ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO

BIOQUMICA: CIDO DISOXIRRIBONUCLEICO Y CIDO RIBONUCLEICO

CIDO DISOXIRRIBONUCLEICOElcido desoxirribonucleico, abreviado comoADN, es uncido nucleicoque contiene las instruccionesgenticas usadas en eldesarrolloy funcionamiento de todos losorganismosvivos conocidos y algunosvirus, y es responsable de su transmisinhereditaria.Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o uncdigo, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de lasclulas, como lasprotenasy las molculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta informacin gentica son llamadosgenes, pero las otras secuencias de ADN tienen propsitos estructurales o toman parte en la regulacin del uso de esta informacin gentica.Desde el punto de vistaqumico, el ADN es unpolmerode nucletidos, es decir, unpolinucletido. Un polmero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre s, como si fuera un largotrenformado por vagones. En el ADN, cadavagnes unnucletido, y cada nucletido, a su vez, est formado por un azcar (la desoxirribosa), unabase nitrogenada(que puede seradeninaA,timinaT,citosinaCoguaninaG) y un grupo fosfatoque acta como enganche de cadavagncon el siguiente. Lo que distingue a unvagn(nucletido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando slo la secuencia de sus bases. La disposicin secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos devagonesa lo largo de todo eltren) es la que codifica la informacin gentica: por ejemplo, una secuencia de ADN puede serATGCTAGATCGC...En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucletidos, en la que las dos hebras estn unidas entre s por unas conexiones denominadaspuentes de hidrgeno.

Para que la informacin que contiene el ADN pueda ser utilizada por la maquinaria celular, debe copiarse en primer lugar en unostrenesde nucletidos, ms cortos y con unas unidades diferentes, llamadosARN. Lasmolculasde ARN se copian exactamente del ADN mediante un proceso denominadotranscripcin. Una vez procesadas en el ncleo celular, las molculas de ARN pueden salir alcitoplasmapara su utilizacin posterior. La informacin contenida en el ARN se interpreta usando elcdigo gentico, que especifica la secuencia de losaminocidosde las protenas, segn una correspondencia de un triplete de nucletidos (codn) para cada aminocido. Esto es, la informacin gentica (esencialmente: qu protenas se van a producir en cada momento del ciclo de vida de una clula) se halla codificada en las secuencias de nucletidos del ADN y debe traducirse para poder funcionar. Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental, fsica y funcional de la herencia se denominangenes. Cada gen contiene una parte que setranscribea ARN y otra que se encarga de definir cundo y dnde debenexpresarse. La informacin contenida en los genes (gentica) se emplea para generar ARN yprotenas, que son los componentes bsicos de las clulas, los "ladrillos" que se utilizan para la construccin de losorgnulos u organelos celulares, entre otras funciones. Dentro de las clulas, el ADN est organizado en estructuras llamadascromosomasque, durante elciclo celular, seduplicanantes de que la clula sedivida. Losorganismos eucariotas(por ejemplo,animales,plantas, yhongos) almacenan la mayor parte de su ADN dentro delncleo celulary una mnima parte enelementos celularesllamadosmitocondrias, y en losplastosy los centros organizadores demicrotbuloso centriolos, en caso de tenerlos; losorganismos procariotas(bacteriasyarqueas) lo almacenan en elcitoplasmade la clula, y, por ltimo, los virus ADNlo hacen en el interior de lacpsidede naturaleza proteica. Existen multitud de protenas, como por ejemplo lashistonasy losfactores de transcripcin, que se unen al ADN dotndolo de una estructura tridimensional determinada y regulando su expresin. Losfactores de transcripcinreconocen secuencias reguladoras del ADN y especifican la pauta de transcripcin de los genes. El material gentico completo de una dotacin cromosmica se denominagenomay, con pequeas variaciones, es caracterstico de cadaespecie.

ESTRUCTURA:El ADN est constituido porlaunin de pequeas unidades llamadas nucletidos. Los nucletidos estn formados por la unin de un monosacrido (azcar), un cido fosfrico y una base nitrogenada. Hay 4 tipos de nucletidos que se designan dediferente manera dependiendo de la base nitrogenada a la que acompaen:A (adenina), T (tinina), C (citosina),G (guanina), estasse unen para formar cadenasy se enrollan sobre si mismas en pareja formando una doble hlice.En la doble hlice las basesse unen entre si formando enlaces, los cuales forman entre si los enlaces adenina-timina (A-T) y viceversa ycitosina-guanina (C-G) y viceversa, de esta forma las cadenas son complementarias.La secuencia que sigan los nucletidos enla cadena deADN determinar las caractersticas delindividuoque posea esta secuencia, estorecibe el nombre de genotipo.

El ADN tambin es unamolculabicatenaria, es decir, est formada por dos cadenas dispuestas de forma antiparalela y con las bases nitrogenadas enfrentadas. En su estructura tridimensional, se distinguen distintos niveles:A) Estructura primaria:Secuencia denucletidosencadenados. Es en estas cadenas donde se encuentra la informacin gentica, y dado que el esqueleto es el mismo para todos, la diferencia de la informacin radica en la distinta secuencia de bases nitrogenadas. Esta secuencia presenta un cdigo, que determina una informacin u otra, segn el orden de las bases.B) Estructura secundaria:Es unaestructura en doble hlice. Permite explicar el almacenamiento de la informacin gentica y el mecanismo de duplicacin del ADN. Fue postulada por Watson y Crick, basndose en la difraccin de rayos X que haban realizado Franklin y Wilkins, y en la equivalencia de bases de Chargaff, segn la cual la suma de adeninas ms guaninas es igual a la suma de timinas ms citosinas.Es una cadena doble, dextrgira olevgira, segn el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina y la guanina de una cadena se unen, respectivamente, a la timina y la citosina de la otra. Ambas cadenas son antiparalelas, pues el extremo 3 de una se enfrenta al extremo 5 de la homloga.Existen tres modelos de ADN. El ADN de tipo B es el ms abundante y es el que tiene la estructura descrita por Watson y Crick. C) Estructura terciaria:Se refiere a cmo se almacena el ADN en un espacio reducido, para formar loscromosomas.Vara segn se trate de organismosprocariotasoeucariotas:Enprocariotasel ADN se pliega como una sper-hlice, generalmente en forma circular y asociada a una pequea cantidad de protenas. Lo mismo ocurre en orgnuloscelulares como lasmitocondriasy en loscloroplastos. Eneucariotas, dado que la cantidad de ADN de cadacromosomaes muy grande, el empaquetamiento ha de ser ms complejo y compacto; para ello se necesita la presencia de protenas, como lashistonasyotras protenasde naturaleza no histnica (en losespermatozoidesestas protenas son lasprotaminas). D) Estructura cuaternaria:Lacromatinapresente en el ncleo tiene un grosor de 300 , pues la fibra de cromatina de 100 se enrolla formando una fibra de cromatina de 300 . El enrollamiento de losnucleosomasrecibe el nombre de solenoide. Dichos solenoides se enrollan formando la cromatina del ncleo interfsico de laclula eucariota. Cuando la clula entra en divisin, el ADN se compacta ms, formando as loscromosomas. Estructuras en doble hliceEl ADN existe en muchas conformaciones. Sin embargo, en organismos vivos slo se han observado las conformacionesADN-A,ADN-ByADN-Z. La conformacin que adopta el ADN depende de su secuencia, la cantidad y direccin de sper enrollamientoque presenta, la presencia demodificaciones qumicasen las bases y las condiciones de la solucin, tales como la concentracin deionesde metalesypoliaminas.De las tres conformaciones, la forma "B" es la ms comn en las condiciones existentes en las clulas.Las dos dobles hlices alternativas del ADN difieren en su geometra y dimensiones.La forma "A" es una espiral que gira hacia la derecha, ms amplia que la "B", con una hendidura menor superficial y ms amplia, y una hendidura mayor ms estrecha y profunda. La forma "A" ocurre en condiciones no fisiolgicas en formas deshidratadas de ADN, mientras que en la clula puede producirse en apareamientos hbridos de hebras ADN-ARN, adems de en complejos enzima-ADN. Los segmentos de ADN en los que las bases han sido modificadas pormetilacinpueden sufrir cambios conformacionales mayores y adoptar la forma "Z". En este caso, las hebras giran alrededor del eje de la hlice en una espiral que gira a mano izquierda, lo opuesto a la forma "B" ms frecuente.40Estas estructuras poco frecuentes pueden ser reconocidas por protenas especficas que se unen a ADN-Z y posiblemente estn implicadas en la regulacin de latranscripcin. Estructuras en cudruplex

