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Las cadenas de DNA se separan a medida que la polimerasa se aproxima y se reasocian conforme la polimerasa pasa.
Síntesis de ARNt
Un RNAt tiene un sitio de unión para una secuencia específica de tres nucleótidos en el RNAm (el sitio anticodón) y otro sitio de unión para el aminoácido codificado.
Se generan precursores de RNAt de unos 100 nucleótidos de longitud
El pre–RNAt asume la forma de hoja de trébol y se corta con posterioridad en los extremos 5′ y 3′. Para cerrar la abertura, un grupo fosfato 2′ o 3′ de un extremo se liga al hidroxilo 5′ en el otro extremo por una RNA ligasa.
Las bases se modifican al mismo tiempo que ocurren las reacciones de corte endonucleolíticas
El paso final en la formación del RNAt maduro es la adición de una secuencia CCA en su extremo 3’
El RNAt migra a continuación al citoplasma. La adenosina final en el extremo 3′ es el sitio en el cual el aminoácido específico para cada RNAt se une y se activa para su incorporación a la proteína.
Síntesis de ARNr
El RNAr forma los complejos ribonucleoproteínicos en los que se produce la síntesis de la proteína
Cada gen produce un gran transcrito 45S (sintetizado por la RNA polimerasa I) que se escinde para producir RNAr 18S, 28S y 5.8S.
Una porción de los precursores de RNAr 45S se convierte en RNAr 18S que forma las subunidades ribosómicas pequeñas de 40S.
Otro segmento del precursor se pliega sobre sí mismo y se corta, para formar el RNAr 28S, unido por puentes de hidrógeno al RNAr 5.8S, esto genera la subunidad ribosómica 60s
En el citoplasma, las subunidades ribosómicas 40S y 60S interactúan con el RNAm y forman los ribosomas 80S
Síntesis de ARNm
El RNAm maduro pueda migrar al citosol, donde se traduce en un producto de proteína.
La RNA polimerasa II sintetiza un transcrito primario grande a partir de la cadena del molde, el cual adquiere un casquete en el extremo 5′ a medida que se transcribe.
El transcrito además adquiere con rapidez una cola de poli(A) en el extremo 3′.
Estas secuencias no traducidas se retienen en el RNAm maduro.
Eliminación de los intrones
Los intrones son sustraídos cuidadosamente del pre–RNAm transcrito y los exones se empalman de forma conjunta
Una estructura compleja conocida como empalmosoma asegura que los exones se empalmen de manera conjunta con gran precisión.
Adición de cola poli (A)
Luego de que la RNA polimerasa transcribe el codón de detenimiento para la traducción de la proteína, pasa una secuencia llamada señal de poliadenilación
Esta señal provoca que ciertas enzimas corten de 10 a 20 nucleotidos
Luego de este corte se añade la cola de poli (A) con el ATP como precursor
Casquete 5'
Para formar el casquete, el trifosfato terminal pierde un fosfato y forma un difosfato 5′.
El fosfato β del difosfato reacciona luego con el fosfato α del GTP, libera pirofosfato y forma un enlace inusual de trifosfato 5′ a 5′.
Un grupo metilo se transfiere de la S–adenosilmetionina a la posición 7 del anillo agregado de guanina. La metilación también ocurre en el grupo hidroxilo 2′ de la ribosa en el nucleótido terminal.
Actúa como sitio de reconocimiento para la unión del RNAm maduro a un ribosoma en el inicio de la síntesis de la proteína.
La cadena rezagada se produce por una serie de fragmentos de Okazaki formados por fragmentos de ARN y una primasa. Luego estos se unen con la ADN ligasa y forman la hebra tardía.
Ya con la hebra tardía y continua sintetizadas, se replican los telomeros con ayuda de la telomerasa, lo que finaliza la síntesis del ADN.
El mensaje genético codificado en el DNA se transcribe primero en RNAm y la secuencia de nucleótidos en la región codificante del RNAm se traduce luego en la secuencia de aminoácidos de la proteína.
El código genético
Veinte aminoácidos diferentes se incorporan por lo regular en las proteínas y, por lo tanto, el alfabeto de las proteínas tiene 20 caracteres.
