Fundamentos de Genética Molecular: Del ADN a la Expresión Génica
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Fundamentos de la Genética Molecular
La genética molecular estudia cómo se almacena, transmite y expresa la información genética. El ADN es la molécula portadora de dicha información y los genes son fragmentos de ADN que contienen las instrucciones para sintetizar proteínas.
Replicación del ADN
La herencia se basa en la replicación del ADN, un proceso semiconservativo que ocurre en la fase S del ciclo celular y asegura que las células hijas reciban la misma información genética. Este proceso requiere numerosas enzimas, como helicasas, primasas, ADN-polimerasas y ligasas. La síntesis es continua en la hebra líder y discontinua en la hebra retardada, formando fragmentos de Okazaki. En eucariotas, los extremos del ADN se protegen mediante telómeros, cuya longitud se mantiene gracias a la telomerasa.
El Dogma Central de la Biología Molecular
Según el dogma central, la información fluye del ADN al ARN mediante la transcripción, y del ARN a la proteína mediante la traducción, aunque existen excepciones como la retrotranscripción en retrovirus.
Transcripción y Maduración del ARN
La transcripción consiste en la síntesis de ARN a partir de ADN. En eucariotas, el ARN mensajero (ARNm) sufre un proceso de maduración que incluye:
- Adición del CAP.
- Adición de la cola poli-A.
- Splicing: eliminación de intrones y unión de exones.
Un mismo gen puede dar lugar a distintas proteínas mediante splicing alternativo.
Traducción y Síntesis de Proteínas
La traducción es la síntesis de proteínas en los ribosomas siguiendo el código genético, el cual es universal, degenerado y no ambiguo. En este proceso participan:
- ARNm (mensajero)
- ARNt (transferente)
- ARNr (ribosómico)
El proceso se divide en iniciación, elongación y terminación. Varios ribosomas pueden traducir simultáneamente un mismo ARNm formando polisomas.
Regulación de la Expresión Génica
La expresión génica está estrictamente regulada:
- En procariotas: Se controla mediante operones (como el operón lac).
- En eucariotas: La regulación es más compleja e incluye el control de la cromatina, la transcripción, la maduración del ARN y las modificaciones postraduccionales.