Estructura en cudruplex formada por repeticiones en lostelmerosLa conformacin de la estructura de soporte del ADN difiere significativamente de la tpica estructura en hlice. En los extremos de los cromosomas lineales existen regiones especializadas de ADN denominadas telmeros. La funcin principal de estas regiones es permitir a la clula replicar los extremos cromosmicos utilizando la enzima telomerasa, puesto que las enzimas que replican el resto del ADN no pueden copiar los extremos 3' de los cromosomas.Estas terminaciones cromosmicas especializadas tambin protegen los extremos del ADN, y evitan que los sistemas dereparacin del ADNen la clula los procesen como ADN daado que debe ser corregido. En las clulas humanas, los telmeros son largas zonas de ADN de hebra sencilla que contienen algunos miles de repeticiones de una nica secuencia TTAGGG. Estas secuencias ricas en guanina pueden estabilizar los extremos cromosmicos mediante la formacin de estructuras de juegos apilados de unidades de cuatro bases, en lugar de los pares de bases encontrados normalmente en otras estructuras de ADN. En este caso, cuatro bases guanina forman unidades con superficie plana que se apilan una sobre otra, para formar una estructura cudruple-G estable. Estas estructuras se estabilizan formandopuentes de hidrgenoentre los extremos de las bases y laquelatacinde un metal inico en el centro de cada unidad de cuatro bases. Tambin se pueden formar otras estructuras, con el juego central de cuatro bases procedente, o bien de una hebra sencilla plegada alrededor de las bases, o bien de varias hebras paralelas diferentes, de forma que cada una contribuye con una base a la estructura central.Adems de estas estructuras apiladas, lostelmerostambin forman largas estructuras en lazo, denominadas lazos telomricos o lazos-T. En este caso, las hebras simples de ADN se enroscan sobre s mismas en un amplio crculo estabilizado por protenas que se unen a telmeros. En el extremo del lazo T, el ADN telomrico de hebra sencilla se sujeta a una regin de ADN de doble hebra porque la hebra de ADN telomrico altera la doble hlice y se aparea a una de las dos hebras. Esta estructura de triple hebra se denominalazo de desplazamientoolazo D(D-loop).

CLASES:Su clasificacin vara segn los especialistas concentrados en el tema. Generalmente se suele tener en cuenta laestructura y particularidadesque contiene cada tipo de ADN, para as determinar la mejor manera de agruparlos. A continuacin se expone una de las clasificaciones ms completas:

a) ADN cromosmicoEs elADN de la clula, en el mismo se almacena la informacin gentica perteneciente de la misma. Su ubicacin depende de la clula en cuestin, en el caso de laseucariotasse encuentra dentro del ncleo celular y en las procariontes,enel citoplasma asociado a la cara interna de la membrana celular.Se trata de una doble cadena de bases complementarias formada cada una pornucletido,cada uno de ellos formados por una base de pirmidina o purina,azcar desoxirribosay ungrupo fosfato. Elgenoma humanoest constituido por23 molculas de ADNcon una longitud de entre 50 y 250 millones de bases.

b) ADN recombinante o recombinadoSe trata de una unin de secuencias de ADN producida de manera artificial generalmente de formain vitro. Estas cadenas provienen de dos organismos de especies diferentes que no tienen ninguna relacin.Esta tcnica es utilizada paramanipular el material gentico, lo que permite que sea aadido un nuevo tipo de ADN al organismo, esto genera modificacin en los rasgos o la creacin de nuevos. Este procedimiento es llevado a cabo con diferentes fines, como por ejemplo para tratar algn tipo de enfermedad o la produccin devacunas.Para esto se busca un organismo que tenga un ADN de inters y luego se propaga el mismo en otro organismo, objeto, etc. Esto es muy utilizado comotratamiento de fertilidad.

c) ADN mitocondrialEste tipo de ADN se refiere al material gentico existente enorgnulos de la clula llamados mitocondrias, los cuales son los encargados de proveer energa a dicha clula. Este ADN se reproduce por s mismo cuando la clula eucariota se divide. Se cree que evolutivamente este tipo de ADN desciende del genoma de las bacterias, las cuales fueron englobadas en s clulas eucariotas.Estn organizados en forma denucloidesy su tamao vara segn diversos factores. Se encuentra en replicacin constante, independientemente de la clula que lo aloja, su reproduccin no depende de su ciclo ni del tipo de la misma.d) ADN fsilSe utiliza en el rea depaleontologa,generalmente para determinar la antigedad de ADN en cuestin, para esto se utiliza una reaccin en cadena depolimerasaslo que permite estudiar los registros a nivel molecular del ADN encontrado para determinar la vejez del mismo. Con este tipo de procedimiento se dedujo que ADN del fsil ms antiguo encontrado pertenece a neandertales de no ms de 50.000 aos.

e) ADN superenrolladoEsta molcula tiene como caracterstica principal que esta, como su nombre lo indica, enrollada o girada sobre s misma. Esto fue descubierto gracias a los diversosestudios topolgicosde la molcula de ADN. Se reconoce que una secuencia de ADN puede estar en diferentes estados de relajacin, es decir planos, o de manera contraria en varios estados de enrollamiento. El superenrollamiento se da como consecuencia de unatensinque sufre la molcula en su estructura y puede aparecer de forma tanto negativa como positiva. Esto est regulado por las enzimas toposomerasas.

FUNCIONES:Las funciones biolgicas del ADN incluyen el almacenamiento de informacin (genes y genoma), la codificacin de protenas (transcripcin y traduccin) y su autoduplicacin (replicacin del ADN) para asegurar la transmisin de la informacin a las clulas hijas durante la divisin celular.

A) Genes y genomaEl ADN se puede considerar como un almacn cuyo contenido es la informacin (mensaje) necesaria para construir y sostener el organismo en el que reside, la cual se transmite de generacin en generacin. El conjunto de informacin que cumple esta funcin en un organismo dado se denominagenoma, y el ADN que lo constituye, ADN genmico.El ADN genmico (que se organiza en molculas decromatinaque a su vez se ensamblan encromosomas) se encuentra en elncleo celularde loseucariotas, adems de pequeas cantidades en lasmitocondriasycloroplastos. Enprocariotas, el ADN se encuentra en un cuerpo de forma irregular denominadonucleoide.

