I made this video Strakios at Strakios.Blogspot
- ADN
ARN
Herencia y genetica
Metodos anticonceptivos
Sexualidad
Anatomia humana
El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por una larga cadena de nucleótidos. Se ubica en las células de tipo procariota y las de tipo eucariota. El ARN se define también como un material genético de ciertos virus (virus ARN) y, en los organismos celulares, molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica. En los virus ARN, esta molécula dirige dos procesos: la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que forman la cápsula del virus) y replicación (proceso mediante el cual el ARN forma una copia de sí mismo). En los organismos celulares es otro tipo de material genético, llamado ácido desoxirribonucleico (ADN), el que lleva la información que determina la estructura de las proteínas. Pero el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo).
Como el ADN, el ARN está formado por una cadena de compuestos químicos llamados nucleótidos. Cada uno está formado por una molécula de un azúcar llamado ribosa, un grupo fosfato y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina, guanina, uracilo y citosina. Estos compuestos se unen igual que en el ácido desoxirribonucleico (ADN). El ARN se diferencia químicamente del ADN por dos cosas: la molécula de azúcar del ARN contiene un átomo de oxígeno que falta en el ADN; y el ARN contiene la base uracilo en lugar de la timina del ADN.
El ARN es transcrito desde el ADN por enzimas llamadas ARN polimerasas y procesado en el transcurso por muchas más proteínas. El uracilo, aunque es muy diferente, puede formar puentes de hidrógeno con la adenina, lo mismo que la timina lo hace en el ADN. El porqué el ARN contiene uracilo en vez de timina es actualmente una pregunta sin respuesta.
Flujo de la información genética
El material genético de las células se encuentra en forma de ADN. Dentro de las moléculas de ADN se encuentra la información necesaria para sintetizar las proteínas que utiliza el organismo; pero el proceso no es lineal, es bastante complejo. El ADN no se traduce directamente en proteínas.
En las células eucariotas el ADN se encuentra encerrado en el núcleo. La síntesis de ADN se hace en el núcleo, así como también la síntesis de ARN, pero la síntesis de proteínas ocurre en el citoplasma. El mecanismo por el cual la información se trasvasa desde el núcleo celular al citoplasma es mediante la trascripción del ARN a partir del ADN y de la traducción de proteínas a partir de ARN.
ARN, el mensajero
Parte del ADN se transcribe en ARN. El ARN va como un mensajero al citoplasma y allí el ribosoma es el lugar físico para la traducción de los genes a proteínas.
Tipos de ARN
- ARN codificantes:
- ARN mensajero (mRNA o ARNm)
- ARN no codificantes (ncRNA o ARNnc):
- intrones (que representan el 30% del genoma)
- ARN que se expresan de forma autónoma (50-70% de la transcripción total en los eucariotas superiores):
- básicos:
- ARN de transferencia (tRNA o ARNt)
- ARN ribosómico (rRNA o ARNr)
- ARN nucleolar (snoRNA)
- pequeños ARN nucleares (snRNA), implicados en splicing
- ARN de la telomerasa
- reguladores:
- básicos:
ARN en otros organismos
El ARN es el material genético usado por los virus, y el ARN también es importante en la producción de proteínas en otros organismos vivos. La mecánica del ARN en los organismos eucarioticos es similar en los organismos procarióticos. El ARN puede moverse dentro de las células de los organismos vivos y por consiguiente sirve como una suerte de mensajero genético, transmitiendo la información guardada en el ADN de la célula, desde el núcleo hacia otras partes de la célula donde se usa para ayudar a producir proteínas. Una sola hebra de ADN se usa a la vez, el RNA polimerasa es la enzima que cataliza el proceso y las bases nitrogenadas son las mismas. Solo que en los procariotas, no existe el núcleo delimitado por membrana (carioteca).
Transcripción
El ARN se transcribe a partir de una de las dos cadenas del ADN. En caso contrario, al transcribirse ambas al mismo tiempo, de una de las hélices saldría una proteína y de la otra algo totalmente diferente.
Por ejemplo, si en una de las cadenas de ADN hubiera: GATACA, en la otra cadena, la homóloga, debería haber: CTATGT.
La primera al transcribirse a ARN daría dos codones: GAU-ACA. La segunda CUA-UGU.
La primera formaría la cadena de aminoácidos siguiente. En el primer caso: Ácido Aspártico-Treonina y en el segundo caso: Leucina-Cisteína.
Que sólo se transcriba una hélice no significa que siempre sea la misma a lo largo de todo el cromosoma. Puede transcribirse una hélice en un sitio y otra en otro.
En la traducción de codones a aminoácidos intervienen otras moléculas de ARN, las llamadas ARN de transferencia.
Algunas moléculas de ARN presentan actividad catalítica, y son conocidas como ribozimas. La mayoría de los ARN son autocatalíticos, ya que catalizan su propio procesamiento. Su hallazgo es relativamente reciente, y antes se consideraba que solo las proteínas eran las únicas macromoléculas capaces de poseer actividad catalítica.
