Replicación del ADN

Vista previa del material en texto

Replicación ADN
-Inicio de la replicación
La replicación comienza en ciertas zonas donde hay una secuencia de nucleótidos conocida como 
origen de la replicación. En el caso de la cadena retardada, se necesita una pequeña cadena de 
ARN, sintetiza por el enzima ARN-primasa que actúa de cebador.
-Separación de cadenas
En ella intervienen unas enzimas, llamadas helicasas, que rompen los enlaces por puentes de 
hidrógeno que mantienen unidas las bases complementarias, y abren así la dobe hélice. Esta 
separación provoca superenrrollamientos en las zonas vecinas, por lo que existen otros enzimas, 
las topoisomerasas o girasas, que rebajan la tensión.
-Mantenimiento de la separación de las cadenas
Una vez separadas las dos cadenas, estas se mantienen abiertas gracias a la acción de las 
proteínas, las SSB en procariotas y las RPA en eucariotas, que se unen a las hebras individuales.
-Formación de las nuevas hebras
La síntesis real de las nuevas cadenas es catalizada por los enzimas ADN-polimerasas, que van 
añadiendo nucleótidos uno a uno. La zona donde tiene lugar la replicación se observa al 
microscopio electrónico como un ojo o burbuja de replicación. En los extremos de la burbuja, las 
cadenas forman una estructura en forma de Y, conocida como horquilla de replicación.
El proceso de la replicación es bidireccional y siempre se produce en el sentido de la cadena de 
nucleótidos 5'->3', pues las polimerasas solo colocan y unen nucleótidos en ese sentido. Como la 
replicación solo ocurre en un sentido y las dos cadenas de ADN son antiparalelas, la otra cadena se
forma de manera discontinua, es decir, se sintetizan mediante fragmentos de Okazaki.
-Terminación
Por último, hay otro enzima, la ADN-ligasa, que conecta los fragmentos de Okazaki recién 
formados con la cadena de ADN retardada en crecimiento.
 
Transcripción del ADN
Se lleva a cabo en cuatro fases: iniciación, elongación, terminación y maduración.
-Iniciación
Es la etapa más compleja de la transcripción.
El enzima ARN-polimerasa tiene que reconocer una región del ADN, llamada centro promotor, a la 
que se asocia. Los centros promotores son señales con unas determinadas secuencias cortas de 
bases nitrogenadas.
El enzima ARN-polimerasa cambia su configuración y desenrrolla una vuelta de hélice del ADN, 
esto crea una burbuja de transcripción que permite que la secuencia de bases del ADN quede 
expuesta y se puedan incorporar los ribonucleótidos que se van a unir.
Esta burbuja se forma en el inicio y durante la elongación, se desplaza a lo largo del ADN, junto con
la ARN-polimerasa.
-Elongación
El enzima ARN-polimerasa lee el ADN en la dirección 3'->5'. Sin embargo, el crecimiento del ARN y,
por tanto la adición de ribonucleótidos se realiza en sentido 5'->3'. Los ribonucleótidos se van 
añadiendo de acuerdo a las reglas de complementariedad.
En los organismos eucariotas se transcriben exones (regiones codificadas) e intrones ( regiones no 
codificadas). Además, una vez que se han unido los treinta primeros nucleótidos, en el extremo 5' 
del ARN sintetizado se une una caperuza de metilguanosina trifosfato. Esta servirá como señal de 
inicio en el proceso de traducción.
-La terminación
La ARN-polimerasa continúa la transcripción hasta que encuentra una señal de parada o secuencia 
terminadora en el ADN.
En los organismos eucariotas cuando se produce la separación del ARN, un enzima une en el 
extremo final 3' una secuencia de 200 nucleótidos de adenina llamada poli-A.
-Maduración del ARN
La transcripción del ADN, es un proceso esencialmente semejante en procariotas y eucariotas.
En los eucariotas los precursores de los tres tipos de ARN formados en el núcleo eucariótico no 
pueden desempeñar directamente su función, sino que tienen que sufrir un proceso llamado 
maduración del ARN o procesamiento postranscripcional, que tiene lugar en el núcleo.
Cada gen consta de varios fragmentos de intrones o exones intercalados.
Los intrones se transcriben pero no se traducen.
Los exones son la parte codificante.
Los intrones se eliminan durante la maduración en un proceso denominado corte y empalme, 
durante el cual se eliminan los intrones del trascrito y se juntan los exones para formar una 
secuencia continua que especifica un polipéptido funcional.
Traducción
-Iniciación de la síntesis de proteínas
Hacen falta dos señales de iniciación para que comience la síntesis de proteínas: el triplete 
iniciador de AUG y la caperuza de metil-GTP del ARNm.
La subunidad menor del ribosoma de une al ARNm en la zona próxima a la caperuza y forma el 
complejo de iniciación. A continuación se coloca el ARNt iniciador, que está cargado con el 
aminoácido metionina y presenta el anticodón complementario al AUG.
Al final de esta etapa de iniciación, la subunidad mayor del ribosoma se acopla con el complejo de 
inciciación para formar un ribosoma completo dotado de dos hendiduras o sitios de fijación: el 
sitio P, que queda ocupado por el ARNt-Met, y el sitio A, que está libre para recibir a un segundo 
ARNt cargado con su correspondiente aminoácido.
Todos estos procesos están catalizados por los llamados factores de iniciación.
-La elongación de la cadena polipeptídica.
La elongación es el crecimiento de la cadena polipeptídica, y se puede considerar como la 
repetición de ciclos de elongación.
Primera fase: El sitio P está ocupado inicialmente por el ARNt-Met, y en el sitio A, que está vacio, 
se introduce otro ARNt cargado con su correspondiente aminoácidos, cuyo anticodón es 
complementario al triplete siguiente al AUG.
Segunda fase: La metionina se une, mediante enlace peptídico, al grupo amino del siguiente 
aminoácido, que a su vez, está enlazado a su ARNt.
El resultado es la formaciíb de un dipéptido alojado en el sitio A. La unión entre los aminoácidos 
está catalizada por el enzima peptidil-tranferasa. El centro P queda ocupado por un ARNt sin 
aminoácido.
Tercera fase: El ribosoma se desplaza a lo largo del ARNm exactamente tres nucleótidos en sentido
5'->3', lo que provoca la expulsiíb del ARNt de la metionina del sitio P. El dipeptidil-ARNt pasa del 
sitio A al sitio P, se restablece la situación de la primera fase y se inicia otro ciclo de elongación. El 
proceso es catalizado por los factores de elongación.
-La terminación de la síntesis de proteínas
La síntesis de la cadena polipeptídica se detiene cuando aparece en el sitio A uno de los tres 
codones de terminación en el ARNm (UAA, UAG o UGA).
En este momento, el factor proteico de terminación se une al codón de terminación e impide que 
algún complejo de transferencia se aloje en el sitio A, con lo que, al desplazarse el ribosoma, 
quedan libres el extremo C-Terminal de la proteína y , por tanto, la proteína, que termina así su 
síntesis.
Si un ARNm es suficientemente largo, puede estar siendo leído a la vez por varios ribosomas, 
cuando esto ocurre, se forma una estructura conocida como polisoma o polirribosoma.