Fundamentos de la Genética Molecular: ADN, Dogma Central y Mecanismos de Replicación
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¿Qué es el Material Genético?
El ADN es un polímero sin ramificaciones, compuesto por cuatro tipos de subunidades o nucleótidos.
Los nucleótidos, con sus bases (Timina [T], Adenina [A], Guanina [G], Citosina [C]), están unidos por enlaces covalentes fosfodiéster 3´-5´.
Estructura del ADN
La cadena de ADN presenta un patrón helicoidal. Está formada por dos cadenas orientadas de forma antiparalela, cuyas bases nitrogenadas se orientan hacia el interior de la molécula, siguiendo el principio de complementariedad: Adenina (A) se une con Timina (T), y Citosina (C) se une con Guanina (G).
¿Qué es el Dogma Central de la Biología Molecular?
El Dogma Central fue propuesto por Francis Crick en 1956. Este concepto describe el flujo de la información genética, que generalmente sigue la secuencia:
- Duplicación (Replicación del ADN)
- Transcripción (ADN a ARN)
- Traducción (ARN a Proteína)
Excepción: Los Retrovirus
Nota: Los retrovirus son excepciones a esta duplicación.
Los retrovirus (como el VIH) usan el ARN como material genético.
http://www.youtube.com/watch?v=Ro51OsR1jo8&feature=related
Los retrovirus introducen su material genético en la célula huésped. Después, poseen una enzima llamada transcriptasa inversa o reversa, para que su material genético sea convertido de ARN a ADN. El ADN se integra a la cadena del huésped y genera las proteínas y el ARN necesarios para producir nuevos viriones.
La Replicación del ADN
La duplicación del ADN es un proceso mediante el cual el ADN es copiado. Ocurre en la fase S del ciclo celular.
Debe tener una gran fidelidad; de no ser así, puede provocar mutaciones.
En la replicación del ADN actúan diferentes enzimas que hacen posible este proceso. A continuación, se incluye un recurso explicativo:
http://www.youtube.com/watch?v=-EGKrYdQEHQ (No prestar atención al audio, solo a la explicación).
Explicación Detallada del Proceso de Replicación
El proceso de replicación se lleva a cabo mediante la acción coordinada de varias enzimas:
- Topoisomerasa: Es una enzima que elimina la tensión torsional entre las hebras.
- Helicasa: La doble hélice de ADN se abre (los puentes de hidrógeno se rompen). La helicasa es la enzima que rompe los puentes de hidrógeno que unen las cadenas.
- Enzimas Estabilizadoras (SSB): Estas proteínas se unen a las cadenas separadas para evitar que se vuelvan a unir.
- ARN Primasa: Empieza a colocar los cebadores (o primers), que son puntos de inicio para la ADN Polimerasa III.
- ADN Polimerasa III: Empieza a sintetizar la nueva cadena de 5´ a 3´. En la hebra rezagada, pega por segmentos.
- Fragmentos de Okazaki: Son los segmentos de ADN que están divididos por los cebadores en la hebra rezagada.
- ADN Polimerasa I: Actúa eliminando el cebador y colocando nucleótidos de ADN en su lugar.
- ADN Ligasa: Actúa como última enzima, uniendo los fragmentos de ADN para formar una cadena continua.