RETROTRANSCRIPCION DE LOS RETROVIRUS

RETROTRANSCRIPCION DE LOS RETROVIRUS: Es un proceso de la biología molecular que implica la generación de una cadena de ácido desoxirribonucleico (ADN) de doble cadena a partir de un ácido ribonucleico (ARN) de cadena simple.

DESCRIPCIÓN

Dicha actividad está mediada por varias enzimas e incluso por proteínas estructurales de la cápside, si bien la clave es la transcriptasa inversa o retrotranscriptasa. Descrita por vez primera en virus de la familia Retroviridae de forma independiente por los investigadores Howard Temin y David Baltimore en 1970,2 3 su descubrimiento suposo la primera evidencia de la falsedad del dogma central de la biología molecular.

El fundamento molecular de la retrotranscripción en retrovirus implica la conversión de dos ARNs de cadena simple con sentido positivo en una molécula de ADN ligeramente más larga que el ARN original debido a la repetición directa de las secuencias colindantes a los fragmentos originales (denominadas LTRs, del inglés, long terminal repeats).

El descubrimiento de la retrotranscriptasa rompió el esquema de la biología molecular según el cual la información genética iba siempre en este sentido ADN-ARN-proteína.

Las retrotranscriptasas asociadas a ciertos virus tumorales, llamados retrovirus, catalizan el proceso ARN-ADN que es inverso al de la transcripción del ADN en ARN.

La mayoría de los retrovirus y otros elementos no patógenos se hallan asociados al cromosoma de células tanto de animales como de plantas, de manera que la retrotranscripción de ARN ha contribuido a modificar la composición del cromosoma celular. Se ha investigado que la información contenida en los cromosomas pudo derivarse de replicones autónomos como es el caso de los retrotransposones, los cuáles son elementos móviles que se desplazan de un sitio a otro del genoma, donde se sitúan aleatóriamente y pueden causar mutaciones e incrementar la variabilidad genética.

Las mutaciones inducidas por estos elementos no persistirían en genomas sometidos a selección natural. Sino que ocuparían un lugar en la parte oscura del genoma sin una función clara o, en todo caso, negativa.

Otros defienden que los elementos móviles actuarían como parásitos o partículas autónomas sin ninguna misión en el genoma donde se insertan, vendrían a ser formas de virus que se han adaptado a la vida intracelular, o bien formas degeneradas de virus que han perdido la capacidad de infectar nuevas células.

Este enriquecimiento de información hubiera sido posible mediante la retrotranscripción seguida de integración del ADN producto en el cromosoma.

BARBARA McCLINTOCK (1902-1992): Genetista norteamericana, Premio Nobel en Medicina y Fisiología en 1983 por su descubrimiento de los "transposomas" o "genes saltadores", genes que pueden cambiar de lugar dentro de los cromosomas. En la conferencia que dio al recibir el Premio Nobel ("The Significance of Responses of the Genome to Challenge"), McClintock explicó cómo las células pueden responder a la presión ambiental a la que se ven sometidos los organismos vivos mediante una reestructuración de su genoma; estos mecanismos explicarían la formación de nuevas especies, y serían la base de los cambios evolutivos. McClintock realizó sus estudios genéticos fundamentalmente con maíz, realizando numerosas hibridaciones entre diferentes variedades, lo que le permitió asimismo describir la historia evolutiva y origen de esta planta.

Barbara McClintock estudió en la Cornell University en Ithaca (NY) en la década de 1920, terminando su doctorado en 1927. En el departamento de genética de esta universidad, dirigido por R. A. Emerson y el citólogo L. W. Sharps, hubo numerosos estudiantes que llegaron a ser genetistas distinguidos, como George Beadle, Marcus Rhoades y la misma Barbara McClintock. Mientras realizaba su tesis doctoral trabajó como Instructora de Botánica en la misma universidad. Cuando T. H. Morgan visitó la Cornell en 1931, se quedó tan impresionado con los descubrimientos de McClintock que le insistió para que los publicara cuanto antes: en ellos se probaba que el intercambio cromosómico de material genético producía nuevas variedades de maíz. Poco después de que su trabajo fuera publicado, el genetista alemán Curt Stern publicó descubrimientos similares en las moscas de la fruta (Drosophila). Marcus Rhoades, que presentó en 1933 la tesis doctoral, realizada bajo la dirección de T. H. Morgan, sobre la esterilidad masculina en el maíz híbrido, se unió al proyecto de McClintock de elaborar el mapa genético de la planta de maíz. En 1935 Rhoades pasó a ser investigador de genética en Iowa y participó en el establecimiento del "Iowa Corn Field Test"; su trabajo estuvo en relación con el de Barbara McClintock.

