#ADN y #ARN

 FUNCIÓN BIOLÓGICA DEL #ADN

La transmisión de información implica que el #ADN es capaz de duplicarse de manera de obtener dos moléculas iguales a partir de la molécula inicial. Este proceso se llama replicación.

Después del descubrimiento de la estructura del #ADN, en 1957, dos biólogos moleculares americanos, Matthew Stanley Meselson y Frank Stahl demostraron que este se replica de una manera semiconservativa, es decir que la nueva cadena se sintetiza utilizando una de las hebras preexistentes como molde. Las moléculas de ADN “hijas” están formadas por una cadena nueva y una original que sirve como molde. Con nitrógeno 15 (un isótopo radiactivo), ya que el nitrógeno es necesario para la síntesis de las bases que componen el ADN, y usando sucesivas generaciones de bacterias Escherichia coli, estos científicos mostraron que cuando este se duplica, cada una de sus cadenas pasa a las células hijas sin cambiar y actúan de molde o patrón para formar una segunda hebra y completar así las dos doble cadenas.

Para que esto ocurra, la célula debe “abrir” la doble cadena de ADN en una secuencia específica denominada origen de replicación(en bacterias) o secuencia de replicación autónoma (en eucariotas) y copiar cada cadena.

En la replicación participan varias enzimas. Las ADN polimerasas sintetizan una nueva cadena de ADN. Para esto utilizan como molde una de las hebras y un segmento corto de ADN, al que se le agregan los nuevos nucleótidos. Este segmento funciona como cebador (primer, en inglés). La ADN polimerasa agrega nucleótidos al extremo 3’ de la cadena en crecimiento.

 

Resulta lógico pensar que a mayor complejidad de un organismo, mayor número de proteínas diferentes necesitará, por lo que poseera mayor cantidad de ADN.

crecimiento.

 

 

ÁCIDO RIBONUCLEICO (ARN)

 

#ARN corresponde a las siglas de ácido ribonucleico. En inglés es RNA.

El código genético de las células se encuentra en forma de ADN. Dentro de las moléculas de ADN hay información para sintetizar las proteínas que utiliza el organismo; pero el proceso no es lineal, es bastante complicado. El ADN no se traduce directamente en proteínas.

En las células eucariotas el ADN se encuentra encerrado en el núcleo. La síntesis se hace en el citoplasma, es decir: fuera del núcleo. El mecanismo por el cual la información se trasvasa desde el núcleo celular al citoplasma es mediante la transcripción del ARN desde el ADN.

Parte del ADN se transcribe (es decir, se copia) en ARN. El ARN va como un «mensajero» al citoplasma y allí el ribosoma traduce los genes a proteínas. Por eso, ese ARN capaz de llevar el mensaje desde el núcleo al citoplasma se llama ARN mensajero.

El ARN también es una macromolécula de ácido nucleico como el ADN pero tiene propiedades bastante diferentes a este.

 

 

Tipos de ARN

 

ARN Mensajero (ARNm)

 

ARN mensajero es el ácido ribonucleico que contiene la información genética procedente del ADN para la síntesis de proteínas, es decir, determina el orden en que se unirán los aminoácidos.

El ARN mensajero es un ácido nucleico monocatenario, al contrario que el ADN que es bicatenario.

  Fases:

El ARNm sufre diferentes fases durante su existencia que suele ser generalmente breve.

1. El ARN mensajero se sintetiza en el núcleo celular en eucariotas a partir del proceso llamado transcripción del ADN.
2. Adición al extremo 5', la estructura denominada CAP que es un nucleótido modificado de guanina, la 7- metilguanosina, que se añade a la terminación 5' de la creciente cadena de ADN, siendo preciso para el normal proceso de translación del ADN y mantener su estabilidad. Esto es crítico para el reconocimiento y el acceso apropiado del ribosoma.
3. Poliadenilación: Es la adición de la secuencia llamada POLY-A al extremo 3'. La secuencia POLY-A está formada por varias moléculas de adenina, estando situada a unos 20-30 bp hacia la cola (secuencia AAPAA) o señal de poliadenilación, que protege al extremo del ARN-m. La poliadenilación ayuda a aumentar el período del mensaje, de modo que la transcripción dure más tiempo en la célula y por lo tanto se traduzca más y se produzca más proteína.
4. En la mayoría de los casos, una vez sintetizado este ARN mensajero, debe ser madurado (maduración del ARN), es decir, se eliminan secuencias intercalares llamadas intrones no codificantes de aminoácidos de la proteína que se va a sintetizar. Los fragmentos de secuencias de ARN restantes codificantes, los exones se unen mediante polimerasas. A veces un mensaje del pre-ARNm se puede empalmar de diversas maneras, permitiendo que un gen codifique múltiples funciones.
5. El ARN mensajero maduro es trasladado al citoplasma de la célula, en el caso de los seres eucariontes, a través de poros de la membrana nuclear.
6. El ARN mensajero en el citoplasma es acoplado a los ribosomas, que son la maquinaria encargada de la síntesis proteica.
7. Después de cierta cantidad de tiempo el ARNm se degrada en sus nucleotidos componentes, generalmente con la ayuda de ribonucleasas.

