ARN Ensayos

Traducción

El poder de separación de la técnica del gradiente de sacarosa permite identificar varias macromoléculas y agregados macromoleculares de un sistema típico de síntesis de proteínas. Los componentes principales son ARN transferente (ARNt), ARN ribosomal (ARNr) y ARN mensajero (ARNm). El ARN transferente es una clase de moléculas de ARN de tamaño pequeño (4S), todas del mismo tipo y función. De hecho, se ha determinado la secuencia de nucleótidos completa de gran número de moléculas de ARNt de distintos organismos.

Los ribosomas, sitios donde tiene lugar la síntesis de proteína, son orgánulos celulares hechos de agregaciones complejas de proteínas ribosómicas y varias moléculas de ARN (ARNr). En los ribosomas de E. coli, por ejemplo, al menos tres moléculas distintas de ARN pueden distinguirse, por su tamaño: 23S, 16S y 5S. No sabemos con exactitud cómo se ensamblan las moléculas de ARNr con los componentes proteínicos del ribosoma, o cómo funciona cada componente. Al microscopio electrónico, el ribosoma tiene una apariencia globular. Tras tratamiento químico, se divide en dos entidades globulares una mayor que otra (60S y 40S).

Tanto las moléculas de ARNr como las de ARNt forman híbridos ADN-ARN in vitro, indicando que son transcritas a partir del ADN.

La figura siguiente muestra la diferencia entre una clave de codones solapados y otra de codones no solapados. En el ejemplo, aparece una clave de tres letras o tripletes. En la clave no solapada, los sucesivos aminoácidos están determinados por palabras sucesivas del mensaje (codones), como se muestra en la parte inferior de la figura. En la clave solapada, los sucesivos aminoácidos están determinados en el ARNm por codones que comparten algunas bases consecutivas; por ejemplo, las dos últimas bases de un codón serían también las dos primeras del codón siguiente. En la parte superior de la figura aparecen codones solapados. Así pues, en una clave no solapada, la secuencia AUUGCUCAG daría lugar a tres primeros aminoácidos cifrados por los tres tripletes AUU, GCU y CAG, respectivamente. Sin embargo, en una clave solapada, los tres primeros aminoácidos estarían cifrados por los tripletes AUU, UUG y UGC, si, como aparece en la figura, el solapamiento es de dos bases.

Hacia 1961, ya parecía claro que la clave genética no era solapada. El análisis de proteínas alteradas por mutación, en particular de mutantes del virus del mosaico del tabaco obtenidos con ácido nitroso, demostraba que cambia un aminoácido a la vez en una determinada región de la proteína. Esto es lo que predice la clave no solapada. Una clave solapada implicaría que el cambio de una sola base pudiera alterar hasta tres aminoácidos adyacentes de la proteína.

Hay que señalar que si la existencia de una clave solapada fue desechada por el análisis de proteínas individuales, nada excluía el uso de fases de lecturas alternativas para determinar los aminoácidos de dos proteínas distintas. En nuestro ejemplo, una proteína estaría cifrada en la serie de codones que se lee como AUU, GCU, CAG, CUU, etc. Una segunda proteína estaría cifrada por codones desplazados una base y que serían, por tanto, UUG, CUC, AGC, UUG, etc. Esto es un ejemplo de almacenamiento de la información que cifra dos proteínas distintas en dos fases de lectura diferentes, manteniéndose el uso de una clave que se lee sin solapamiento de bases para traducir cada proteína concreta.

Las macromoléculas encargadas de mediar en la transferencia de información son conocidas como ácidos ribonucleicos (ARN), que se trata de polímeros lineales de ribonucleósido 5´-monofosfatos. La transcripción se refiere al proceso mediante el cual se fabrican copias de ARN de secuencias seleccionadas de ADN (ver tabla).

La función principal del ADN dentro de la célula es su intervención en la síntesis proteica, distinguiéndose los ARN mensajeros que actúan como moldes, los ARN de transferencia que tienen el papel de portadores de aminoácidos y el ARN ribosómico que funciona en los ribosomas durante la formación del enlace peptídico.

Es indispensable la implicación del ARN como intermediario en la traducción, principalmente por dos hechos: por un lado porque las purinas y pirimidinas del ADN no poseen afinidad específica hacia los aminoácidos, y por otro lado porque no pueden acceder a la síntesis proteica citoplasmática en eucariotas.

Los ARN mensajeros (ARNm) son las moléculas de ARN citoplasmático que contienen la información para dirigir la síntesis de un polipéptido específico. Su tamaño depende del tamaño de la proteína que codifica. Los ARN de transferencia (ARNt) engloban a un conjunto de moléculas que transfieren los aminoácidos específicos desde los pools de aminoácidos solubles a los ribosomas, y que tienen la propiedad de asegurar el ordenamiento de éstos aminoácidos en la secuencia adecuada antes de la formación del enlace peptídico. Todas las moléculas de ARNt tienen relativamente el mismo tamaño y forma. El lugar de ensamblaje, o fábrica, de la síntesis de péptidos implica a los ribosomas, que contienen al menos tres moléculas diferentes de ARN denominadas ARN ribosómicos (ARNr) y de 70 a 80 proteínas ribosómicas.

La síntesis proteica requiere una estrecha relación entre los diferentes ARN celulares para que tenga lugar en el momento adecuado en la vida de una célula, para ello han de coordinarse con la respuesta celular a los ambientes intra- y extracelular.

Todo el ARN celular se sintetiza sobre un molde de ADN y refleja una porción de la secuencia de bases del ADN. El ARN que participa en la síntesis proteica ejerce su función en el citoplasma, fuera del núcleo, mientras que una parte del ARN permanece en el núcleo dónde tiene un papel estructural y regulador.

El ARN también puede ser portador de información genética en la secuencia de bases sirviendo de genoma en varios virus, en concreto, el ARN genómico se encuentra en los virus tumorales ARN y en otros pequeños virus ARN tales como los poliovirus y los retrovirus.

Estructura del ARN

El ARN, es muy similar químicamente al ADN así como uno de los componentes más estables. Existen algunos ARN, como es el caso del ARN mensajero, que se sintetizan, emplean, y degradan, mientras que otros, como el ARN ribosómico, no presentan un recambio rápido.

Se trata de un polímero lineal no ramificado en el que las unidades monoméricas son los ribonucleósidos 5´-monofosfatos. A excepción de una base, el uracilo que reemplaza a la timina, el ARN presenta las mismas bases que el ADN, en concreto, las purinas del ARN son adenina y guanina; las pirimidinas son citosina y uracilo además de otras bases

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