TEMA Nª 3 REPLICACION Y EXPRESION GENETICA

REPLICACIÓN Y EXPRESIOIN GENETICA


INTRODUCCION


Todas las células vivas, sean procarióticas o eucarióticas, poseen ciertas características en común. Por ejemplo ,están limitadas por una membrana compuesta de proteínas u lípidos . adema , todas las células de un tipo particular presentan, aparte de esas características comunes, atributos propios que las distinguen de otras clases de células, las características comunes y especializadas que diferencian al estado ordenado de cualquier célula particular son codificadas por la información genética de la célula . el tema de estudio de esta sección es el mecanismo por el cual las células almacenan esta información , la recuperan utilizan la transmiten a las células que constituyen la progenie.



LA REPLICACIÓN DEL DNA

La vida de los seres vivos es muy variable , por tanto para que esta no se extinga ha de haber un momento en se reproduzcan, lo cual lleva implicito la formación de copias del ADN del progenitor o progenitores .
Se dieron muchas hipótesis sobre como se dupllicaba el ADN hasta que Watson y Crick propusieron la hipótesis semiconservativa (posteriormente demostrada por Meselson Y Stahl en 1957), según la cual, las nuevas moléculas de ADN formadas a partir de otra antigua, tienen una hebra antigua y otra nueva.
El primer proceso necesario para la transmisión de la información genética es su duplicación, es decir, la realización de una copia que pueda ser transportada por los gametos hasta la fecundación y luego pueda ser utilizada por el nuevo individuo.

Elementos que intervienen
Para que se lleve a cabo la replicación del DNA en las células se requieren los siguientes elementos:
• DNA original que servirá de molde para ser copiado.
• Topoisomerasas, helicasas: enzimas responsables de separar las hebras de la doble hélice.
• DNA-polimerasa III: responsable de la síntesis del DNA.
• RNA-polimerasa: fabrica los cebadores, pequeños fragmentos de RNA que sirven para iniciar la síntesis de DNA.
• DNA-ligasa: une fragmentos de DNA.
• Desoxirribonucleótidos trifosfato, que se utilizan como fuente de nucleótidos y además aportan energía.
Mecanismo
Aunque existen pequeñas variaciones entre procariotas y eucariotas, el mecanismo básico es bastante similar:

• El DNA se desenrolla y se separan las dos hebras de la doble hélice, deshaciéndose, por la acción de helicasas y topopisomerasas.
• La RNA-polimerasa fabrica pequeños fragmentos de RNA complementarios del DNA original. La DNA-polimerasa III añade los desoxirribonucleótidos tomando como molde la cadena de DNA preexistente, alargándose la hebra




Formación de una
horquilla de replicación Síntesis por la DNA-polimerasa de la hebra conductora (izquierda) y de la hebra seguidora en fragmentos de Okazaki (derecha) Unión de todos los fragmentos por la DNA-ligasa

• La DNA-ligasa va uniendo todos los fragmentos de DNA a la vez que
elimina los ribonucleótidos de los cebadores.
• A medida que se van sintetizando las hebras y uniendo los fragmentos se origina la doble hélice, de forma que al finalizar el proceso se liberan dos moléculas idénticas de DNA, con una hebra antigua y otra nueva.

TRANSCRIPCIÓN

En esta sección se estudia el mecanismo por el cual la información contenida en el DNA se expresa como la secuencia de aminoácidos de un polipéptido .Dado que existen algunas diferencias en detalle , entre procariontes y eucariontes , se estudiaran por separado .Sin embargo ,es importante señalar que muchos de los principios básicos son idénticos y que esta similitud es fundamental en el éxito de la ingeniería genética

La información genética del DNA debe copiarse en una forma que la célula pueda utilizarla para dirigir la síntesis de proteínas .Este proceso de copiado se conoce como trascripción .Del mismo modo como ocurre con la mayoría de los procesos que se llevan a cabo dentro de la célula , el proceso de trascripción es catalizado por una proteína especifica con las características enzimáticos requeridas .En el caso de los procariontes , la secuencia de bases de un gen particular es copiada por la enzima denominada RNA polimerasa en una secuencia de bases complementaria de una molécula de RNA conocida como RNA mensajero (abreviado m RNA ).
La información contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN podía generar proteinas; sin embargo el ADN está en el núcleo y las proteinas se sintetizan en los ribosomas, los cuales están situados en el citoplasma. El intermediario resultó ser un ARNm.
Las etapas del proceso son:




La secuencia lineal de bases de DNA que codifica la secuencia lineal de aminoácidos de un polipéptido particular se denomina gen ( aunque en ocasiones se le llama cistrón ).
Cualquier región de la molécula de DNA doble que corresponda a un gen particular , solo una de las bandas del DNA sirva de molde .Esto significa que una banda es el molde o banda codificadora.

TRADUCCIÓN

El proceso de fabricación de proteínas recibe el nombre de TRADUCCIÓN, puesto que se pasa de un lenguaje construido con bases nitrogenadas a otro construido con aminoácidos.

Las proteínas de los seres vivos se fabrican en los RIBOSOMAS, orgánulos celulares que se encuentran en el citoplasma de los eucariotas, asociados al retículo endoplasmático. Los ribosomas son nucleoproteínas, algo similar a la propia cromatina nuclear, con la particularidad de que están formados por una asociación de proteínas y un RNA especial que es el llamado RNA-ribosómico. Este RNA, como todos los RNA, se fabrica en el núcleo celular mediante la transcripción de una región determinada de ese DNA.

Tiene lugar de una forma muy similar en procariontes y eucariontes.

En el proceso de traducción intervienen de forma fundamental los tres tipos más frecuentes de RNAs, cada uno con una función complementaria para llevar a cabo de forma conjunta el proceso:
• RNA-mensajero (RNA-m): es el encargado de transportar la información genética desde el núcleo hasta los ribosomas con el fin de que pueda ser expresada en forma de proteínas.
• RNA-ribosómico (RNA-r): forma parte esencial de las dos subunidades que constituyen los ribosomas.
• RNA-transferente (RNA-t): juega un papel fundamental transportando a los aminoácidos hasta los ribosomas en el orden correcto en que deben unirse para formar una proteína determinada, según la información genética.