¡Hola, hola ciberbiólogos! Bienvenidos una semana más a En Armonía con la Biología. En el anterior post os presente los principios básicos para entender la genética, las leyes de Mendel y tipos de problemas de genética. Hoy vengo a presentaros el resto de conocimientos. Va a ser mucha información la que se de hoy, así que espero que estéis preparados para asimilarla y que aprendáis, como en cada post, un poquito más sobre la biología. Empecemos pues…
Para que un ser vivo no se extinga se necesita que se reproduzca y para ello necesitan duplicar el material genético del progenitor. Hubo una gran cantidad de hipótesis acerca de esta publicación, una hipótesis conservativa, una dispersiva y una semiconservativa. Esta última fue propuesta por Watson y Crick y posteriormente demostrada por Meselson y Stahl. Con lo cual, sabemos que la replicación del ADN es semiconservativa, ya que la doble obra original se abre y actúa de molde para las síntesis de complementaria, dando lugar a dos nuevas moléculas de ADN cada una portadora de una hebra original y otra de nueva síntesis.
La duplicación en procariotas:
La duplicación en las células procariotas tienen lugar en varias etapas: iniciación, elongación y corrección de errores.
Iniciación: desenrollamiento y apertura de la doble hélice en el punto oriC. En cada una de las etapas encontramos diferentes enzimas que son importantes para que se produzca el proceso. En la iniciación intervienen las helicasas, que facilitan la apertura de la doble hélice, rompiendo los puentes de hidrógeno entre bases nitrogenadas. También actúan las girasas topoisomerasas, que eliminan la tensión generada por la torsión en el desenrollamiento. Por último actúan las proteínas SSB que se unen a las hebras molde para que no vuelvan a enrollarse.
Elongación: síntesis de dos nuevas hebras de ADN. En esta etapa actual la ADN polimerasa para sintetizar las nuevas hebras en sentido 5’-3’, ya que la lectura se hace en el sentido 3’-5’. Esta enzima puede tener dos funciones: exonucleasa y polimerasa. Actúa también la ADN polimerasa III (leyendo la cadena 3’-5’) y la ADN ligasa (une los diferentes fragmentos)
Corrección de errores: durante la replicación tiene lugar una serie de errores a la variar mal las bases nitrogenadas, entonces la ADN polimerasa I actúa con función exonucleasa y elimina los nucleótidos que están mal apareados.
La duplicación en eucariotas
La duplicación en eucariotas tiene una serie de diferencias con la duplicación en procariotas:
Se crean burbujas de replicación de manera simultánea en varios puntos, ya que las moléculas de ADN son muy largas.
Cinco tipos de ADN polimerasas
Cromosomas se encuentran asociados a histonas, que también se duplican
Al eliminar el último cebador, es necesario un extremo hidroxilo 3’ libre donde iniciar un nuevo fragmento
Fragmentos de Okazaki son más pequeños
Información que está en la secuencia de nucleótidos del ADN podría generar proteínas, pero el ADN está en el núcleo y las proteínas se sintetizan en los ribosomas, los cuales están situados en el citoplasma por lo que el ARNm nos ayudará a resolver este problema ya que será el intermediario. Este es el proceso conocido como transcripción o síntesis de la ARN.
Transcripción o síntesis del ARN
Este proceso también se encuentra dividido de una serie de etapas: iniciación, elongación, terminación y maduración
Iniciación: la ARN polimerasa II reconoce una señal de inicio y se une a un cofactor que permite su unión a una región del ADN llamada promotor, la cual posee una secuencia TATA o CAAT. Todo el conjunto se denomina complejo de iniciación de la transcripción.
Elongación: la ARN polimerasa recorre la hebra de ADN hacia su extremo 5’ sintetizando una hebra de ARNm en dirección 5’-3’, al ir añadiendo ribonucleótidos.
Terminación: la ARN polimerasa reconoce en el ADN unas señales de terminación que indican el final, el ADN vuelve a su forma normal y el ARNm queda libre. En procariotas la señal determinación es una secuencia de bases palindrómicas, formadas por guanina y citosina seguidas de timina, que origina un ARN en bucle. En las eucariotas, una enzima corta el fragmento ARN que lleva la información para sintetizar la proteína. La señal de corte es AAUAA, al final se añade en el extremo 3’ la cola poliA.
Maduración: si lo que se forma es un ARNm no hay maduración, pero si se trata de un ARNt o ARNr hay procesos de corte de intrones empalme de exones.
Una vez que el ADN está duplicado y transcrito ARN, la información se traduce en el citoplasma, ya que en él se realizará la síntesis de proteínas.
Traducción o expresión del mensaje genético
La traducción implica descodificar un mensaje del ARNm y utilizar su información para construir un polipéptido o cadena de aminoácidos. En un ARNm, Las instrucciones para construir un polipéptido vienen en grupos de tres nucleótidos que son denominados codones.
La traducción, los cordones de un ARN mensajero se leen en orden 5’-3’ mediante moléculas llamadas ARN de transferencia o ARNt.
Cada ARNt tiene un anticodón, que se trata de el conjunto de tres nucleótidos que se une al cordón de la ARN mensajero, es decir, se trata de las bases nitrogenadas complementarias a las que forman el cordón en el ARNm. El otro extremo El ARNt contiene un aminoácido que especifica el codón. Los ARNt se unen a los ARNm dentro de una estructura de proteínas y ARN llamada ribosoma. A medida que los ARNt entran en los espacios en el ribosoma y se unen a los cordones, sus aminoácidos se unen a la cadena de polipéptidos creciente en una reacción química. El resultado final es un polipéptido cuya secuencia de aminoácidos refleja la secuencia de cordones en el ARNm.
