El ácido desoxirribonucleico O también conocido por sus siglas como ADN, es la molécula que contiene las instrucciones biológicas de cada especie. El National Human Genome Research Institute presenta la función del ADN de la siguiente forma. El ADN contiene las instrucciones que un organismo necesita para desarrollarse, sobrevivir y reproducirse. Por lo tanto, es importante el estudio y comprensión de esta molécula, para comprender de manera más profunda la vida en la Tierra. Para entender de mejor manera esta molécula, analizaremos lo propuesto por Alvarado Jota en 2010. El ADN se define químicamente como un polímero formado de monómeros.
Cada monómero se denomina nucleótido, el que a su vez está compuesto por un grupo fosfato, un azúcar desoxirribosa y una base nitrogenada. Existen cuatro tipos de bases nitrogenadas. Adenina, timina, guanina y citosina. Y según el National Human Genome Research Institute, el orden o secuencia de estas bases determina qué instrucciones biológicas están contenidas en una hebra de ADN. Por ejemplo, la secuencia ATCGTT pudiera dar instrucciones para los ojos azules, mientras que ATCGCT pudiera indicar color de ojos café.
Una secuencia discreta de ADN que contiene las instrucciones para elaborar una proteína se conoce como un gen. El tamaño de un gen puede variar enormemente, desde aproximadamente mil bases hasta un millón de bases en los seres humanos. Una molécula de ADN está compuesta por dos hebras de nucleótidos dispuestas en una... doble hélice. Con respecto a este modelo, FDRS afirma que la estructura de la doble hélice es como una escalera, con los pares de bases que atraviesan el medio como travesaños y las moléculas de azúcar y fosfatos a los laterales. Uno de los procesos más importantes para los seres vivos es denominado ciclo celular.
La definición propuesta por Carlos González es El ciclo celular es un conjunto ordenado de eventos en la vida de la célula que culmina con el crecimiento de la misma y la división en dos células hijas. Las etapas son G, S, G2 y M. En relación con el ADN nos interesa la etapa S, ya que es en ella donde ocurre la replicación de este mismo.
En este vídeo exploraremos a través de un gen tipo denominado gen X todos los procesos que ocurren en el dogma central de la biología molecular que consta de, en primer lugar, la duplicación del ADN o replicación en la cual se copia el ADN en sus moléculas hijas el ADN debe ser idéntico al original la transcripción es el proceso En donde se escribe la información genética del ARN en términos de ARN mensajero, para ser llevado a un lugar de síntesis de las proteínas. Y en tercer lugar, la traducción, que es el proceso en el cual el mensaje cifrado en el código genético es descifrado por nuestra célula, sintetizándose así, la proteína. Antes de entrar de lleno en el estudio de los procesos que componen el dogma central de la biología molecular, nos referiremos al siguiente cuadro, en donde se presentan las enzimas que participan en estos procesos. La topoisomerasa es la enzima encargada de disipar el sobrearrollamiento entre las hebras de ADN. Una vez que son desenrolladas, la helicasa rompe los puentes de hidrógeno que unen ambas hebras.
Mientras esto ocurre, las proteínas de unión de cadena simple, también conocida como SSB, fijan las horquillas de replicación para poder llevar a cabo este proceso. Una vez finalizada la separación de ambas hebras, la ADN polimerasa 1 y 3 se encarga de ir rellenando con las bases nitrogenadas correspondientes a la hebra general. Mientras esto ocurre, la... ADN polimerasa 2 va revisando que cada una de estas bases nitrogenadas sea la correcta.
Una vez terminado este proceso, la ligasa se encarga de unir el espacio entre nucleótido y nucleótido que se formó en los segmentos de Okazaki. Finalmente y más adelante en los procesos de transcripción y traducción, la primasa ayudará al ARN polimerasa. Anteriormente existieron distintas teorías con respecto a la duplicación del ADN. Las principales son Teoría Conservativa Teoría Semiconservativa Y por último, la Teoría Dispersiva. Con el pasar de los años y después de múltiples investigaciones, la comunidad científica logró determinar, como lo había propuesto Watson y Crick, que el modelo correcto es el semiconservativo.
Cuando la célula llega a la etapa S del ciclo celular, nuestro gen X comienza a ser desenrollado por la enzima X. topoisomerasa, con el fin de facilitar la ruptura de los puentes de hidrógeno. A medida que las hebras son separadas por la enzima de enzima topoisomerasa, estas hebras separadas son fijadas en su lugar gracias a la enzima SSB, esto con el fin de evitar que las hebras vuelvan a enrollarse.