Sin embargo, el alfabeto de los ácidos nucleicos tiene solo cuatro caracteres, que corresponden a los cuatro nucleótidos del RNAm
el número de nucleótidos que codifican a un aminoácido tiene que ser por lo menos de tres y proporcionar 64 codones, tres de estos no codifican aminoácidos
Efectos de las mutaciones
Las mutaciones que resultan del daño a nucleótidos de moléculas de ADN o de errores no reparados durante la replicación
Procesos de la traducción
Terminación
Los tres pasos de elongación se repiten hasta que un codón de terminación (detenimiento) se mueve hacia el sitio A en el ribosoma.
El polipéptido recién sintetizado se libera del ribosoma, que se disocia de sus subunidades individuales, con liberación del ARNm.
Elongación
Después de que se forma el complejo de iniciación, la adición de cada aminoácido a la cadena polipeptídica creciente requiere unir un aminoacil-RNAt al sitio A en el ribosoma, la formación de un enlace peptídico y la movilización del peptidil-RNAt al sitio P
Translocación
La translocación en las eucariotas incluye otra proteína G, el factor de elongación eEF2 que crea un complejo con GTP y se une al ribosoma
El RNAt sin carga se mueve del sitio P al sitio E. Se libera del ribosoma cuando el siguiente RNAt cargado entra al sitio A. El peptidil-RNAt se mueve al sitio P y el siguiente codón del RNAm ocupa el sitio A.
Durante la translocación o desplazamiento, GTP se hidroliza a GDP, que se libera del ribosoma junto con el factor de elongación
Formación de un enlace peptídico
el aminoácido en el RNAt en el sitio A forma un enlace peptídico con la metionina del RNAt en el sitio P.
La peptidiltransferasa, que no es una proteína sino el RNAr de la subunidad ribosómica grande, cataliza la formación del enlace peptídico.
El RNAt en el sitio A contiene ahora la cadena polipeptídica creciente, y el RNAt en el sitio P carece de carga
Unión del aminoacil-ARNt
Cuando Met-RNAti (o un peptidil-RNAt) se une al sitio P, el codón del ARNm en el sitio A determina qué aminoacil-ARNt se une a ese sitio.
La unión de este complejo con GTP permite que se una al ribosoma
Iniciación
Un RNAt que contiene un aminoácido unido por enlace covalente a su extremo 3′ se llama aminoacil-RNAt y se dice que está cargado.
El aminoacil-ARNt que comienza con la traducción es el metionil-ARNt que se une al codón de inicio AUG
El metionil-ARNti Met forma al principio un complejo con la proteína del factor de iniciación eucariótico 2 (eIF2), que se une con trifosfato de guanosina (GTP).
Este complejo se une a continuación con la subunidad ribosómica pequeña (40S)
El casquete en el extremo 5′ del RNAm se une al complejo de unión al casquete
El ARNm, en asociación con el complejo de unión a casquete, se une después al complejo ribosómico eIF-Met-ARN-ti Met–40S.
Con la hidrólisis del ATP este complejo se desenrolla y encuentra el codón de inicio AUG. Con esto se liberan los factores de iniciación y se une el complejo a La subunidad ribosómica grande
Esto produce los ribosomas 80s con sitios de unión A (aminoacil), P (péptidil) y E (expulsión)
Estas son
Inserciones
adición de una o más bases
Deleciones
pérdida de una o más bases
Mutaciones sin sentido
cambio que produce un codón de detenimiento
Mutaciones de sentido erróneo
cambio que especifica un aminoácido diferente
Mutaciones silentes
cambio que especifica el mismo aminoácido
Acción de la ARN polimerasa
Al igual que las ADN polimerasas, las ARN polimerasas forman uniones éster entre los nucleótidos que forman pares de bases con los nucleótidos complementarios del molde de ADN.
Las ARN polimerasas pueden iniciar la síntesis de nuevas cadenas en ausencia de cebadores
Una cadena de DNA sirve como molde para la síntesis de RNA y se copia en la dirección 3′ a 5′. La síntesis de la nueva molécula de RNA ocurre en la dirección 5′ a 3′.
Una región de secuencias regulatorias llamada promotor (a menudo compuesta por secuencias más pequeñas llamadas cajas o elementos) controla la unión de la RNA polimerasa al DNA e identifica el punto de inicio
Tipos
ARN polimerasa III
produce RNA pequeños, como RNAt y RNAr 5S.
ARN polimerasa II
produce RNAm y microRNAm
ARN polimerasa I
produce la mayoría de los RNAr
Resulta esencial para la vida de todas las células y organismos
Un proceso semiconservativo en el que cada hebra parental sirve como molde para la síntesis de una nueva hebra hija complementaria.