El proceso está dividido en tres etapas: iniciación de la cadena proteica, elongación y terminación.
Iniciación de la cadena proteica: la subunidad pequeña del ribosoma y el ARNm se une a un codón iniciador, AUG. Entra en el sitio P un aminoácido-ARNt, que lleva unido un aminoácido f-Met en bacterias y metionina en eucariotas
Elongación: alargamiento de la cadena proteica, el segundo ARNt entra y ocupa el sitio A, se forma un enlace péptidico entre el aminoácido del sitio A y P, este proceso está catalizado por la enzima peptidil-transferasa. Se produce la translocación, ya que el primer ARNt abandona el ribosoma y el segundo se mueve ocupando el sitio P y dejando libre el A.
Terminación: se inicia cuando llega al ribosoma en un lugar del ARNm un codón de terminación (UAA, UAG, AGA) y entra en el sitio A. Estos son reconocidos por factores de liberación que interfieren con la enzima que normalmente forman los enlaces péptidicos, hacen que agregue una molécula de agua al último aminoácido de la cadena y esta reacción separa la cadena del ARNt y la proteína que se acaba de formar se libera.
Teoría de “Un Gen, una Enzima”
Esta hipótesis establece que un gen codifica una sola enzima. Sir Archibald Garrod fue el primero en sugerir que los genes tenían relación con las enzimas. Beadle y Tatum confirmaron la hipótesis de este con estudios genéticos y bioquímicos del moho del pan Neurospora.
Código genético
El código genético es el conjunto de normas por las que la información codificada en el material genético se traduce en proteínas en las células vivas. El código define la relación entre secuencia de tres nucleótidos, llamados cordones, y aminoácidos. Un cordón se corresponde con un aminoácido específico.
Hipótesis del operón
Pues las células de un organismo pluricelular, excepto los gametos, en la misma información genética. Ahora bien, no todos los genes se encuentran activos durante el ciclo celular. Muchos genes no actúan nunca y otros actúan sólo en determinados momentos, pudiendo permanecer durante largos periodos de tiempo inactivos.
Ahora voy a presentaros una cantidad de información sobre la ingeniería genética, parte de la genética importante.
Ingeniería genética
La ingeniería genética es una rama de la biotecnología, que consiste en el uso de diversas técnicas para manipular el ADN de los organismos, mediante la transferencia de ADN de unos organismos a otros.
Las técnicas utilizadas en ingeniería genética son:
Enzimas de restricción
Vectores de clonación (Plásmidos, Fagos, Cósmidos )
Tecnología de la ADN complementario
Vectores de clonación para eucariotas
reacción en cadena de la polimerasa.
Aplicaciones:
Terapia de enfermedades humanas
Terapia génica: consiste en introducir genes en el organismo para corregir alguna enfermedad de origen genético
Aducción agrícola: con el objetivo de aumentar la productividad y mejorar los productos.
Producción Animal: no se ha aprobado el empleo de ningún Animal transgénico para consumo humano, se ha llevado acabo en peces porque tienen fecundación externa lo que permite la introducción de genes en el cigoto y consiguiendo así peces que crecen más rápido.
Clonación: Las hay en plantas, animales, terapéutica, células madre embrionarias y adultas o anticuerpos monoclonales.
Proyecto genoma humano: Los objetivos que tienen son situar genes y marcadores moleculares en mapas genéticos, caracterizar y localizar ADN clonado y secuenciar fragmentos de ADN y obtener secuencia genómica. Tiene una serie de riesgos: en el marco ético tiene una serie de límites por motivos: ecológicos y de sanidad, éticos y morales, sociales y políticos. Se aplica para la detección de enfermedades genéticas, determinación de una predisposición a contraer alguna enfermedad, facilitar la determinación de paternidades, desarrollar alternativas para el tratamiento de enfermedades, determinar efecto de medicamentos.
Mutaciones
Las mutaciones son alteraciones del material genético que se pueden clasificar dependiendo de muchos criterios: según las células a las que afecte, según la extensión del material genético, según su efecto y por último según su origen.
Otro lado, el cáncer se produce cuando un grupo de células no responde A los controles de purificación y diferenciación celular y se reproduce aceleradamente. El conjunto de células que resulta, dañan los tejidos y emigra a otros órganos, dando lugar al proceso denominado metástasis.
Las células cancerosas tienen las siguientes características:
Poliferación rápida e incontrolada
Metástasis
Cambios en la estructura del citoesqueleto
Reduce la adhesión con otras células
Secretan enzimas que invaden tejidos vecinos
Proteínas de membrana diferentes
Las causas génicas:
Alteraciones del mecanismo de control:
Protooncogenes: iones normales implicados en el crecimiento y diferenciación celular
Antioncogenes: genes normales que inhiben la proliferación descontrolada de células.
Oncoogenes: Son los protooncogenes mutados, presencia en una célula la convierten cancerosa. Pueden actuar por tres vías: que Sición de genes alterados, pérdida de antioncogenes, bloqueo de la apoptosis.
Hasta aquí el post de hoy, queridos lectores. Los esquema de cada una de las explicaciones estoy segura de que os van a ayudar mejor a entender la información y a clasificarla mentalmente. Nos vemos dentro de poco con un nuevo Post y con mucha más información sobre la biología. ¡Hasta pronto!