B) GenLa informacin gentica de ungenomaest contenida en losgenes, y al conjunto de toda la informacin que corresponde a un organismo se le denomina sugenotipo. Un gen es una unidad deherenciay es una regin de ADN que influye en una caracterstica particular de un organismo (como el color de los ojos, por ejemplo). Los genes contienen un "marco de lectura abierto" que puede transcribirse, adems desecuencias reguladoras, tales comopromotoresy en hacer, que controlan la transcripcin del marco de lectura abierto.Desde este punto de vista, lasobrerasde este mecanismo son las protenas. Estas pueden serestructurales, como las protenas de losmsculos,cartlagos, pelo, etc., ofuncionales, como lahemoglobinao las innumerablesenzimasdel organismo. La funcin principal de la herencia es la especificacin de las protenas, siendo el ADN una especie deplanoo recetapara producirlas. La mayor parte de las veces la modificacin del ADN provocar una disfuncin proteica que dar lugar a la aparicin de algunaenfermedad. Pero en determinadas ocasiones, las modificaciones podrn provocar cambios beneficiosos que darn lugar a individuos mejor adaptados a su entorno.Las aproximadamente treinta mil protenas diferentes en el cuerpo humano estn constituidas por veinteaminocidosdiferentes, y una molcula de ADN debe especificar la secuencia en que se unen dichos aminocidos.En el proceso de elaborar una protena, el ADN de un gen se lee y se transcribe aARN. Este ARN sirve como mensajero entre el ADN y lamaquinariaque elaborar las protenas y por eso recibe el nombre deARN mensajeroo ARNm.

El ARN mensajero sirve de molde a la maquinaria que elabora las protenas, para que ensamble los aminocidos en el orden preciso paraarmar la protena.Eldogma central de la biologa molecularestableca que el flujo de actividad y de informacin era: ADN ARN protena. No obstante, en la actualidad ha quedado demostrado que este "dogma" debe ser ampliado, pues se han encontrado otros flujos de informacin: en algunos organismos (virus de ARN) la informacin fluye de ARN a ADN; este proceso se conoce como "transcripcin inversa o reversa", tambin llamada "retrotranscripcin". Adems, se sabe que existen secuencias de ADN que se transcriben a ARN y son funcionales como tales, sin llegar a traducirse nunca a protena: son losARN no codificantes, como es el caso de losARN interferentes. EL ADN NO CODIFICANTEEl ADN del genoma de un organismo puede dividirse conceptualmente en dos: el que codifica las protenas (los genes) y el que no codifica. En muchasespecies, slo una pequea fraccin delgenomacodifica protenas. Por ejemplo, slo alrededor del 1,5% del genoma humano consiste enexonesque codifican protenas (20.000 a 25.000 genes), mientras que ms del 90% consiste en ADN no codificante. El ADN no codificante (tambin denominadoADN basuraojunk DNA) corresponde a secuencias del genoma que no generan una protena (procedentes de transposiciones, duplicaciones, translocaciones y recombinaciones de virus, etc.), incluyendo losintrones. Hasta hace poco tiempo se pensaba que el ADN no codificante no tena utilidad alguna, pero estudios recientes indican que eso es inexacto. Entre otras funciones, se postula que el llamado "ADN basura" regula lagenes. Por ejemplo, algunas secuencias tienen afinidad hacia protenas especiales que tienen la capacidad de unirse al ADN (como loshomeodominios, los complejos receptores de hormonas esteroides, etc.), con un papel importante en el control de los mecanismos de trascripcin y replicacin. Estas secuencias se llaman frecuentemente "secuencias reguladoras", y los investigadores suponen que slo se ha identificado una pequea fraccin de las que realmente existen. La presencia de tanto ADN no codificante en genomas eucariticos y las diferencias en tamao del genoma entre especies representan un misterio que es conocido como el "enigma del valor de C".Los elementos repetitivos tambin son elementos funcionales. Si no se considerasen as, se excluira ms del 50% de los nucletidos totales, ya que constituyen elementos de repeticin. Recientemente, un grupo de investigadores de laUniversidad de Yaleha descubierto una secuencia de ADN no codificante que sera la responsable de que los seres humanos hayan desarrollado la capacidad de agarrar y/o manipular objetos o herramientas. Por otro lado, algunas secuencias de ADN desempean un papel estructural en los cromosomas: lostelmerosycentrmeroscontienen pocos o ningn gen codificante de protenas, pero son importantes para estabilizar la estructura de los cromosomas. Algunos genes no codifican protenas, pero s se transcriben en ARN:ARN ribosmico,ARN de transferenciayARN de interferencia(ARNi, que son ARN que bloquean la expresin de genes especficos). La estructura de intrones y exones de algunos genes (como los deinmunoglobulinasyprotocadherinas) son importantes por permitir loscortes y empalmes alternativosdel pre-ARN mensajeroque hacen posible la sntesis de diferentes protenas a partir de un mismo gen (sin esta capacidad no existira el sistema inmune, por ejemplo). Algunas secuencias de ADN no codificante representanpseudogenesque tienen valor evolutivo, ya que permiten la creacin de nuevos genes con nuevas funciones.35Otros ADN no codificantes proceden de la duplicacin de pequeas regiones del ADN; esto tiene mucha utilidad, ya que el rastreo de estas secuencias repetitivas permite estudios defilogenia.

SNTESIS PROTEICA:Una de las tareas ms importantes de la clula es la sntesis de protenas, molculas que intervienen en la mayora de las funciones celulares. El material hereditario conocido como cido desoxirribonucleico (ADN), que se encuentra en el ncleo de la clula, contiene la informacin necesaria para dirigir la fabricacin de protenas.

El ADN incorpora las instrucciones de produccin de protenas. Una protena es un compuesto formado por molculas pequeas llamadas aminocidos,que determinan su estructura y funcin.La secuencia de aminocidos est a su vez determinada por la secuenciade bases de los nucletidos del ADN.Cada secuencia de tres bases, llamada triplete, constituye una palabra delcdigo gentico o codn, que especifica un aminocidodeterminado.As, el triplete GAC (guanina, adenina, citosina) es el codn correspondiente alaminocidoleucina, mientras que el CAG (citosina, adenina, guanina) corresponde al aminocidovalina.Por tanto, una protena formada por 100 aminocidos queda codificada por un segmento de 300 nucletidos de ADN.De las dos cadenas de polinucletidos que forman una molcula de ADN, slo una, llamada paralela, contiene la informacin necesaria para la produccin de una secuencia de aminocidos determinada. La otra, llamada antiparalela, ayuda a la replicacin.La sntesis proteica comienza con la separacin de la molcula de ADN en sus dos hebras. En un proceso llamado transcripcin, una parte de la hebra paralela acta como plantilla para formar una nueva cadena que se llama ARN mensajero o ARNm.El ARNm sale del ncleo celular y se acopla a los ribosomas, unas estructuras celulares especializadas que actan como centro de sntesis de protenas. Los aminocidos son transportados hasta los ribosomaspor otro tipo de ARN llamado de transferencia (ARNt). Se inicia un fenmeno llamado traduccin que consiste en el enlace de los aminocidos en una secuencia determinada por el ARNm para formar una molcula de protena.

