Gracias al experimento de Griffith se llegó a la conclusión de que la información genética se encontraba en el ADN. De esta forma se llegó a la conclusión de que las funciones de los genes son el almacenamiento y conservación de la información genética y la transmisión, expresión y regulación de genes. Además, se formuló el Dogma Central de la BiologÃa molecular.
Dentro de este último, teniendo en cuenta varias hipótesis sobre la replicación del ADN, mediante varios experimentos se descubrió que se trataba de una replicación semiconservativa, de manera que la doble hebra original se abre y actúa de molde para la sÃntesis de la complementaria , dando lugar a dos nuevas moléculas de ADN cada una portadora de una hebra original y otra de nueva sÃntesis .Â
Duplicación de ADN en procariotas
Consta de tres etapas fundamentales:
-Iniciación: consiste en el desenrrollamiento y la apertura de la doble hélice:
En primer lugar intervienen las helicasas que facilitan en desenrrollamiento, depués actúan las girasas y topoisomerasas que eliminan la tensión generada por la torsión en el desenrrollamiento, y por último actúan las proteÃnas SSBP que se unen a las hebras molde para que no vuelva a enrollarse.
-Elongación: es la sÃntesis de dos nuevas hebras de ADN:
En esta etapa actúan las ADN polimerasas para sintetizar las nuevas hebras en sentido 5´-3´, ya que la lectura se hace en el sentido 3´-5´. Intervienen las ADN polimerasa I y III, las cuales se encargan de la replicación y de la corrección de errores junto con la ADN polimerasa II que corrige daños causados por agentes fÃsicos.
La cadena 3´-5´ es leÃda por la ADN polimerasa III . En cambio, la cadena 5´-3´ no puede ser leÃda directamente y para solucionar esto se leen los fragmentos de Okazaki (que crecen en el sentido 5´-3´). Esta recibe el nombre de hebra retardada porque su sÃntesis es más lenta.
La ADN polimerasa III es incapaz de iniciar la sÃntesis por sà sola y para ello necesita un cebador (ARN) el cual es sintetizado por una ARN polimerasa. El cebador será eliminado más adelante.
-Corrección de errores: La ADN polimerasa III corrige los errores producidos en la replicación. Intervienen también otras enzimas como las endonucleasas que cortan segmentos erróneos, la ADN polimerasas I que rellenan los huecosy las ADN ligasas que unen los extremos corregidos.
Duplicación en eucariotas
Es muy parecida a la de las procariotas puesto que es semiconservativa y bidireccional.
Existe una hebra conductora y una hebra retardada con fragmentos de Okazaki.
Se inicia en la burbujas de replicación y en estas intervienen enzimas similares y otros enzimas que duplican las histonas de los nucleosomas.
La transcripción
Primer paso de la expresión génica, el proceso por el cual la información de un gen se utiliza para generar un producto funcional (proteÃnas).
El objetivo de la transcripción es sintetizar una copia de ARN a partir de la secuencia de ADN de un gen y distinguimos en este proceso tres etapas:
-Iniciación: la ARN polimerasa se une a una secuencia de ADN llamada promotor, la cual se encuentra al inicio de un gen (cada gen tiene su propio promotor).
Una vez unida, la ARN polimerasa separa las cadenas de ADN para proporcionar el molde de cadena necesario para la transcripción.
-Elongación: la cadena molde, actúa como plantilla para la ARN polimerasa. Al "leer" este molde, la polimerasa produce una molécula de ARN a partir de nucleótidos complementarios y forma una cadena que crece en sentido 5' - 3'.
El transcrito de ARN tiene la misma información que la cadena de ADN contraria al molde (codificante) en el gen, pero contiene uracilo en lugar de timina.
-Terminación. Las secuencias llamadas terminadores indican que se ha completado la transcripción. Estas secuencias provocan que el transcrito sea liberado de la ARN polimerasa y a continuación se forma un mecanismo de terminación un tallo-asa en el ARN.
Traducción
Proceso en el cual se traduce el ARN y se sintetizan finalmente las proteÃnas, consta de tres etapas:
-Iniciación: el ribosoma se ensambla alrededor del ARNm. Este conjunto, conocido como complejo de iniciación, es necesario para que comience la traducción.
-Elongación: la etapa en la que la cadena de aminoácidos se extiende. En la elongacón, en el ARNm se lee un codón (tres nucleótidos) y se agrega el aminoácido que corresponde a este codón a la cadena de proteÃna que está siendo sintetizada.
-Terminación: etapa donde la cadena polipeptÃdica completa se libera, tiene lugar cuando entra al ribosoma un codón de terminación (UAG, UAA o UGA).
Activación de los aminoácidos
Mediante la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa y ATP, los aminoácidos se unen a un ARN especÃfico de transferencia, dando lugar a un aminoacil-ARNt. En este proceso se libera AMP y fosfato y tras él, se libera la enzima, que vuelve a actuar.
La sÃntesis de proteÃnas
Consta de tres etapas:
-Iniciación de la sÃntesis proteica: en esta primera etapa , el ARN se une a la subunidad menor de los ribosomas, a los que se asocia el aminoacil-ARNt. A este complejo formado, se une la subunidad ribosómica mayor, formándose el complejo activo o ribosomal.
-Elongación: el complejo ribosomal tiene dos centros, el P(centro peptidil) y el centro A.
El radical amino del aminoácido inciado y el radical carboxilo anterior se unen mediante un enlace peptÃdico y se cataliza esta unión mediante la enzima peptidil-transferasa.
De esta forma, el centro P es ocupado por un ARNt carente de aminoácido. Seguidamente se libera el ARNt del ribosoma produciéndose la translocación ribosomal y quedando el dipeptil-ARNt en el centro P.
Al finalizar el tercer codón, el tercer aminoacil-ARNt se sitúa en el centro A.
A continuación se forma el tripéptido A y después el ribosoma procede a su segunda translocación. Este proceso puede repetirse muchas veces y depende del número de aminoácidos que intervienen en la sÃntesis.
-Finalización de la sÃntesis de proteÃnas:
En la finalización de la sÃntesis de proteÃnas, aparecen los llamados tripletes sin sentido(codones stop). Estos tripletes son : UGA, UAG y UAA. No existe ARNt tal que su anticodón sea complementario,de tal manera que la sÃntesis se interrumpe y esto indica que la cadena polipeptÃdica ha finalizado.
