complementaria de la cadena molde, de forma que cada nueva doble hélice contiene una de las cadenas del ADN parental. Gracias a ello, el ADN tiene la propiedad de reproducirse idénticamente, lo que permite que la información genética se transmita de una célula madre a las células hijas y es la base de la herencia del material genético.
La molécula de ADN se abre como una cremallera por ruptura de los puentes de hidrógeno entre las bases complementarias, liberándose dos hebras. La ADN polimerasa sintetiza la mitad complementaria añadiendo nucleótidos que se encuentran dispersos en el núcleo. De esta forma, cada nueva molécula es idéntica a la molécula de ADN inicial.
Las proteínas iniciadoras reconocen secuencias de nucleótidos específicas en esos puntos y facilitan la fijación de otras proteínas (enzimas llamadas helicasas), que permitirán la separación de las dos hebras de ADN, formándose una horquilla de replicación. Un gran número de enzimas y proteínas intervienen en el mecanismo molecular de la replicación, formando el llamado complejo de replicación.