Un gen es una secuencia de nucletidos de ADN que especifica el orden de aminocidos de una protena por medio de una molcula intermediaria de ARNm. La sustitucin de un nucletido de ADN por otro que contiene una base distinta hace que todas las clulas o virus descendientes contengan esa misma secuencia de bases alterada.Como resultado de la sustitucin, tambin puede cambiar la secuencia de aminocidos de la protena resultante. Esta alteracin de una molcula de ADN se llama mutacin. Casi todas las mutaciones son resultado de errores durante el proceso de replicacin. La exposicin de una clula o un virus a las radiaciones o a determinados compuestos qumicos aumenta la probabilidad de sufrir mutaciones.Fases de las sntesis de protenasLa realizacin de labiosntesis de las protenas, se divide en las siguientes fases:1. Fase de activacin de los aminocidos.2. Fase de traduccin que comprende: Inicio de la sntesis proteica. Elongacin de la cadena polipeptdica. Finalizacin de la sntesis de protenas.3. Asociacin de cadenas polipeptdicas y, en algunos casos, grupos protsicos para la constitucin de las protenas.1. Fase de activacin de los aminocidosMediante la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa y de ATP, los aminocidos pueden unirse ARN especfico de transferencia, dando lugar a un aminoacil-ARNt. En este proceso se libera AMP y fosfato y tras l, se libera la enzima, que vuelve a actuar. Inicio de la sntesis proteicaEn esta primeraetapa de sntesis de protenas, el ARN se une a la subunidad menor de los ribosomas, a los que se asocia el aminoacil-ARNt. A este grupo, se une la subunidad ribosmica mayor, con lo que se forma el complejo activo o ribosomal. Elongacin de la cadena polipeptdicaEl complejo ribosomal tiene dos centros o puntos de unin. El centro P o centro peptidil y el centro A. El radical amino del aminocido iniciado y el radical carboxilo anterior se unen mediante un enlace peptdico y se cataliza esta unin mediante la enzima peptidil-transferasa.De esta forma, el centro P se ocupa por un ARNt carente de aminocido. Seguidamente se libera el ARNt del ribosoma producindose la translocacin ribosomal y quedando el dipeptil-ARNt en el centro P.Al finalizar el tercer codn, el tercer aminoacil-ARNt se sita en el centro A. A continuacin se forma el tripptido A y despus el ribosoma procede a su segunda translocacin. Este proceso puede repetirse muchas veces y depende del nmero de aminocidos que intervienen en la sntesis. Finalizacin de la sntesis de protenas.En lafinalizacin de la sntesis de protenas, aparecen los llamados tripletes sin sentido, tambin conocidos como codones stop. Estos tripletes son tres: UGA, UAG y UAA. No existe ARNt tal que su anticodn sea complementario. Por ello, la sntesis se interrumpe y esto indica que la cadena polipeptdica ha finalizado.

DUPLICACIN: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 implcito la formacin de copias del ADN del progenitor o progenitores.Se dieron muchas hiptesis sobre cmo se duplicaba el ADN hasta que Watson y Crick propusieron la hiptesis semiconservativa (posteriormente demostrada por Meselson Y Stahl en 1957), segn la cual, las nuevas molculas de ADN formadas a partir de otra antigua, tienen una hebra antigua y otra nueva.

A) Mecanismo de duplicacin del ADN en procariontes

Hay que recordar que es circular y ocurre en tres etapas:

1 etapa: Desenrrollamiento y apertura de la doble hlice. en el punto ori-c.Intervienen un grupo de enzimas y protenas, a cuyo conjunto se denomina replisoma* Primero: intervienen las helicasas que facilitan en desenrrollamiento* Segundo: actan las girasas y topoisomerasas que eliminan la tensin generada por la torsin en el desenrrollamiento.* Tercero: Actan las protenas SSBP que se unen a las hebras molde para que no vuelva a enrollarse.

2 etapa. Sntesis de dos nuevas hebras de ADN.* Actan 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 polimerasas I y III, que se encargan de la replicacin y correccin de errores. La que lleva la mayor parte del trabajo es la ADN polimerasa III* Acta la ADN polimerasa II, corrigiendo daos causados por agentes fsicos.La cadena 3-5es leda por la ADN polimerasa III sin ningn tipo de problemas (cadena conductora). En la cadena 5-3 no puede ser leda directamente, esto se soluciona leyendo pequeos fragmentos que crecen en el sentido 5-3y que ms tarde se unen. Esta es la hebra retardada, llamada de esta forma porque su sntesis es ms lenta.

La ADN polimerasa III es incapaz de iniciar la sntesis por s sola, para esto necesita un cebador (ARN) que es sintetizado por una ARN polimerasa (=primasa). Este cebador es eliminado posteriormente.

3 etapa: Correccin de errores.El enzima principal que acta como comadrona (R. Shapiro) es la ADN polimerasa III, que corrige todos los errores cometidos en la replicacin o duplicacin. Intervienen otros enzimas como:* Endonucleasas que cortan el segmento errneo.* ADN polimerasas I que rellenan correctamente el hueco.* ADN ligasas que unen los extremos corregidos.

B) Duplicacin del ADN en eucariontesEs similar a la de los procariontes, es decir, semiconservativa y bidireccional. Existe una hebra conductora y una hebra retardada con fragmentos de Okazaki. Se inicia en la burbujas de replicacin (puede haber unas 100 a la vez).Intervienen enzimas similares a los que actan en las clulas procariontes y otros enzimas que han de duplicar las histonas que forman parte de los nucleosomas. Los nucleosomas viejos permanecen en la hebra conductora.

REPLICACINUna vez que se comprob que el ADN era el material hereditario y se descifr su estructura, lo que quedaba era determinar como el ADN copiaba su informacin y como la misma se expresaba en el fenotipo. Matthew Meselson y Franklin W. Stahl disearon el experimento para determinar el mtodo de lareplicacindel ADN. Tres modelos de replicacin eran plausibles. Conservativa:Durante la cual se producira un ADN completamente nuevo durante la replicacin. Semiconservativa:Se originan dos molculas de ADN, cada una de ellas compuesta de una hebra del ADN original y de una hebra complementaria nueva. En otras palabras el ADN se forma de una hebra vieja y otra nueva. Es decir que las hebras existentes sirven de molde complementario a las nuevas. Dispersiva:Implicara la ruptura de las hebras de origen durante la replicacin que, de alguna manera se reordenaran en una molcula con una mezcla de fragmentos nuevos y viejos en cada hebra de ADN.

El experimento de Meselson-Stahl consiste en cultivar la bacteriaEscherichia colien un medio que contenga nitrgeno pesado (15Nitrgeno que es ms pesado que el istopo ms comn: el14 Nitrgeno). La primera generacin de bacterias se hizo crecer en un medio que nicamente contena15Nitrgeno como fuente de N. La bacteria se transfiri luego a un medio con14N. Watson y Crick haban pronosticado que la replicacin del ADN era semiconservativa, de ser as el ADN extrado de las bacterias luego de cultivarlas por una generacin en14N tendra un peso intermedio entre el ADN extrado del medio con15N y el del extrado de medio con14N y as fue.