 

ARN Ribosomico (ARNr)

 

El ARN ribosómico es el más abundante. Está formado por una sola cadena, aunque presenta zonas de doble hélice.

Es un tipo de ARN cuyas principales características son:

• Cada ARNr presenta cadena de tamaño diferente, con estructuras secundaria y terciaria.
• Forma parte de las subunidades ribosómicas cuando se une con muchas proteínas.
• Está vinculado con la síntesis de proteínas.

ARN de transferencia (ARNt)

 

Es la molécula encargada de unirse a los aminoácidos para su entrada en la biosíntesis de proteína. Se trata de una molécula pequeña, que consta de 75-90 nucleótidos, y es la encargada de asociar al aminoácido con su codificación genética sobre la superficie del ribosoma. Vamos a ver la estructura del RNA de transferencia, serina (tRNA^Ser) .

La molécula que tenemos en pantalla es el tRNA del aminoácido serina en la levadura Saccharomyces cerevisiae. Hemos de tener en cuenta que, debido a la degeneración del Código Genético, pueden existir en la célula varios tRNAs distintos para un mismo aminoácido (tRNAs isoaceptores). Es una molécula pequeña, de 85 nucleótidos, cuya estructura tridimensional asemeja a una L. Téngase en cuenta que esta forma resulta del plegamiento en el espacio del modelo clásico en "hoja de trébol". Las dos ramas de la L son las siguientes:

- Una, el brazo aceptor, así llamado por contener el lugar de unión del aminoácido (que es el término 3'):

- Otra, el brazo anticodon, que contiene el anticodon, es decir, la secuencia de nucleótidos complementaria al código genético del aminoácido en cuestión (en este caso serina):

En el extremo 5', el tRNA presenta invariablemente un residuo de G fosforilado en 5':

En el extremo 3', al que se une el aminoácido mediante un enlace éster al -OH en 2', el tRNA presenta invariablemente la secuencia CCA:

Se trata de un solo polinucleótido: que podemos colorear mediante el patrón group, al igual que las proteínas: de manera que el término 5' aparece coloreado en azul y el 3' en rojo, pasando por toda la gama intermedia de colores.

Aproximadamente el 50 % de esta estructura está formando una doble hélice a través de autocomplementaridad en la misma molécula. Determinadas porciones no están en doble hélice, sino que forman los llamados lazos o bucles, que tienen una serie de características comunes en todos los tRNAs.

 

ARN Nucleolar (ARNn)

 

Sus características principales son:

- Se sintetiza en el nucleolo.

- Posee una masa molecular de 45 S, que actua como recursor de parte del ARN_r, concretamente de los ARN_r 28 S (de la subunidad mayor), los ARN_r 5,8 S (de la subunidad mayor) y los ARN_r 18 S (de la subunidad menor)

Otros tipos de ARN

 

ARN heteronuclear (ARNhn)

El ARN heteronuclear, o heterogéneo nuclear, agrupa a todos los tipos de ARN que acaban de ser transcritos (pre-ARN). Son moléculas de diversos tamaños.

Este ARN se encuentra en el núcleo de las células eucariotas. En células procariotas no aparece.

Su función consiste en ser el precursor de los distintos tipos de ARN.

 

 

ARN_u

Sus principales características son:

-Son moléculas de pequeño tamaño

- Se les denomina de esta manera por poseer mucho uracilo en su composición

- Se asocia a proteinas del núcleo y forma ribonucleoproteinas pequeño nucleares (RNP_pn) que intervienen en:

a) Corte y empalme de ARN

b) Maduración en los ARN_m de los eucariontes

c) Obtención de ARN_r a partir de ARN_n 45 S.

Aquí dejo un par de videos donde podemos obsevar lo explicado anteriormente y el proceso de la replicacion del ADN:

 

http://youtu.be/yZ_IPafioSU

 

http://youtu.be/T-g-G0-kehU

 

Además unas páginas donde podemos ver a traves de fotos un resumen de lo ya explicado:

 

http://www.um.es/molecula/anucl03.htm

http://www.johnkyrk.com/DNAreplication.esp.html

 

¿Qué importancia tiene el proceso de replicación del ADN?

 

http://www.biotech.bioetica.org/clase1-13.htm

Bibliografía:

http://aportes.educ.ar/biologia/nucleo-teorico/estado-del-arte/como-se-encienden-y-apagan-los-genes-el-dogma-central-de-la-biologia-paso-a-paso/replicacion_del_adn.php

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/contenidos19.htm#nucleolar

http://campus.usal.es/~dbbm/modmol/modmol06/mm06t03.htm

http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//3250/3374/html/33_arn_tipos_estructura_y_funcin.html



Jorge M.P.