Bases moleculares de la herencia. Flujo de la información desde los ácidos nucleicos hasta las proteínas.
El mensaje genético para la síntesis de proteínas se transmite en dos etapas sucesivas, en las que el ARN es un intermediario imprescindible.
Descripción del mecanismo de la replicación semiconservativa, discontinua y bidireccional. Diferencias entre la duplicación en procariotas y eucariotas.
REPLICACIÓN DEL ADN:
Características:
- Semiconservativa: una de las hebras viene del ADN original.
- Discontinua: se produce en fragmentos.
- Bidireccional: las nuevas hebras se forman en direcciones opuestas entre sí.
- Ocurre en el núcleo.
Etapas:
1º) Inicio:
- Helicasa: separa las dos hebras del ADN al romper los puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas.
- Topoisomerasas I y II: Cortan una o dos cadenas.
- Proteínas SSB: las mantienen separadas.
2º) Formación de nuevas hebras:
- ADN polimerasa III.
- Requisitos:
- Lee la hebra molde en sentido 3’ → 5’.
- Añade nuevos nucleótidos en sentido 5’ → 3’ de forma complementaria a los de la hebra molde.
- Utiliza NTP.
- Necesita un ARN cebador formado en sentido 5’ → 3’.
- Primasa: construye el ARN cebador.
- Formación de nuevas hebras:
- Formación de la “burbuja de replicación”, con una “horquilla de replicación” en cada extremo.
- La ADN polimerasa se sitúa en el centro de la burbuja.
- Como sólo puede desplazarse sobre la hebra molde en sentido 3’ → 5’, forma dos tipos de nuevas hebras: conductora y retardada (fragmentos de Okazaki).
- ADN polimerasa I: elimina los ARN cebadores y rellena los huecos dejados por ellos (con nucleótidos de ADN).
- Ligasas: unen los fragmentos entre sí.
3º) Finalización: las dos hebras (antigua y original) se enrollan en doble hélice.
DIFERENCIAS:
| EUCARIOTAS | PROCARIOTAS |
|---|---|
| – Síntesis de proteínas histonas y empaquetamiento con el ADN. – Múltiples puntos origen de la replicación. – Menor tamaño de los fragmentos de Okazaki – 5 ADN polimerasas – Velocidad de replicación menor. | – Un único origen. – Mayor tamaño – 3 ADN polimerasas – Velocidad mayor. |
CORRECCIÓN DE ERRORES EN LA REPLICACIÓN
- Endonucleasas: detectan los errores y los cortan.
- Exonucleasas: eliminan los fragmentos erróneos.
- ADN polimerasa I: sintetiza las zonas que sustituyen a las eliminadas.
- ADN ligasas: unen los fragmentos.
Descripción del mecanismo de la transcripción. Diferencias entre procariotas y eucariotas.
TRANSCRIPCIÓN.
Ocurre en el núcleo.
Características:
- Se forma una cadena de ARN igual que la cadena de ADN que se desea transcribir.
- La enzima “lee” la secuencia de la cadena complementaria (“molde”).
Características de la Enzima: ARN polimerasa ADN dependiente:
- Pone nucleótidos de ARN en sentido 5’ → 3’.
- Usa NTP.
- Usa la cadena complementaria “molde” de la que se desea transcribir “codificadora” para que, debido a la complementariedad de bases, la secuencia de nucleótidos sea igual (pero con U en vez de T) al mensaje del ADN que se desea convertir en ARN.
- Se fija a regiones específicas del ADN (genes promotores) para iniciar la transcripción.
DIFERENCIAS:
INICIACIÓN:
| PROCARIOTAS | EUCARIOTAS |
|---|---|
| – Una sola ARN polimerasa, se une al factor sigma y así reconoce y se fija a la región “promotora” del ADN. – La misma ARN polimerasa desenrolla al ADN. | – Existen 3 ARN polimerasas: – ARN pol. I: forma los ARNr (excepto el 5s). – ARN pol. II: forma el ARNm. – ARN pol. III: forma los ARNt, el ARNr 5s y los ARNm para la síntesis de las histonas. – No existe el factor sigma, pero sí la región promotora. – Se separan las histonas y se desenrolla el ADN. |
ELONGACIÓN:
| PROCARIOTAS | EUCARIOTAS |
|---|---|
| – Se sintetiza ARN en sentido 5′ → 3′, recorriendo la enzima la hebra molde en sentido 3′ → 5′. | – Igual, pero una vez iniciado el proceso, se añade al extremo 5′ del ARN en formación, una “caperuza” que lleva un nucleótido señal especial: 7mGTP. |
TERMINACIÓN:
| PROCARIOTAS | EUCARIOTAS |
|---|---|
| – Acaba cuando la enzima llega a una zona especial del ADN llamada “señal de terminació». | – Igual, pero la señal de terminación es distinta. – Después sobre el extremo 3′ del ARN formado se añade una secuencia de 200 ribonucleótidos de Adenina. |
MADURACIÓN:
| PROCARIOTAS | EUCARIOTAS |
|---|---|
| – ARNm: no necesita maduración. – ARNr y ARNt: sí sufren maduración: recortes y uniones de fragmentos para obtener los ARN definitivos. | – ARNm: Se eliminan los intrones y se unen los exones entre sí: 1- RNPpn: eliminan los intrones. 2- Ligasas: unen los exones. – ARNt: se modifican algunas bases. Se añade al extremo 3′ el triplete CCA. – ARNr: existe una región del ADN específica para transcribirse a este tipo de ARN llamada organizador nucleolar. |
El código genético y la traducción.
Código genético: fundamento y características (específico, degenerado, sin solapamientos ni discontinuidades y universal).
Se denomina código genético a la relación que existe entre la secuencia de nucleótidos del ARNm y la secuencia de aminoácidos que constituye una proteína.
El código genético es la clave que permite la traducción del mensaje genético a su forma funcional: las proteínas. Como sólo hay 4 bases nitrogenadas distintas, el número de nucleótidos necesarios para codificar los 20 aminoácidos ha de ser más de 1.
Cada señal que codifica a un aminoácido concreto debe estar formada por 3 bases nitrogenadas (3 nucleótidos): triplete. Así tenemos 43 = 64 tripletes distintos.
Los tripletes de bases del ARNm se llaman codones. Los correspondientes del ADN se llaman codógenos. Los del ARNt se llaman anticodones.
Codones del ARNm:
- 61 codifican a los aminoácidos.
- 3 señalan el final del mensaje y no codifican a ningún aminoácido (UAA, UAG, UGA).
El codón AUG es la señal de comienzo, además de codificar al aminoácido metionina.
Características del código genético:
- Específico: Ante un mensaje de ARNm concreto únicamente se forma una proteína específica para él.
- Degenerado: Es degenerado en el sentido matemático: algunos aminoácidos van a venir codificados por más de un triplete distinto.
- Sin solapamientos ni discontinuidades: Entre los sucesivos codones no hay espacios ni separaciones de ningún tipo.
- Universal: Es el mismo código para todas las células de todas las especies. Esto supone una prueba más a favor del origen de todos los seres vivos a partir de un precursor común.
Traducción: descripción de las etapas del proceso (iniciación, elongación y terminación). Papel del ARNm, ARNt y ribosomas. Diferencias entre procariotas y eucariotas.
TRADUCCIÓN.
Nucleótidos → Aminoácidos.
Ubicación: Ribosomas.
Fase previa:
Citoplasma.
Unión del aminoácido a un ARNt de forma específica.