Mecanismos Fundamentales de la Biología Molecular: Replicación, Expresión Génica y Retrovirus
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La Replicación del ADN: Principios y Características
Durante la replicación del ADN, cada hebra se separa y actúa como molde o patrón para la síntesis de una nueva cadena que posee una secuencia de bases complementaria. La complementariedad entre las bases (G-C, A-T) constituye la esencia de la replicación.
La replicación es semiconservadora, bidireccional y antiparalela.
Replicación Semiconservativa
La replicación del ADN se dice que es semiconservativa, pues en la doble hélice de cada célula hija se conserva una cadena original de la célula madre (el molde); la otra se sintetiza de nuevo.
Replicación en Procariotas (Bacterias)
La replicación del cromosoma bacteriano comienza cuando se forma una burbuja de replicación, en la cual cada hebra del ADN sirve de molde para que se sintetice una cadena complementaria.
La replicación en bacterias se divide en 3 partes:
- Apertura y desenrollamiento de la doble hélice.
- Síntesis de dos nuevas cadenas de ADN.
- Corrección de errores.
Replicación del ADN en Células Eucariotas
En el cromosoma eucariota, el ADN se encuentra asociado con los octámeros de las histonas, en forma de nucleosomas, por lo que, además de replicarse el ADN, deben replicarse también las histonas. En cada cromosoma eucariota se forman numerosas burbujas de replicación.
La Expresión de los Genes: Transcripción y Traducción
Un gen se expresa cuando se transcribe y se traduce. La expresión de los genes transcurre en dos etapas sucesivas:
- La transcripción de la información genética (síntesis de ARN).
- La traducción (síntesis de proteínas).
La Transcripción en Eucariotas
Este proceso consiste en la síntesis de una molécula de ARN. En los eucariotas, todos los tipos de ARN se sintetizan en el núcleo y luego se exportan al citoplasma, a través de los poros nucleares, para que participen en la traducción.
La Transcripción en Procariotas
Requiere un único tipo de ARN-polimerasa para la síntesis de todas las clases de ARN, presenta un promotor, pero el ADN procariota no necesita descompactar la cromatina, ni existe la complejidad de los factores de transcripción, ni secuencias potenciadoras ni inhibidoras. La molécula de ARNm recién transcrito no necesita un proceso de maduración, ya que los genes no poseen ni intrones ni exones.
Retrovirus y Retrotranscripción
Los retrovirus, entre los que se encuentra el virus del SIDA, se caracterizan porque su genoma está constituido por una o más cadenas de ARN sencillas que tienen la información necesaria para construir nuevos virus; además, tienen la particularidad de llevar una doble vida: unas veces con ARN y otras con ADN.
Ciclo Vital del Retrovirus
Fijación y Entrada
El retrovirus se une a determinados receptores de la membrana y penetra en la célula. Una vez en el interior, se despoja de su cápside proteica y quedan libres las dos hebras de ARN y las enzimas retrotranscriptasas que transportan.
Retrotranscripción
Cada enzima retrotranscriptasa utiliza una cadena de ARN como molde para sintetizar una cadena de ADN copia que forma un híbrido con la hebra de ARN. La enzima retrotranscriptasa tiene, además, otras dos funciones: degrada la hebra de ARN y sintetiza otra cadena de ADN complementaria al ADNc.