Replicación del ADN

Replicación del ADN, Transcripción y traducción

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Replicación del ADN

02

Proceso mediante el cual la molécula de ADN se duplica en el núcleo

TRANSCRIPCIÓN

Proceso mediante se síntetiza una molécula de ARN usando como molde una de las hebras de ADN.

Etapas

Iniciación Elongación Terminación

ETAPAS

Iniciación Elongación Terminación

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TRADUCCIÓN

El proceso de una célula que elabora proteínas usando información genética que lleva el ARNm

ETAPAS

La traducción se divide en tres etapas: Iniciación, Elongación y Terminación

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Etapas de Iniciación

Es el comiezo, en esta etapa el ribosoma se une con el ARNm (ARN mensajero) y el primer ARNt (ARN de transferencia) para que pueda comenzar la traducción.

Etapa de Elongación

Es el crecimiento de la proteína, en esta etapa los ARNt (ARN de transferencia) trae los aminoácidos al ribosoma y estos se unen para formar una cadena de polipéptidos, siendo estas las que van a formar la proteína.

Estructura del ADN

• El ADN es una molécula compuesta por nucleótidos, formados por un grupo fosfato, una desoxirribosa (azúcar) y una base nitrogenada (Adenina, Timina, Guanina o Citosina). Tiene forma de doble hélice, con cadenas antiparalelas unidas por puentes de hidrógeno entre bases complementarias (A-T y G-C).

La hélice presenta surcos mayor y menor, permitiendo la interacción con proteínas. En células eucariotas, el ADN se compacta en nucleosomas, fibras de cromatina y finalmente cromosomas. Funciones Principales Almacenar información genética. Dirigir la síntesis de proteínas. Transmitir la herencia genética.

Etapa de Terminación

Es la etapa final, en esta última el polipéptido terminado es liberado para que vaya y realice su función en la célula.

Iniciación

• El proceso comienza en sitios específicos del ADN llamados orígenes de replicación, donde las secuencias son ricas en adenina y timina, ya que tienen menos enlaces de hidrógeno (2 en lugar de 3 como en citosina-guanina), lo que facilita su separación.

Apertura de la doble hélice: La enzima helicasa rompe los puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas, separando las dos cadenas de ADN y formando una burbuja de replicación. Las proteínas de unión a cadena sencilla (SSB, por sus siglas en inglés) estabilizan las cadenas separadas, evitando que se vuelvan a unir. Relajación de la superenrolladura: La enzima topoisomerasa (o girasa en bacterias) alivia la tensión generada por el desenrollamiento, cortando y reconectando las hebras para liberar el estrés.

Elongación

En esta fase, se sintetizan las nuevas cadenas complementarias de ADN mediante la adición de nucleótidos. Formación de cebadores: La enzima primasa sintetiza pequeños fragmentos de ARN llamados cebadores, que sirven como puntos de inicio para la síntesis del ADN. Síntesis de la cadena líder (leading strand): La ADN polimerasa III añade nucleótidos en la dirección 5' → 3', de manera continua, siguiendo el desenrollamiento de la helicasa. Síntesis de la cadena rezagada (lagging strand): Como esta cadena corre en dirección 3' → 5', su síntesis ocurre en fragmentos discontinuos llamados fragmentos de Okazaki. Cada fragmento requiere un cebador nuevo, y posteriormente, los fragmentos son unidos por la enzima ADN ligasa. Revisión y corrección: La ADN polimerasa III tiene capacidad de corrección (proofreading), detectando y eliminando nucleótidos mal emparejados en el extremo 3' en crecimiento.

Terminación

La replicación concluye cuando las horquillas de replicación alcanzan regiones específicas de terminación o se encuentran entre sí. Eliminación de cebadores: La ADN polimerasa I elimina los cebadores de ARN y los reemplaza con nucleótidos de ADN. Sellado final: La ADN ligasa une las brechas en la cadena rezagada, asegurando una estructura continua y completa.

ADN y Cromatina

ADN: Es la molécula que almacena la información genética. Está compuesto por nucleótidos con bases nitrogenadas (Adenina, Timina, Guanina, Citosina) y organizado en una doble hélice.Cromatina: Es el ADN asociado a proteínas histonas para empaquetarse en el núcleo de las células eucariotas. Se presenta en dos formas: Eucromatina: Menos compacta, activa en la transcripción. Heterocromatina: Más compacta, generalmente inactiva.