TRANSCRIPCIN

Esquema del proceso de transcripcin de ADN. Se muestra la orientacin antiparalela de las cadenas de ADN y la produccin de ARN por accin de la enzima ARN polimerasaLatranscripcin del ADNes el primer proceso de laexpresin gnica, mediante el cual se transfiere la informacin contenida en la secuencia del ADN hacia la secuencia deprotenautilizando diversosARNcomo intermediarios. Durante la transcripcin gentica, las secuencias deADNson copiadas a ARN mediante una enzimallamadaARN polimerasa que sintetiza unARN mensajeroque mantiene la informacin de la secuencia del ADN. De esta manera, la transcripcin del ADN tambin podra llamarse sntesis del ARN mensajero.

Transcripcin en eucariotasEn el caso de laseucariotas, el proceso se realiza en elncleo, y es similar al de las procariotas, pero de mayor complejidad. Diferentes ARNp transcriben distintos tipos de genes. La ARNpII transcribe los pre-ARNm, mientras que la ARNpI y ARNpIII transcriben los ARN-ribosomales y ARNt, respectivamente. Los ARNs transcritos son modificados posteriormente. El pre-ARNm,por ejemplo, sufre un proceso de maduracin que tras cortes y empalmes sucesivos elimina ciertos segmentos del ADN llamados losintronespara producir el ARNm final. Durante este proceso de maduracin se puede dar lugar a diferentes molculas de ARN, en funcin de diversos reguladores. As pues, un mismo gen o secuencia de ADN, puede dar lugar a diferentes molculas de ARNm y por tanto, producir diferentes protenas. Otro factor de regulacin propio de las clulas eucariotas son los conocidos potenciadores (en ingls:enhancers), que incrementan mucho (100 veces) la actividad de transcripcin de un gen, y no depende de la ubicacin de stos en el gen.

Etapas de la transcripcin Clsicamente se divide el proceso de la transcripcin en 3 etapas principales 1) PREINICIACINAl contrario de lareplicacin de ADN, durante el inicio de la transcripcin no se requiere la presencia de un cebador para sintetizar la nueva cadena, de ARN en este caso. Antes del inicio de la transcripcin se necesita toda una serie defactores de transcripcinque ejercen los factores de iniciacin. Estos se unen a secuencias especficas de ADN para reconocer el sitio donde la transcripcin ha de comenzar. Esta secuencia de ADN en la que se ensamblan los complejos de transcripcin se llamapromotor. Los promotores se localizan en los extremos 5'-terminales de losgenes, antes del comienzo del gen, y a ellos se unen losfactores de transcripcinmediantefuerzas de Van der Waalsyenlaces de hidrgeno. Los promotores tienensecuencias reguladorasdefinidas, muy conservadas en cada especie, donde las ms conocidas son lacaja TATA(situada sobre la regin -10), con la secuencia consenso TATA(A/T)A(A/T); y la caja TTGACA (situada en el punto -35). La formacin del complejo de transcripcin se realiza sobre el promotor TATA, all se forma el ncleo del complejo de iniciacin. Sobre la caja TATA se fija una protena de unin (TBP) junto con el factor de transcripcin TFII D(TF proviene del ingls:transcription factor). Despus, a ellos se unen otros factores de transcripcin especficos: TFII Bse une a TBP, TFII A(opcional), que estabiliza el complejo TFII B-TBP; luego se une el complejo TFII Fy ARN polimerasa, y al final TFII Ey TFII H. Todo ello forma un complejo que se llama complejo de preiniciacin cerrado o PIC. Cuando la estructura se abre por mediacin del factor de transcripcin TFII H, da comienzo la iniciacin y al complejo abierto (por su accinhelicasadependiente deATP).2) INICIACINPrimero, una Helicasa separa las hebras de ADN en estas denominadas cajas TATA, ya que entre adenina y timina se establecen dos enlaces de hidrgeno, mientras que entre citosina y guanina se forman tres. Posteriormente se unen los factores y las protenas de transcripcin (TBP, TF2D, TF2B) permitiendo, de esta manera, el acceso de la ARN polimerasa al molde de ADN de cadena simple, siendo esta la ltima en posicionarse. Aunque la bsqueda del promotor por la ARN polimerasa es muy rpida, la formacin de la burbuja de transcripcin o apertura del ADN y la sntesis del cebador es muy lenta. La burbuja de transcripcin es una apertura de ADN desnaturalizado de 18 pares de bases, donde empieza a sintetizarse el ARN cebador a partir del nucletido nmero 10 del ADN molde de la burbuja de transcripcin. La burbuja de transcripcin se llama complejo abierto. La ARN polimerasa es una enzima formada por 5 subunidades: 2 subunidades , 1 subunidad , 1 subunidad ' y 1 subunidad que tiene como funcin la unin deribonucletidostrifosfato. Cuando se forma el complejo abierto, la ARN polimerasa comienza a unir ribonucletidos mediante enlacesfosfodister, y una vez que se forma el primer enlace fosfodister. Disgregacin del promotorUna vez sintetizado el primer enlace fosfodister, se debe deshacer el complejo del promotor para que quede limpio para volver a funcionar de nuevo. Durante esta fase hay una tendencia a desprenderse el transcrito inicial de ARN y producir transcritos truncados, dando lugar a una iniciacin abortada, comn tanto en procariontes como eucariontes. Una vez que la cadena transcrita alcanza una longitud de unos 23 nucletidos, el complejo ya no se desliza y da lugar a la siguiente fase, la elongacin.La disgregacin del promotor coincide con una fosforilacin de la serina 5 del dominio carboxilo terminal de la ARN polimerasa, que es fosforilado por el TFII H ElongacinLa ARN polimerasa cataliza la elongacin de cadena del ARN. Una cadena de ARN se une por apareamiento de bases a la cadena de ADN, y para que se formen correctamente los enlaces de hidrgeno que determina el siguiente nucletido del molde de ADN, el centro activo de la ARN polimerasa reconoce a los ribonucletidos trifosfato entrantes. Cuando el nucletido entrante forma los enlaces de hidrgeno idneos, entonces la ARN polimerasa cataliza la formacin delenlace fosfodisterque corresponde. Terminacin Al finalizar la sntesis de ARNm, esta molcula ya se ha separado completamente del ADN (que recupera su forma original) y tambin de la ARN polimerasa, terminando la transcripcin. La terminacin es otra etapa distinta de la transcripcin, porque justo cuando el complejo de transcripcin se ha ensamblado activamente debe desensamblarse una vez que la elongacin se ha completado. La terminacin est sealizada por la informacin contenida en sitios de la secuencia del ADN que se est transcribiendo, por lo que la ARN polimerasa se detiene al transcribir algunas secuencias especiales del ADN. Estas secuencias son ricas enguaninaycitosina, situadas en el extremo de los genes, seguidas de secuencias ricas entimina, formando secuenciaspalindrmicas, que cuando se transcriben el ARN recin sintetizado adopta una estructura en horquilla que desestabiliza el complejo ARN-ADN, obligando a separarse de la ARN polimerasa, renaturalizndose la burbuja de transcripcin. Algunas secuencias de ADN carecen de la secuencia de terminacin, sino que poseen otra secuencia a la que se unen una serie de protenas reguladoras especficas de la terminacin de la transcripcin comorho.