En 1936, McClintock era profesora asistente en el departamento de botánica de la Universidad de Missouri y vicepresidenta de la Sociedad Americana de Genética. En 1941 dejó la Universidad de Missouri y se unió al grupo de genetistas de Cold Spring Harbor, donde obtuvo el apoyo financiero permanente de la Carnegie Institution de Washington. Fue en Cold Spring Harbor donde hizo su descubrimiento de la transposición genética, las partes móviles de los cromosomas que más tarde se llamarían "transposomas" o "genes saltadores". Trabajando con plantas de maíz, más complejas, McClintock había identificado estos elementos genéticos veinte años antes que los biólogos moleculares que estaban trabajando con formas de vida mucho más simples. Los científicos que habían sido escépticos con sus descubrimientos tuvieron ahora que admitir que el dogma central del ADN (es decir, ADN ® ARN ® proteínas) ya no estaba fijado inmutablemente. Además podían ver que su propia investigación confirmaba los hallazgos de ella sobre la existencia de elementos genéticos transponibles. El genetista James Shapiro resumió acertadamente la resistencia a veces agria que McClintock había encontrado:

"Los elementos transponibles son un ejemplo de cómo las nuevas ideas son aceptadas fríamente por la comunidad científica. Si ella dice que algo ha ocurrido, ella lo ha visto en docenas y cientos de casos. Una razón de que la gente no lea sus papeles es porque la documentación es enormemente densa. Así pues, primero dijeron que estaba loca; después dijeron que ello era peculiar del maíz; luego dijeron que se daba en todas partes pero no tenía significado; y entonces, finalmente, se dieron cuenta de su significado."

En el último cuarto de su vida, McClintock fue honrada con muchas medallas y títulos honorarios en reconocimiento por la gran importancia de su trabajo. Entre estos títulos se encuentran los de las universidades de Harvard y Rockefeller, la beca indefinida MacArthur Laureate Award, el Lasker Award de Investigación Médica Básica y el Wolf Foundation Awar.

TRANSPOSONES: es una secuencia de ADN que puede moverse de manera autosuficiente a diferentes partes del genoma de una célula, un fenómeno conocido como transposición. En este proceso, se pueden causar mutaciones y cambio en la cantidad de ADN del genoma. Anteriormente fueron conocidos como "genes saltarines" y son ejemplos de elementos genéticos móviles.

Los transposones son fragmentos de DNA que pueden pasar de un cromosoma a otro sin una etapa de existencia independiente.

Cuando cambian de posición y abandonan el lugar en el que estaban, en ese sitio, se produce un deleción o pérdida de bases. Si el elemento transponible estaba insertado en el interior de un gen, puede que se recupere la función de dicho gen.

De igual forma, si el elemento genético móvil al cambiar de posición se inserta dentro de un gen se produce una adición de una gran cantidad de nucleótidos que tendrá como consecuencia la pérdida de la función de dicho gen.

Por consiguiente, los elementos genéticos transponibles producen mutaciones.El transposón modifica el ADN de sus inmediaciones, ya sea arrastrando un gen codificador de un cromosoma a otro, rompiéndolo por la mitad o haciendo que desaparezca del todo. En algunas especies, la mayor parte del ADN basura (hasta un 50% del total del genoma) corresponde a transposones.

A diferencia de los provirus, los transposones se integran en el ADN celular en lugares bien determinados. Su existencia fue propuesta por Barbara McClintock en el maíz, sin embargo, su existencia no se demostró hasta mucho más tarde en bacterias. Por ello fue laureada con el Premio Nobel en 1983.

CLASIFICACIÓN

Existe una amplia diversidad de elementos genéticos móviles y pueden ser clasificados en base a su contenido y su estrategia y mecanismo de transposición.

Según contenido

• Transposón simple, secuencia de inserción o elemento de inserción (IS): contienen una secuencia central con información para la transposasa, una enzima necesaria para la transposición, y en los extremos una secuencia repetida en orden inverso. Esta secuencia repetida en orden inverso no es necesariamente idéntica, aunque muy parecida. Cuando un transposón simple se integra en un determinado punto del ADN aparece una repetición directa de la secuencia diana (5-12 pb).

• Transposón compuesto (Tn): contienen un elemento de inserción (IS) en cada extremo en orden directo o inverso y una región central con la transposasa que además suele contener información de otro tipo. Por ejemplo, los factores de transferencia de resistencia (RTF), poseen información en la zona central para resistencia a antibióticos como el cloranfenicol, la kanamicina, la tetraciclina, dándole una ventaja selectiva a las bacterias que lo posean.

Según

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