¿Cómo se expresa la información del ADN?
1)- ¿Cómo es transportada la información genetica a los ribosomas?
Sabemos
que el ADN es un ''Banco'' de información que se conserva y se trasmite
de generación en generación. En cada célula dicha información es leída
e interpretada para dar lugar la fabricación o síntesis de poliptidos.
En este sentido, es correcto afirmar que los polipeptidos son la
expresion del ADN. Sin embargo, en las células eucariontes el ADN se
encuentra cerrado en el nucleo, mientras que los poliptidos se fabrican
en los ribosomas, ubicados en el citoplasma. Entonces, surge la pregunta
de cómo el ADN controla la síntesis de poliptidos en el citoplasma.
Los
científicos supieron la existencia de una molécula que transporta la
información del ADN hasta los ribosomas, actuando como intermediaria,
solo había que encontrarla.
1.1)- El experimento que permitió identificar el rol de la molécula de ARN.
tras descubrirse el ARN (ácido ribonucleico), se convirtio en la molécula candidata a ser la intermediaria entre el ADN y los ribosomas, ya que su composición es similar a la del ADN, ademas de encontrarse en abundancia en células con altas síntesis proteica.
Se comprobó que el ARN es la molécula intermediaria, a través de un experimento de pulso y caza, consistente
en mantener células en un medio de cultivo de nucleótidos de uracilo,
base exclusiva del ARN, marcados con radiactividad. Como la radiación de
los nucleótidos marcados se detecta con películas fotográficas, fue
posible seguir la pista del movimiento de las moléculas de ARN en las
células. Así, se pudo establecer que el ARN es producido en el núcleo
celular y luego de un tiempo se traslada hacia al citoplasma. Se
concluyó que el ARN era el responsable del traspaso de la información
desde los genes a los ribosomas y se le llamo ARN mensajero o ARNm.
tras descubrirse el ARN (ácido ribonucleico), se convirtio en la molécula candidata a ser la intermediaria entre el ADN y los ribosomas, ya que su composición es similar a la del ADN, ademas de encontrarse en abundancia en células con altas síntesis proteica.
2)- Transcripción o síntesis del ARN en eucariontes.
La
transcripción es la síntesis de ARN a partir de un gen de una de las
hebras del ADN que actúa como molde. Al disociarse el ADN de las
histonas y provocar la descondensación de la cromatina, pueden operar la
helicasa y la girasa, separando las hebras del ADN. Una vez separada,
las enzimas ARN polimerasas específicas se encargan de la síntesis de cada tipo de ARN (ribosomal, de transferencia, mensajero y mitocondrial).
2.1)- Etapas de la transcripción del ARNm.
La
transcripción del ARNm es un proceso altamente regulado, ya que de él
depende el funcionamiento celular. Dividiremos su análisis en cuatro
etapas:
a)- Iniciación: el proceso comienza con la unión de las muchas proteínas reguladoras de la transcripción o factores de transcripción al promotor; esta es una secuencia especifica del gen, vecina al sitio de inicio de la transcripción, secuencia a la que se une la ARN polimerasa.
b)- Elongación: la
ARN polimerasa comienza añadir nucleótidos de manera complementaria y
antiparalela a la hebra molde de ADN. De esta forma, si la secuencia de
ADN es 3´ TACCG 5´ la nueva cadena de ARN será 5´ AUGGC 3´. Como te
darás cuenta, el primero nucleótido se convertirá en el extremo 5´.
c)- Terminación: la ARN polimerasa reconoce una secuencia de término de la transcripción, formado por uno de los siguientes tríos de nucleótidos: ATT, ACT o ATC. Como resultado se obtiene una molécula de ARN que contiene la información de la hebra de ADN que sirvió de molde.
d)- Maduración: ocurre solo en eucariontes; consiste en el corte de intrones y el empalme de exones y en marcar al ARN. A
diferencia de los genes de los procariontes, los de eucariontes
presentan secuencias que no modifican aminoácidos, llamadas exones. Como
la trascripción es es continua, el ARNm contiene intrones que
deben eliminarse. Luego los exones son unidos por la ARN ligasa
formándose un ARNm maduro, que es marcado con una larga secuencia de
adenina o cola poliA; así el ARNm puede salir del núcleo.
3)- Regulación de la transcripción.
todas
tus célula somáticas tiene el mismo genoma, pues descienden del mismo
cigoto. Sin embargo, sus fenotipos pueden ser muy distintos, producto
del proceso de especialización que origina los distintos tejidos. Esto
es posible por la acción de los factores de transcripción,
es decir, existen un grupo diverso de polipéptido que activan o inhiben
la transcripción de los genes. Algunos factores de transcripción
siempre están actuando, pues de encargan de regular la expresión de los genes constitutivos,
los cuales se ocupan de la síntesis de péptidos que utilizan de manera
continua en las células. En el intertanto, otros factores de
transcripción regulan la expresión de genes que se necesitan solo en
determinadas circunstancias, generando una respuesta adaptativa antes
estímulos ambientales. Esto supone una compleja red de comunicación
molecular entre la membrana celular, el citoplasma y el núcleo.
La complejidad de los organismo eucariontes no se relaciona con el tamaño del genoma, sino con la regulación en la expresión de sus genes y la variabilidad de las proteínas producidas.
4)- El código genético en el lenguaje de los genes.
tal
como las letras del abecedario forman un código con el cual, siguiendo
ciertas reglas, se pueden formar palabras, el ARNm contiene secuencias
de bases con la información para construir polipéptidos. En 1961,
Fransis Crick y el biólogo sudafricano Sydney Brenner dilucidaron sus
reglas.
4.1)- La reglas del código.
*
El código genético es universal, pues casi todos los seres vivos
emplean exactamente el mismo, lo que se interpreta como una evidencia
del origen común de los organismo.
* Existen tríos de nucleótidos de ARN o codones, que codifican cada uno de ellos para un aminoácido específico.
* El código genético es redundante
o degenerado, porque la mayoría de los aminoácidos pueden ser
codificados por varios codones. Existen 64 combinaciones de codones
posibles para los 20 tipos de aminoácidos que se usa para construir los
polipéptidos.
*El codón AUG es el codón del inicio, al mismo tiempo que codifica ala aminoácido metionina.
* Existen señales de termino que no codifican aminoácidos, estos son los codones: UAA, UAG y UGA.