HERRAMIENTAS Y TECNICAS PARA EL ESTUDIO DEL ADNExisten numerosas tcnicas y procedimientos que emplean los cientficos para estudiar el ADN. Una de estas herramientas utiliza un grupo de enzimas especializadas, denominadas enzimas de restriccin, que fueron encontradas en bacterias y que se usan como tijeras moleculares para cortar los enlaces fosfato de la molcula de ADN en secuencias especficas.Las cadenas de ADN que han sido cortadas con estas enzimas presentan extremos de cadena sencilla, que pueden unirse a otros fragmentos de ADN que presentan extremos del mismo tipo. Los cientficos utilizan este tipo de enzimas para llevar a cabo la tecnologa del ADN recombinante oingeniera gentica.Esto implica la eliminacin de genes especficos de un organismo y su sustitucin por genes de otroorganismo. Otraherramienta muy til para trabajar con ADN es un procedimiento llamado reaccin en cadena de la polimerasa (RCP), tambin conocida como PCR por su traduccin directa del ingls (polymerase chain reaction). Esta tcnica utiliza una enzima denominada ADN polimerasa que copia cadenas de ADN en un proceso que simula la forma en la que el ADN se replica de modo natural en la clula.Este proceso, que ha revolucionado todos los campos de la biologa, permite a los cientficos obtener gran nmero de copias a partir de un segmento determinado de ADN. La tecnologa denominada huella de ADN (DNA fingerprinting) permite comparar muestras de ADN de diversos orgenes, de manera anloga a la comparacin de huellas dactilares.En esta tcnica los investigadores utilizan tambin las enzimas de restriccin para romper una molcula de ADN en pequeos fragmentos que separan en un gel al que someten a una corriente elctrica (electroforesis); de esta manera, los fragmentos se ordenan en funcin de su tamao, ya que los ms pequeos migran ms rpidamente que los de mayor tamao.Se puede obtener as un patrn de bandas o huella caracterstica de cada organismo.Se utiliza una sonda (fragmento de ADN marcado) que hibride (se una especficamente) conalgunos de los fragmentos obtenidos y, tras una exposicin a una pelcula de rayos X, se obtiene unahuella de ADN, es decir, un patrn de bandas negras caracterstico para cada tipo de ADN.Un procedimiento denominado secuenciacin de ADN permite determinar el orden preciso de bases nucletidas (secuencia) de un fragmento de ADN. La mayora de los tipos de secuenciacin de ADN se basan en una tcnica denominada extensin de oligonucletido (primer extensin) desarrollada por el bilogo molecular britnico Frederick Sanger.En esta tcnica se lleva a cabo una replicacin de fragmentos especficos de ADN, de tal modo que el extremo del fragmento presenta una forma fluorescente de una de las cuatro bases nucletidas.Los modernos secuenciadores de ADN parten de la idea del bilogo molecular estadounidense Leroy Hood, incorporando ordenadores y lser en el proceso. Los cientficos ya han completado la secuenciacin del material gentico de varios microorganismos, incluyendo la bacteria Escherichia coli.En 1998 se llev a cabo el reto de la secuenciacin del genoma de un organismo pluricelular, un gusano nematodo conocido como Caenorhabditis elegans. Desde entonces, la lista de organismos cuyo genoma ha sido secuenciado ha continuado aumentando e incluye, entre otros, la mosca del vinagre (Drosophila melanogaster), el arroz, el ratn, elprotozoo Plasmodium falciparum y el mosquito Anophelesgambiae.Ms recientemente, en abril de 2003, el consorcio pblico internacional que integra el Proyecto Genoma Humano anunci el desciframiento de la secuencia completa delgenoma humano.

HERRAMIENTAS Y TECNICAS PARA EL ESTUDIO DEL ADN1) Ingeniera genticaLa investigacin sobre el ADN tiene un impacto significativo, especialmente en el mbito de lamedicina, pero tambin en agricultura y ganadera (donde los objetivos son los mismos que con las tcnicas tradicionales que el hombre lleva utilizando desde hace milenios - la domesticacin, la seleccin y los cruces dirigidos - para obtener variedades de animales y plantas ms productivos). La moderna biologa y bioqumica hacen uso intensivo de latecnologadelADN recombinante, introduciendo genes de inters en organismos, con el objetivo de expresar una protena recombinante concreta, que puede ser:Aislada para su uso posterior: por ejemplo, se pueden transformarmicroorganismospara convertirlos en autnticas fbricas que producen grandes cantidades de sustancias tiles, comoinsulinaovacunas, que posteriormente se aslan y se utilizan teraputicamente. Necesaria para reemplazar la expresin de un gen endgeno daado que ha dado lugar a una patologa, lo que permitira el restablecimiento de la actividad de la protena perdida y eventualmente la recuperacin del estado fisiolgico normal, no patolgico. Este es el objetivo de laterapia gnica, uno de los campos en los que se est trabajando activamente en medicina, analizando ventajas e inconvenientes de diferentes sistemas de administracin del gen (virales y no virales) y los mecanismos de seleccin del punto de integracin de los elementos genticos (distintos para los virus y los transposones) en el genoma diana.139En este caso, antes de plantearse la posibilidad de realizar una terapia gnica en una determinada patologa, es fundamental comprender el impacto del gen de inters en el desarrollo de dicha patologa, para lo cual es necesario el desarrollo de un modelo animal, eliminando o modificando dicho gen en un animal de laboratorio, mediante la tcnica knockout. Slo en el caso de que los resultados en el modelo animal sean satisfactorios se procedera a analizar la posibilidad de restablecer el gen daado mediante terapia gnica.utilizada para enriquecer un alimento: por ejemplo, la composicin de la leche (una importante fuente de protenas para el consumo humano y animal) puede modificarse mediante transgnesis, aadiendo genes exgenos y desactivando genes endgenos para mejorar su valor nutricional, reducir infecciones en las glndulas mamarias, proporcionar a los consumidores protenas antipatgenas y preparar protenas recombinantes para su uso farmacutico. til para mejorar la resistencia del organismo transformado: por ejemplo en plantas se pueden introducir genes que confieren resistencia a patgenos as como a agentes estresantes abiticos (salinidad, sequedad, metales pesados).

