Transcripción
Consiste en copiar una parte del mensaje genético desde su forma original (ADN) a otra (ARN) que se pueda utilizar directamente para la síntesis de proteínas específicas. Lo realiza la enzima ARN polimerasa ADN dependiente, que presenta las siguientes características:
- Une nucleótidos mediante enlaces fosfodiéster en sentido 5´ 3’.
- Utiliza nucleótidos trifosfato.
- Necesita una molécula de ADN como molde.
- Se fija a las regiones o genes promotores para comenzar su acción.
El proceso es semejante, aunque con algunas diferencias, en las células procariotas y en las células eucariotas. Es más complejo en estas últimas.
El Código Genético
Es la relación que existe entre la secuencia de nucleótidos del ARNm y la secuencia de aminoácidos que constituye una proteína. El código genético tiene las siguientes características:
- Está formado por una secuencia lineal de bases nitrogenadas.
- Entre los sucesivos codones no hay espacios ni separaciones de ningún tipo.
- Tiene carácter universal, ya que es el mismo código para todas las células.
- Es degenerado en el sentido matemático del término, es decir, no existe el mismo número de señales codificadoras en el ARN que aminoácidos van a ser codificados.
Traducción
Consiste en la unión de los aminoácidos mediante enlaces peptídicos. La secuencia de aminoácidos que son unidos guarda relación con la secuencia de bases nitrogenadas del ARNm correspondiente. Se lleva a cabo en los ribosomas. Antes de que se inicie el proceso, cada aminoácido se une a una molécula de ARNt específica gracias a la acción de las enzimas aminoacil-ARNt sintetasas. Existen pequeñas diferencias en la traducción entre las células eucariotas y procariotas.
Iniciación
El ARNm se une por su extremo 5′ a la subunidad menor del ribosoma. Luego, se produce la fijación del primer aminoacil-ARNt; esto se realiza en la zona denominada sitio P. Por último, se produce el acoplamiento de la subunidad mayor.
Elongación
Se van uniendo los aminoácidos. El proceso ocurre en 3 etapas:
- Unión de aminoacil-ARNt al sitio A.
- Formación del enlace peptídico entre este aminoácido y el situado en el sitio P, gracias a la enzima peptidiltransferasa. Se forma así un dipéptido que permanece unido al segundo ARNt, el cual se localiza en el sitio A.
- Por último, se produce la translocación del dipéptido al sitio P.
Terminación
Cuando el ribosoma llega a un codón de terminación, no se sitúa ningún aminoacil-ARNt en el sitio A y la cadena peptídica se acaba.
Regulación de la Expresión Génica
La regulación de la expresión génica se realiza fundamentalmente sobre el proceso de transcripción. Jacob y Monod propusieron el modelo denominado del operón, aplicable a las células procariotas. La regulación en células eucariotas es mucho más completa y puede tener lugar en diferentes procesos aparte de la transcripción. Las histonas y las hormonas representan un papel fundamental en eso.
Replicación del ADN
El ADN puede formar réplicas exactas de sí mismo para disponer de dos copias iguales, que, posteriormente, se reparten a las células hijas obtenidas en la división celular. La forma de realizarla es semiconservativa, de forma que una hebra de cada doble hélice procede de la original, mientras que la otra se sintetiza de nuevo. La replicación de la célula se lleva a cabo durante la fase S del ciclo celular.
Inicio de la Replicación
Comienza a prepararse el ADN para ser replicado y actúan varias enzimas: helicasa, topoisomerasas y proteínas SSB, que mantienen separadas las dos hebras.
Formación de Nuevas Hebras
A medida que la doble hélice del ADN original se va separando, se forma la burbuja de replicación, donde se sintetizan las nuevas hebras. La enzima que lo realiza es la ADN polimerasa III, que no puede comenzar la síntesis por sí misma. Por este motivo, es necesario que exista una cadena corta de ARN cebador que después se elimina. Es sintetizado por la enzima primasa. La eliminación de los ARN cebadores se realiza por la enzima ADN polimerasa I. Esta misma posee también actividad polimerasa, por lo que puede rellenar el hueco dejado. La síntesis de una de las hebras es continua (hebra conductora). La otra cadena se sintetiza de forma discontinua (hebra retardada). Los segmentos de ADN sintetizados de este modo se conocen como fragmentos de Okazaki. Tras la eliminación de los ARN cebadores, los fragmentos de Okazaki se unen gracias a la acción de las enzimas ligasas.
Finalización
Cada hebra recién sintetizada y la que ha servido de patrón se disponen enrolladas, originando una doble hélice.
Corrección de Errores
En el proceso posreplicativo de corrección de errores participan varias enzimas: endonucleasas y exonucleasas; ADN polimerasas y ADN ligasas (cortan el trozo que está mal y vuelven a poner el nuevo).