Flujo de información genética

El flujo de información genética sigue el dogma central de la biología molecular: Replicación: El ADN se copia para la división celular. Transcripción: El ADN se transcribe a ARN. Traducción: El ARN se traduce a proteínas.

¿Dónde ocurre?

Replicación: En el núcleo de células eucariotas y en el citoplasma de procariotas.

Proteinas y enzimas

Implicadas en la replicación

Helicasa: Desenrolla la doble hélice.SSB (Proteínas de Unión a Cadena Sencilla): Evitan que las cadenas se vuelvan a unir. Topoisomerasa: Alivia la tensión durante el desenrollamiento. Primasa: Sintetiza cebadores de ARN para iniciar la síntesis. ADN Polimerasa: Agrega nucleótidos al extremo 3' del cebador. ADN Ligasa: Une fragmentos de Okazaki en la cadena rezagada.

¿Cuándo ocurre?

Fase S del ciclo celular, antes de la división celular (mitosis o meiosis).

Replicación del ADN

en eucariotas

Características:Multioriginaria: Inicia en múltiples sitios del ADN. Velocidad lenta: ~50 nucleótidos por segundo. Requiere telomerasa para replicar los extremos de los cromosomas (telómeros).

Comparación de la replicación en eucariotas y procariotas

Origen: Eucariotas tienen múltiples orígenes; procariotas, uno solo. Velocidad: Más lenta en eucariotas (~50 nt/seg) que en procariotas (~1000 nt/seg). Forma del ADN: Lineal en eucariotas; circular en procariotas. Enzimas: Eucariotas necesitan telomerasa; procariotas no. Lugar: Núcleo en eucariotas; citoplasma en procariotas.

¿Dónde ocurre la Traducción?

Ocurre en el citoplasma, especificamente en el retículo endoplasmático rugoso, ya que ahí se ubican los ribosomas.

Transcripción

¿Qué es?

• La transcripción es el proceso mediante el cual la información genética almacenada en el ADN se copia en una molécula de ARN mensajero (ARNm). Es el primer paso del flujo de información genética y ocurre en el núcleo de las células eucariotas y en el citoplasma de las procariotas.

Iniciación

Preparación del ADN: El proceso comienza en el promotor, una región específica del ADN localizada antes del gen que se transcribirá. Factores de transcripción específicos reconocen y se unen al promotor, reclutando a la ARN polimerasa. Formación del Complejo de Iniciación: La ARN polimerasa se une al ADN con ayuda de los factores de transcripción. Se abre una burbuja de transcripción donde las cadenas del ADN se separan, dejando expuesta la hebra molde.

Terminación

Reconocimiento de Señales de Terminación: La ARN polimerasa se detiene al llegar a una secuencia de terminación específica en el ADN. Esta señal varía entre eucariotas y procariotas. Liberación del ARN: El ARN transcrito se separa del complejo de transcripción. En eucariotas, este ARN inicial se denomina pre-ARNm. Procesamiento Posterior (en eucariotas): Capping (extremo 5’): Se añade un nucleótido modificado para proteger el ARN y facilitar la unión al ribosoma. Cola poli-A (extremo 3’): Una secuencia de adeninas se agrega al final del ARN para estabilizarlo. Splicing: Se eliminan los intrones (regiones no codificantes) y se ensamblan los exones (regiones codificantes).

Elongación

Síntesis del ARN: La ARN polimerasa comienza a recorrer la hebra molde del ADN en dirección 3' → 5'. A medida que avanza, sintetiza una cadena complementaria de ARN en dirección 5' → 3', añadiendo nucleótidos: Adenina (A) del ADN se empareja con Uracilo (U) en el ARN. Timina (T) con Adenina (A). Guanina (G) con Citosina (C). Citosina (C) con Guanina (G). Velocidad del Proceso: La ARN polimerasa añade nucleótidos rápidamente, pero también revisa errores ocasionales para garantizar la fidelidad del ARN. Burbuja de Transcripción: El ADN se desenrolla continuamente por delante de la ARN polimerasa, mientras que la hebra de ARN se libera detrás y el ADN vuelve a enrollarse.