2) Medicina forenseLosmdicos forensespueden utilizar el ADN presente en lasangre, elsemen, lapiel, lasalivao elpeloen la escena de un crimen para identificar al responsable. Esta tcnica se denominahuella gentica, o tambin "perfil de ADN". Al realizar la huella gentica, se compara la longitud de secciones altamente variables de ADN repetitivo, como los microsatlites, entre personas diferentes. Este mtodo es frecuentemente muy fiable para identificar a un criminal.Sin embargo, la identificacin puede complicarse si la escena est contaminada con ADN de personas diferentes.La tcnica de la huella gentica fue desarrollada en 1984 por el genetista britnico SirAlec Jeffreys,148y fue utilizada por primera vez en medicina forense para condenar aColin Pitchforkpor los asesinatos deNarboroughen 1983 y deEnderbyen 1986. Se puede requerir a las personas acusadas de ciertos tipos de crmenes que proporcionen una muestra de ADN para introducirlos en una base de datos. Esto ha facilitado la labor de los investigadores en la resolucin de casos antiguos, donde slo se obtuvo una muestra de ADN de la escena del crimen, en algunos casos permitiendo exonerar a un convicto. La huella gentica tambin puede utilizarse para identificar vctimas de accidentes en masa,150o para realizar pruebas de consanguinidad. 3) BioinformticaLabioinformticaimplica la manipulacin, bsqueda yextraccin de informacinde los datos de la secuencia del ADN. El desarrollo de las tcnicas para almacenar y buscar secuencias de ADN ha generado avances en el desarrollo desoftwarede los ordenadores, para muchas aplicaciones, especialmentefrases, aprendizajey teoras debases de datos.La bsqueda de frases o algoritmos de coincidencias, que buscan la ocurrencia de una secuencia de letras dentro de una secuencia de letras mayores, se desarroll para buscar secuencias especficas de nucletidos. En otras aplicaciones comoeditores de textos, incluso algoritmos simples pueden funcionar, pero las secuencias de ADN pueden generar que estos algoritmos presenten un comportamiento de casi-el-peor-caso, debido al bajo nmero de caracteres. El problema relacionado delalineamiento de secuenciaspersigue identificar secuenciashomlogasy localizarmutacionesespecficas que las diferencian. Estas tcnicas, fundamentalmente elalineamiento mltiple de secuencias, se utilizan al estudiar las relacionesfilogenticasy la funcin de las protenas. Las colecciones de datos que representan secuencias de ADN del tamao de un genoma, tales como las producidas por elProyecto Genoma Humano, son difciles de usar sin anotaciones, que marcan la localizacin de los genes y los elementos reguladores en cada cromosoma. Las regiones de ADN que tienen patrones asociados con genes que codifican protenas o ARN pueden identificarse por algoritmos delocalizacin de genes, lo que permite a los investigadores predecir la presencia deproductos gnicosespecficos en un organismo incluso antes de que haya sido aislado experimentalmente. CIDO RIBONUCLEICOElcido ribonucleico(ARNoRNA) es uncido nucleicoformado por una cadena deribonucletidos. Est presente tanto en las clulasprocariotascomo en laseucariotas, y es el nico material gentico de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.En los organismos celulares desempea diversas funciones. Es lamolculaque dirige las etapas intermedias de lasntesis proteica; elADNno puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta informacin vital durante la sntesis de protenas (produccin de las protenas que necesita la clula para sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de ARN regulan laexpresin gnica, mientras que otros tienen actividadcataltica. El ARN es, pues, mucho ms verstil que el ADN.

ESTRUCTURA El cido Ribonucleico se forma por la polimerizacin de ribonucletidos, los cuales se unen entre ellos mediante enlaces fosfodister en sentido 5-3 (igual que en el ADN). Estos a su vez se forman por la unin de un grupo fosfato, una ribosa (una aldopentosa cclica) y una base nitrogenada unida al carbono 1 de la ribosa, que puede ser citosina, guanina, adenina y uracilo. Esta ltima es una base similar a la timina. En general los ribonucletidos se unen entre s, formando una cadena simple, excepto en algunos virus, donde se encuentran formando cadenas dobles. Un gen est compuesto, como hemos visto, por una secuencia lineal de nucletidos en el ADN, dicha secuencia determina el orden de los aminocidos en las protenas. Sin embargo el ADN no proporciona directamente de inmediato la informacin para el ordenamiento de los aminocidos y su polimerizacin, sino que lo hace a travs de otras molculas, los ARN.El ARN es una sola molcula trenzada con un azcar ribosa. Tiene una estructura distintiva y, a diferencia del ADN, hay variaciones y varios tipos de estructuras de ARN.La estructura bsica del ARNSin embargo, la estructura bsica del ARN, puede definirse como un azcar ribosa, que se numera de 1' a 5', con: una base unida a la posicin 1' un grupo hidroxilo en la posicin 2 un fosfato Unido a la posicin 3' de una ribosa y la posicin 5' de la siguientecido ribonucleico (ARN) tiene las bases adenina (A), citosina (C), guanina (G) y uracilo (U). Crditos fotogrficos: Nacional Instituto de General ciencias mdicas.

Estructura primaria Al igual que el ADN, se refiere a la secuencia de las bases nitrogenadas que constituyen sus nucletidos. La estructura primaria del ARN es similar a la del ADN, excepto por la sustitucin de desoxirribosa por ribosa y de timina por uracilo. La molcula de ARN est formada, adems por una sola cadena.

Estructura secundaria La cadena simple de ARN puede plegarse y presentar regiones con bases apareadas, de este modo se forman estructuras secundarias del ARN, que tienen muchas veces importancia funcional, como por ejemplo en los ARNt (ARN de transferencia). Aunque existan zonas apareadas, los extremos 5 y 3 que marcan el inicio y el final de la molcula permanecern libres.

Estructura terciaria de RNALas estructuras terciarias de ARN se determinan usando asignacin de interferencia de sondeo y modificacin qumica, cristalografa de rayos x y resonancia magntica nuclear (RMN), criomicroscopa electrnica. Es un plegamiento complicado sobre la estructura secundaria adquiriendo una forma tridimensional.

BIOSNTESIS: La biosntesis de ARN est catalizada normalmente por laenzimaARN polimerasaque usa una hebra deADNcomo molde, proceso conocido con el nombre detranscripcin. Por tanto, todos los ARN celulares provienen de copias degenespresentes en elADN.La transcripcin comienza con el reconocimiento por parte de la enzima de unpromotor, una secuencia caracterstica de nucletidos en el ADN situada antes del segmento que va a transcribirse; la doble hlice delADNes abierta por la actividadhelicasade la propia enzima. A continuacin, laARN polimerasa progresa a lo largo de la hebra deADNen sentido 3' 5', sintetizando una molcula complementaria de ARN; este proceso se conoce como elongacin, y el crecimiento de la molcula de ARN se produce en sentido 5' 3'. La secuencia de nucletidos del ADN determina tambin dnde acaba la sntesis del ARN, gracias a que posee secuencias caractersticas que la ARN polimerasa reconoce como seales de terminacin.18Tras la transcripcin, la mayora de los ARN son modificados porenzimas. Por ejemplo, al pre-ARN mensajero eucariota recin transcrito se le aade un nucletido de guanina modificado (7-Metilguanosina) en el extremo 5' por medio de un puente de trifosfato formando un enlace 5' 5' nico, tambin conocido como "capucha" o "caperuza", y una larga secuencia de nucletidos de adenina en el extremo 3' (cola poli-A); posteriormente se le eliminan losintrones(segmentos no codificantes) en un proceso conocido comosplicing.En virus, hay tambin variasARN polimerasas ARN-dependientesque usan ARN como molde para la sntesis de nuevas molculas de ARN. Por ejemplo, varios virus ARN, como lospoliovirus, usan este tipo de enzimas para replicar sugenoma.

TIPOS DE ARN1) ARN mensajero (ARNm)Es una molcula corta y lineal de hasta 5000 nucletidos, de vida corta y estructura primaria. Se origina a partir del ARN heterogneo nuclear, que es complementario de un fragmento de ADN, por lo que contiene su informacin gentica. El ARN heterogneo nuclear (ARNhn) tiene unos segmentos con informacin llamados exones y otros sin informacin llamados intrones. Tras un proceso de maduracin, elimina los intrones y forma ARNm, que tiene en su inicio una caperuza, que constituye la seal de inicio de la sntesis proteica, y al final una cola de poli A (muchas adeninas), que tiene funcin estabilizadora. Se forma en el ncleo y viaja hasta el citoplasma.El ARNm es el portador de la informacin gentica del ADN. Se forma con intervencin de una ARN polimerasa II y atraviesa los poros nucleares para asociarse a los ribosomas en el citoplasma y dirigir la sntesis de protenas.