Bases Nitrogenadas y complemento
Están formadas por pares de bases, la unión de estas es semejante a la del ADN, pero difiere en que la adenina (A) se une al uracilo (U), entonces su complemento es:
- Uracilo (U) con Adenina (A)
- Citosina (C) con Guanina (G)
U - A
C - G
Azúcar
El ARN contiene el glúcido pentosa (o sea de con 5 carbonos) llamada ribosa y sus moléculas están formadas también por pares de bases, de ahí ribonucleico.
Función a la materia vida
La función principal del ARN es servir como intermediario a la información que le lleva el ADN en forma de genes y la proteína final codificada por esos genes. El ARN es transcrito desde el ADN por enzimas llamadas ARN polimerasas y procesado por muchas más proteínas. El código genético de las células se encuentra en forma de ADN. Dentro de las moléculas de ADN se encuentra la información necesaria para sintetizar las proteínas que utiliza el organismo, pero el proceso no es lineal, es bastante complejo.
A diferencia del ADN todos los tipos de ARN, son de una sola hebra, la cual que se sintetiza a partir de moldes de ADN. Aún así, los ARNs, tienen estructuras estables (regiones de doble hélice antiparalelas) que les permite tener estructuras tridimensionales.
En los ARN los pares de bases son generalmente AU y GC aunque eventualmente existen pares GU. En algunos (tARN) existe complementariedad inteARN que hace que tengan estructuras específicas y estructura terciaria.
Dos principios del plegamiento de las proteínas se aplican al ARN:
1.- La estructura está dada por la secuencia de los grupos funcionales de la cadena (aminoácidos en proteínas y nucleotidos en ARN) y 2.- la estructura se forma al sintetizarse la cadena; es importante mencionar que la estructura del ARN que se está sintetizando puede afectar la transcripción de lo que resta de la cadena. En las células el ARN tiene tamaños que van desde 50 hasta decenas de miles de nucleótidos (excepcionalmente puede haber ARNs circulares).
Estructura del ARN
La complementariedad de los pares de bases de W-C es cierta para los complejos ADN-ADN, ARN-ARN y ADN-ARN. La evidencia directa de lo anterior, se tuvo al descubrir a la enzima ARN polimerasa, que existe virtualmente en todos los organismos. En una célula de E. coli hay alrededor de 3X103 moléculas de esta enzima. La ARN polimerasa une ribonucleotidos catalizando la formación de un enlace fosfodiester en dirección 3´-5´. Esta reacción ocurre solamente en presencia de ADN. Es decir el ADN especifica a la ARN polimerasa qué nucleótido debe unir, como se puede observar en la siguiente Tabla.
Composición Composición
FX174 predicha observada
A 0.25 0.33 0.32
U 0.33(T) 0.25 0.25
G 0.24 0.18 0.2
C 0.18 0.24 0.23
Total 1.0 1.0 1.0
Tabla: La composición de bases en el ARN enzimáticamente sintetizado usando como molde el ssDNA (ADN de una dola hebra) del virus FX174
En este caso se forma una doble hebra híbrida (ADN-ARN).
Cuando el proceso se lleva a cabo en una hebra ADN-ADN el producto de ARN sale rápidamente del templado y las hebras de ADN vuelven a unirse. En este momento el ARN está listo para unirse al ribosoma.
El mecanismo de síntesis de ARN es fundamentalmente igual al de ADN, los precursores son ribonucleotidos trifosfato. La síntesis de ARN es un proceso apresurado y su precisión no se acerca a la del ADN
Desnaturalización y renaturalización del ADN de doble hebra:
Ejemplo:
gen (ADN):
5´ AATTCGTATCGATTAGCTGCGTGCAGTACGTC 3´
3´ TTAAGCATAGCTAATCGACGCACGTCATGCAG 5´
ARN:
5´ AAUUCGUAUCGAUUAGCUGCGUGCAGUACGUC 3´Þ PROTEÍNA 1
3´ UUAAGCAUAGCUAAUCGACGCACGUCAUGCAG 5´Þ PROTEÍNA 2
La ARN polimerasa reconoce una secuencia específica en la hebra que se va a copiar a esta región específica que únicamente está en una de las hebras se le denomina promotor. En algunos fagos (T/ y SP8), la información está en una de las hebras, en otras (T4 y l), ambas hebras son transcritas, en una se encuentra la información para unas proteínas y en la otra, para otras; lo anterior también sucede también en E. coli .
La síntesis de ARN ocurre en una dirección fija:
La molécula de 3´-desoxiadenosina, es un inhibidor metabólico análogo a la adenosina que carece del O en posición 3´. Esta molécula se utilizó para determinar que la transcripción no ocurre a partir de ambos extremos de la cadena.
El experimento se puede resumir como sigue:
E. coli + 3´-desoxiadenosina ® 3´-desoxiadenosina-trifosfato ® unida a la cadena en 3´
No hay comentarios:
Publicar un comentario