ADN Y ARN

Secuencia de los ácidos nucleicos

La secuencia de los ácidos nucleicos es específica y característica de cada ser vivo. En dicha secuencia radican en último término la individualidad y las diferencias existentes entre los organismos. Estas cinco bases, combinadas en toda la gama de secuenciaciones imaginables, con repeticiones y sin ellas, y sin límite teórico de longitud, dan lugar a una serie infinita de cadenas distintas posibles. Las cadenas se representan por las iniciales mayúsculas de cada base en el orden de secuencia característico, como por ejemplo:

AATCAGCTTTACGC. Lógicamente, tal representación corresponde a una de las hélices; la de la otra hélice será complementaria teniendo en cuenta los emparejamientos que más arriba se han indicado (adenina, A, con timina, T, y guanina, G, con citosina, C, por lo que respecta al ADN. Así, en el ejemplo propuesto, la complementaria sería: TTAGTCGAAATGCG.

La composición anteriormente detallada es universal y válida para todos los seres vivos, desde los virus hasta el hombre, lo que refleja un hecho importante: la unidad básica de la estructura de la vida sobre la Tierra. En los virus, el ácido nucleico se sitúa en el interior, protegido por una envoltura proteica o cápsida. En organismos unicelulares, es decir, que carecen de núcleo o que lo presentan difuso, sin membrana nuclear, caso de las bacterias, el ADN forma una única estructura circular que constituye el cromosoma bacteriano.

En los eucariotas, que ya disponen de núcleo protegido por envoltura propia, como las plantas y los animales, el ADN se encuentra encerrado en aquél como una sustancia difusa en la que también hay unas proteínas básicas llamadas histonas: es lo que se conoce como

cromatina.

Antes de que se produzca la división celular, la cromatina se fragmenta en una serie de unidades o cromosomas, cuyo número es constante para cada especie. En tales cromosomas se hallan los genes, conjuntos más o menos grandes de nucleótidos dispuestos según una secuencia dada que codifican la información precisa para un determinado carácter biológico.

Funciones de los ácidos nucleicos

La función principal de los ácidos nucleicos es almacenar y transmitir la información genética. El ADN, a nivel molecular, tiene una doble función:

Sacar copias de sí mismo, duplicarse, autoperpetuarse, asegurando la transmisión de los genes en un proceso denominado REPLICACIÓN.

Transmitir la información al ARN, que saca copias del ADN, pudiendo así transcribir dicha información, en forma de proteínas, determinando las características de la célula, la herencia; a este proceso se le denomina TRANSCRIPCIÓN.

Replicación del ADN.

Es un proceso semiconservativo ya que la doble hélice de ADN, cuando se duplica, conserva una de sus hebras, y sintetiza la otra de nuevo, por complementariedad de bases, añadiendo nucleótidos y utilizando la cadena madre como patrón.

Se forman dos cadenas hijas, cada una de las cuales lleva una hebra de antigua y una hebra de nueva síntesis. Así, cada una de las dobles cadenas hijas, son iguales entre sí, y también iguales a la cadena madre.

El proceso de duplicación necesita de la actuación de un sistema de enzimas:

• Las helicasas o girasas hacen que la molécula de ADN se desenrolle, perdiendo la forma de hélice, ya que se rompen los enlaces por puentes de hidrógeno entre las bases.

• Otros enzimas mantienen la estabilidad de la molécula abierta.

La DNA polimerasa III va incorporando nucleótidos frente a las cadenas madres (que actúan de patrones), siempre en el mismo sentido (5' ⇒ 3'). Como no pueden iniciar la replicación por sí mismas, necesitan una pequeña hebra de ARN cebador (sintetizados por otra enzima denominada RNA polimerasa) para poder copiar el ADN patrón por complementariedad de bases; posee una elevada posesividad ya que sintetiza a una velocidad de unos 1.000 nucleótidos por segundo. Posee tres actividades distintas:

Polimerasa 5' ⇒ 3'

Exonucleasa 5' ⇒ 3' para degradar cualquier DNA que haya en su camino

Proofreading 3' ⇒ 5' para corregir errores introducidos durante la polimerización

Como las cadenas son antiparalelas, el mecanismo de copia es distinto para cada una de ellas: una se va copiando de forma continua y la otra en fragmentos cortos (llamados "fragmentos de Okazaki"), pero siempre en sentido desde 5' ⇒ 3'.

En la cadena de hebra continua, no habrá más problemas, pero en la otra, cada fragmento de ADN copiado, requiere la presencia de ARN cebador, que habrá que eliminar posteriormente. Luego, otra DNA polimerasa (la DNA polimerasa I), rellena los huecos donde se situaban los cebadores de ARN

Finalmente, otra enzima, la ligasa, se encarga de unir los fragmentos sueltos, obteniéndose de este modo dos cadenas o hebras hijas.

Transcripción del ADN.

El apareamiento de bases es también el mecanismo para enviar la información genética desde el núcleo hasta los ribosomas y dirigir la síntesis de proteínas. En este caso una porción de una de las cadenas del ADN sirve de patrón para la síntesis de ARN y la secuencia de bases en el ARN es complementaria a la que se presenta en la porción de la cadena que se está copiando.

Los 3 tipos de ARN se obtienen por copia de ADN. Su fabricación tiene lugar en el núcleo. Luego, los ARN formados, salen al citoplasma tras un proceso de maduración. El proceso lo realizan enzimas llamadas RNA polimerasas, que añaden nucleótidos en dirección 5' ð 3', a partir de una de las cadenas de ADN solamente y que al igual que la DNA polimerasa III es una enzima patrón-dependiente.

La molécula de ARN sintetizada sufre un proceso de maduración hasta llegar al citoplasma, tomando su forma característica, para cada uno de los tres tipos de ARN, y perdiendo en ese proceso algunos

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