La enzima principal es la ADN polimerasa, que cataliza la unión de desoxirribonucleósidos 5'-trifosfato para formar la cadena de ADN en crecimiento. Sin embargo, participan otras enzimas.
Horquilla de replicación
Es el lugar donde ocurre la replicación. Conforme este proceso avanza las dos hebras progenitoras se separan por delante de la horquilla.
Detrás de ella, cada hebra recién sintetizada permanece unida por apareamiento de bases con su hebra molde progenitora complementaria de DNA.
Enzimas
Telomerasas
Esta enzima parte de su propio molde de ARN, que es complementario a las secuencias repetidas de los telómeros. El uso de este molde permite a la telomerasa generar múltiples copias de las secuencias teloméricas.
Proteínas de unión al ADN monocatenario
Cubren el ADN alrededor de la horquilla de replicación para evitar que el ADN se vuelva a enrollar.
Primasas
Los fragmentos de Okazaki se dan con fragmentos cortos de ARN que sirven como iniciadores para la replicación del ADN.
Lla síntesis de ARN es capaz de iniciarse sin cebador, y la primasa sintetiza los fragmentos cortos de ARN complementarios a la hebra tardía.
ADN ligasa
Su función es unir los fragmentos de Okazaki para formar una hebra intacta de ADN. También participa en la reparación del ADN.
Cataliza un enlace fosfodiéster entre el grupo 3’ hidroxilo de una de las cadenas de ADN y el grupo 5’ fosfato del extremo de la otra cadena de ADN.
Topoisomerasas
Las hebras de ADN tienden a enrollarse y eso bloquearía la replicación. Las topoisomerasas se encargan de evitar esto al cambiar el grado de superenrollamiento del DNA
Esto cortando una hebra del DNA (topoisomerasas de tipo I) o ambas hebras (topoisomerasas de tipo II).
Helicasas
Catalizan el desenrollamiento del ADN parental, emparejadas con la hidrólisis de ATP o GTP, a la cabeza de la horquilla de la replicación.
ADN polimerasa
Responsables de la síntesis del ADN. Añaden nucleótidos a la cadena creciente de ADN e incorporan solo aquellos que sean complementarios al molde.
También actúa como exonucleasa y elimina los cebadores de ARN de la cadena de ADN.
Las polimerasas δ (Pol δ) y ε (Pol ε) son las principales enzimas replicativas. La Pol α también se involucra en la replicación.
Como sitios de asociación entre las cromátidas hermanas y como sitios de adhesión de las fibras del huso durante la mitosis.
Compactarse aún más mediante el plegamiento de los nucleosomas en estructuras altamente ordenadas
Heterocromatina, es transcripcionalmente inactiva; y eucromatina, transcripcionalmente activa
El tamaño y complejidad del genoma eucariota es mucho mayor que el procariota.
Un gen puede definirse como un segmento de ADN que se expresa para dar un producto funcional, que puede ser un ARN o un polipéptido
Están separados por secuencias codificantes y no codificantes.
Exones
Secuencias codificantes de aminoácidos
Los exones se encuentran en el ARNm maduro
Se encuentran en menor cantidad que los intrones
Intrones
Secuencias no codificantes de aminoácidos que conforman el 25% del ADN genómico
El gen completo se transcribe para producir una molécula larga de ARNm en la que los intrones se han retirado mediante empalmes.
Están presentes en la mayoría de los genes eucariotas complejos, sin embargo, no son necesarios para la función del gen
Algunos ADN no codificantes en eucariotas representan largas secuencias de ADN que residen entre genes
Secuencias de ADN repetitivas
Secuencia altamente repetidas de ADN no codificante que se encuentran en grandes cantidades del gen.
Transposones de ADN
Se mueven por el genoma siendo copiados y reinsertados como secuencias de ADN. Hay 300.000 copias de transposones y constituyen el 3% del ADN
Elementos semejantes a retrovirus
Hay cerca de 450.000 secuencias en el ADN y componen el 8% de este
SINEs y LINEs
Los SINES poseen una longitud de 100 a 300 pares de bases. Constituyen 13% del ADN humano. Se transcriben y no generan proteínas
Los LINEs son más cortos. Constituyen el 21% del ADN humano. Se transcriben y algunos codifican para proteínas
Repeticiones de secuencia sencilla
Repeticiones en tandem de hasta miles de copias de secuencias cortas
Sin embargo, el tamaño entre el genoma eucariota no influye en la complejidad del individuo.