Una vez separadas y fijadas las hebras, la proteína helicasa comenzará a romper los puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas que unen ambas hebras. A medida que los puentes de hidrógenos son separados por la helicasa, las enzimas ADN polimerasa 1 y 3 va complementando cada hebra con el nucleótido correspondiente a la base nitrogenada obtenida en la separación de las hebras. Este proceso se lleva a cabo en dirección 5s3, ya que las hebras son antiparalelas. Una de las hebras obtenidas será continua, mientras que la otra discontinua.
Mientras que el ADN polimerasa 1 y 3 rellenan cada hebra, el ADN polimerasa 2 se encargará de revisar y confirmar que las bases complementarias añadidas por el ADN polimerasa 1 y 3 sean las correctas. Si el ADN polimerasa 2 pasa por alto algún error, se producirá una mutación genética. Como se dijo anteriormente, se obtienen dos hebras, una continua y otra discontinua. Cada segmento de esta hebra discontinua, conocido como segmentos de Okazaki, son unidos con la ayuda de una enzima llamada ligasa. Tras complementar la unión, se obtienen dos hebras de ADN nuevas.
Una vez duplicada la molécula de ADN de nuestro gen X, podemos dar paso a la transcripción. Según lo propuesto por Khan Academy, se puede entender el proceso de transcripción de la siguiente forma. La transcripción... es el primer paso de la expresión genética el proceso por el cual la información de un gen se utiliza para generar un producto funcional como una proteína. La principal enzima que participa en la transcripción es el ARN polimerasa, el cual utilizará como molde una cadena de ADN sencilla para sintetizar una cadena complementaria de ARN.
Específicamente, la ARN polimerasa produce una cadena de ARN en dirección de 5S3 al agregar cada nuevo nucleótido. al extremo 3 de la cadena. Analicemos nuestro gen X.
Dentro de la molécula de ADN hay una gran cantidad de genes, que son segmentos de ADN cuya composición determina una proteína. Sin embargo, para efectos de la transcripción, existen zonas dentro del ADN conocidas como promotor. Cada gen tiene su propio promotor.
El ARN polimerasa se une a estos promotores. Una vez unida, esta enzima separa las hebras de ADN del promotor, para así también separar las hebras de ADN que utilizaremos como molde. Esta cadena molde actúa como plantilla para la ARN polimerasa, quien, similar al trabajo del ADN polimerasa 1 y 3, se encargará de colocar los nucleodios complementarios.
para formar la hebra de ARN mensajero, la cual contiene uracilo en lugar de timina. Finalmente, los terminadores, secuencias específicas de bases nitrogenadas que indican el término de este proceso, serán detectados por el ARN polimerasa. De esta manera, la hebra transcrita es liberada de la hebra molde, terminando el...
proceso de transcripción la traducción es el proceso en donde el arn mensajero será leído y se utilizará para sintetizar la proteína luego de ser transcrito el arn mensajero irá hasta un río y se ubicará en la subunidad ribosómica pequeña. Un ARN transmisor, cuyo anticodón concuerde con el codón, conjunto de tres bases nitrogenadas, del ARN mensajero, se unirá con el ARN mensajero en el sitio peptídico del ribosoma. El ARN transmisor corresponde a un tipo de ARN. que posee un anticodón y un aminoácido acoplado, ambos asociados. Tras realizarse este proceso, una molécula de ADN transmisor cuyo anticodón concuerde con el codón siguiente en el ARN mensajero, deberá unirse en el sitio aminoacídico del ribosoma.
Luego, en el sitio catalítico del ribosoma, se realizarán los procesos necesarios para crear el enlace peptídico entre los aminoácidos transportados por el ARN transmisor. Una vez terminado este proceso, el ribosoma se moverá al siguiente codón del ARN mensajero para seguir construyendo así la cadena de aminoácidos. Este proceso finalizará cuando la subunidad ribosomal pequeña encuentre un codón terminador. Cuando lo haga, La cadena de aminoácidos, ahora proteína, será liberada del ribosoma. En síntesis, el dogma central de la biología molecular, compuesto por tres procesos, duplicación, transcripción y traducción, permite comprender en mayor detalle los procesos biológicos que ocurren en cualquier ser vivo.
Por lo tanto, el estudio y análisis de estos procesos son fundamentales para comprender lo que hace a cada individuo un ser único y diferente. Obviamente, genéticamente hablando.