Aspectos Clave de la Biología Molecular: ADN y ARN

1. LBM

LBM específico (termoreciclador, electroforesis, documentador de geles) genérico. Estructura (prep reactivos, preparación muestras y extracción ADN, sala PCR, post-PCR). Contaminación muestras (cruzada, productos amplificados, reactivos y material). Técnica aséptica. Uso eficiente de recursos (equipamiento, reactivos, recursos humanos, técnicas, gestión medioambiental). LBCC específico (cabina de flujo laminar, incubador CO₂, microscopio invertido, equipo de criogenia). LC específico (análisis de imagen, microscopio de fluorescencia) común. Estructura (cultivos, laboratorio convencional, frío). Condiciones de trabajo. Seguridad: bioseguridad, seguridad química (inflamables, tóxicos, carcinógenos, mutágenos, teratógenos). Normas de seguridad. Manual de seguridad. Gestión de residuos (biosanitarios, químicos, citotóxicos, radiactivos). Derrames (neutralización, absorción, eliminación).

2. AN

Nucleótidos (estructura, nucleósido, nucleótido) propiedades fisicoquímicas. ADN: estructura (primaria, secundaria, terciaria). Otras organizaciones ADN (procariotas, mitocondrial en eucariotas, cloroplastos, ADN copia, virus). ARN: estructura (horquillas), tipos (mensajero, ribosómico, transferencia: horquillas y bucles, con función reguladora, heterogéneo nuclear: núcleo, maduración, citoplasma; pequeño nuclear: unen a proteínas; pequeño nucleolar: nucleolo ARNr). Replicación: características (iniciación y elongación, terminación). Transcripción (iniciación, elongación, terminación). Maduración (procariotas y eucariotas ARN_T, ARN_M). Traducción: ARNm, código genético, fase del proceso (iniciación, elongación, terminación). Enzimas nucleasas (endonucleasas de restricción), ADN polimerasa, retrotranscriptasa, desoxinucleotidil transferasa, ligasas y topoisomerasas.

Replicación

ADN: se activan las helicasas que rompen los puentes de hidrógeno entre las bases complementarias y separan las dos cadenas de ADN. Se forma una burbuja de replicación. Las SSBP se unen a las cadenas separadas e impiden que se vuelva a formar la doble hélice. Los girasas y topoisomerasa se activan y eliminan la tensión de la doble hélice. La primasa sintetiza los cebadores en dirección 5' a 3'. En la hebra conductora solo se requiere un cebador inicial. En la hebra retardada, se requieren varios cebadores que dan lugar a fragmentos de Okazaki. La primasa se separa de la cadena molde y entra la ADN polimerasa III, que inicia la elongación del cebador incorporando los desoxinucleótidos complementarios. La ADN polimerasa I se une a la cadena a nivel de los cebadores, los elimina (exonucleasa 5' a 3') y los sustituye por ADN (endonucleasa). La ligasa une los fragmentos de Okazaki, dando continuidad a la hebra. Cada hebra formada y la molde forman una doble hélice.

Transcripción

ARN: la ARN polimerasa se une a una zona de la molécula de ADN (promotor), lo que hace que las dos cadenas de ADN se separen y se pueda iniciar la síntesis de una cadena de ARN mediante la incorporación de nucleótidos. Adición secuencial de ribonucleótidos. De las dos cadenas del ADN, solo se transcribe la cadena molde. La ARN polimerasa se desplaza en dirección 3' a 5' (leyendo), seleccionando el ribonucleótido que tiene una base nitrogenada complementaria a la del ADN e incorporando a la cadena de ARN en crecimiento la secuencia 5' a 3'. La ARN polimerasa alcanza una secuencia de terminación. El ARN se separa del ADN y este recupera su doble hélice.

Maduración y Traducción

Traducción: unión de la subunidad menor, sitio P del ribosoma al ARNm en el codón AUG. Se forman los puentes de hidrógeno entre codón y anticodón (complejo de iniciación). Se incorpora la subunidad mayor. ARN-Met se sitúa en el sitio P. Incorporación al sitio A de la enzima peptidil-transferasa, que cataliza la formación del enlace entre el aminoácido del sitio P y A. El ribosoma se desplaza a lo largo del ARNm 5' a 3' (translocación). El primer ARN se separa y el ARNt con el dipéptido pasa al sitio P; en el sitio A entra otro aminoácido-ARNt. La ribosa alcanza en el ARNm el codón de terminación (UAA, UGA, UAG).