2) ARN transferente (ARNt)Est formado por molculas pequeas. Tiene forma de hoja de trbol, con 4 brazos con estructura primaria y secundaria. Tres de los brazos tienen un asa o bucle, son los brazos D, T y uno llamado Anticodn. El cuarto es un brazo aceptor de aminocidos, con un extremo (3) ms largo que otro que termina siempre en el triplete CCA y es por la A por la que se unir a un aminocido.Existen unos 50 tipos diferentes que se sintetizan en el nucleoplasma por accin de una ARN polimerasa III y viaja hasta el citoplasma. En el Anticodn hay diferentes tripletes, que son complementarios de los diferentes aminocidos que capta el codn del ARNm.Su funcin es captar aminocidos especficos en el citoplasma y transportarlos hasta los ribosomas, donde, siguiendo la secuencia dictada por el ARNm, se sintetizan las protenas.

3) ARN ribosmico (ARNr)ARN ribosmico, es un ARN estructural que compone los ribosomas junto con protenas. Parece ser que tiene una funcin de enzimtica al facilitar las interacciones para que el RNAm se acomode en el ribosoma y sea leido por los RNAts, y al mismo tiempo facilita la interaccin con proteinas enzimticas que posibilitan la formacin de los enlaces peptdicos.Los ribosomas procarioticos tienen RNAr de tres tamaos 16S, 5S y 23S, los eucarioticos tienen 4 tamaos 18S, 5S, 5.8S y 28SEl ARNr es el que contribuye a dar a los ribosomas su forma acanalada, al condicionar la posicin de las protenas, posibilitando la unin a su estructura del ARNm, de los ARNt y de la proteina que se est sintetizando. Supone el 75% del RNA celular en procariotas y el 50% en eucariotas.

4) RN nucleolar (ARNn)Se forma en el ncleo a partir de ciertos segmentos del ADN llamados organizadores nucleolares o regin organizadora nucleolar. Se asocia a protenas y forma el nuclolo. Una vez formado, se fragmenta y da origen a los diferentes tipos de ARNr.

5) snRNPs

Las clulas eucariotas poseen tambien un grupo de molculas de RNA unidas a protenas, denominadas ribonucleoprotenas pequeas nucleolares (snRNPs) que desempean un papel importante en el proceso de sntesis de RNAm

FUNCIN DEL ARNEjecuta las rdenes contenidas en el ADN, se encarga de sintetizar protenas. REPLICACIN. (duplicacin del ADN). El ARNm copia al ADN progenitor en molculas hijas idnticas al ADN progenitor. TRANSCRIPCIN. Se transcribe la informacin del ADN al ARNt para ser llevado a los ribosomas. TRADUCCIN. Es el proceso mediante el cual el mensaje es descifrado por el ARNr sintetizndose en protena

MUTACINEngenticaybiologa, una mutacines un cambio en la informacin gentica (genotipo) de unser vivo(muchas veces por contacto conmutgenos), que produce una variacin en las caractersticas de este que se presenta de manera espontnea y sbita, que se puede heredar a la descendencia. Este cambio estar presente en una pequea proporcin de la poblacin (variante) o del organismo (mutacin). La unidad gentica capaz de mutar es elgen, la unidad de informacin hereditaria que forma parte delADN.En los seres multicelulares, las mutaciones solo pueden ser heredadas cuando afectan a las clulas reproductivas. Una consecuencia de las mutaciones puede ser, por ejemplo, unaenfermedad gentica.Sin embargo, aunque a corto plazo pueden parecer perjudiciales, las mutaciones son esenciales para nuestra existencia a largo plazo. Sin mutacin no habra cambio, y sin cambio la vida no podraevolucionar.

Mutacin somtica:Es la que afecta a las clulas somticas del individuo. Como consecuencia aparecen individuos mosaico que poseen dos lneas celulares diferentes con distinto genotipo. Una vez que una clula sufre una mutacin, todas las clulas que derivan de ella por divisiones mitticas heredarn la mutacin (herencia celular). Un individuo mosaico originado por una mutacin somtica posee un grupo de clulas con un genotipo diferente al resto, cuanto antes se haya dado la mutacin en el desarrollo del individuo mayor ser la proporcin de clulas con distinto genotipo. En el supuesto de que la mutacin se hubiera dado despus de la primera divisin del cigoto (en estado de dos clulas), la mitad de las clulas del individuo adulto tendran un genotipo y la otra mitad otro distinto. Las mutaciones que afectan solamente a las clulas de la lnea somtica no se transmiten a la siguiente generacin.

Mutaciones en lalnea germinal:Son las que afectan a las clulas productoras degametosapareciendo, de este modo, gametos con mutaciones. Estas mutaciones se transmiten a la siguiente generacin y tienen una mayor importancia en laevolucin biolgica. Mutaciones morfolgicasAfectan a lamorfologadel individuo, a su distribucin corporal. Modifican el color o la forma de cualquier rgano de un animal o de una planta. Suelen producirmalformaciones. Un ejemplo de una mutacin que produce malformaciones en humanos es aquella que determina laneurofibromatosis. Esta es una enfermedad hereditaria, relativamente frecuente (1 en 3.000 individuos), producida por una mutacin en elcromosoma 17y que tiene unapenetranciadel 100% yexpresividadvariable. Sus manifestaciones principales son la presencia deneurofibromas,gliomadel nervio ptico, manchas cutneas de color caf con leche,hamartomasdel iris, alteraciones seas (displasiadelesfenoide, adelgazamiento de la cortical de huesos largos). Con frecuencia hay retardo mental y macrocefalia.

Mutaciones bioqumicas o nutritivasSon los cambios que generan una prdida o un cambio de alguna funcin bioqumica como, por ejemplo, la actividad de una determinadaenzima. Se detectan ya que el organismo que presenta esta mutacin no puede crecer o proliferar en un medio de cultivo por ejemplo, a no ser que se le suministre un compuesto determinado. Los microorganismos constituyen un material de eleccin para estudiar este tipo de mutaciones ya que las cepas silvestres solo necesitan para crecer un medio compuesto por sales inorgnicas y una fuente de energa como laglucosa. Ese tipo de medio se denominamnimoy las cepas que crecen en l se dicenprototrficas. Cualquier cepa mutante para un gen que produce una enzima perteneciente a unava metablicadeterminada, requerir que se suplemente el medio de cultivo mnimo con el producto final de la va o ruta metablica que se encuentra alterada. Esa cepa se llamaauxotrficay presenta una mutacin bioqumica o nutritiva.

Mutaciones de prdida de funcinLas mutaciones suelen determinar que la funcin del gen en cuestin no se pueda llevar a cabo correctamente, por lo que desaparece alguna funcin del organismo que la presenta. Este tipo de mutaciones, las que suelen ser recesivas, se denominan mutaciones de prdida de funcin. Un ejemplo es la mutacin del genhTPH2que produce laenzimatriptfano hidroxilasaen humanos. Esta enzima est involucrada en la produccin deserotoninaen elcerebro. Una mutacin (G1463A) dehTPH2determina aproximadamente un 80% de prdida de funcin de la enzima, lo que se traduce en una disminucin en la produccin de serotonina y se manifiesta en un tipo dedepresinllamadadepresin unipolar.

DR. ALIAGA GUILLEN, EUSEBIO2