Procesos Fundamentales de la Biología Molecular: Replicación, Transcripción y Traducción

Procesos Fundamentales de la Biología Molecular

Replicación del ADN

La replicación es un proceso semiconservativo. Esto significa que cada célula hija conserva una cadena de la célula madre, y la otra se sintetiza de nuevo. Tras la primera replicación, obtenemos dos copias; tras la segunda, cuatro; y en la tercera, ocho.

El objetivo de la replicación es obtener una copia complementaria del ADN para poder ser transmitido a nuevos individuos. Es importante diferenciarla de la duplicación, que implicaría crear una copia idéntica.

El proceso de replicación consiste en la copia exacta y fiel de una molécula de ADN. Este proceso es similar tanto en procariotas como en eucariotas.

Mecanismo de la Replicación

• El ADN parental rompe sus puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas.
• Cada hebra actúa como molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria.
• La complementariedad de bases (A con T, y G con C) es la esencia de la replicación.

La ADN polimerasa III es la enzima encargada de este proceso. Sin embargo, solo puede sintetizar en la dirección 5' a 3'. Esto presenta un desafío para las dos hebras del ADN:

• Hebra conductora (leading strand): Se forma de manera continua, ya que se sintetiza a partir de la hebra molde orientada en sentido 3' a 5'.
• Hebra retardada (lagging strand): Se forma de manera discontinua en pequeños fragmentos llamados fragmentos de Okazaki. Esto ocurre porque la ADN polimerasa III debe leer la hebra molde orientada en sentido 5' a 3', lo que requiere que la hebra se abra progresivamente. Estos fragmentos son posteriormente unidos.

Transcripción: Del ADN al ARN

La transcripción es la primera fase de la expresión génica. En ella, se transfiere la información genética del ADN al lenguaje del ARN, mediante la síntesis de una molécula de ARN.

Ubicación y Participantes

• En eucariotas, la transcripción ocurre principalmente en el núcleo, aunque también hay transcripción en mitocondrias y cloroplastos.
• En procariotas, ocurre en el citoplasma.
• Los elementos que participan incluyen: la cadena de monómeros de ribonucleótidos y la enzima ARN polimerasa II.
• Existen también otros componentes como factores basales que ayudan a la ARN Polimerasa II a unirse al sitio de iniciación del gen.

Hay tres tipos de secuencias en el ADN molde que intervienen en el proceso: promotora, potenciadora y silenciadora.

Traducción: Del ARN a las Proteínas

La traducción es el proceso de síntesis de proteínas en los ribosomas, utilizando la información transportada por el ARN mensajero (ARNm).

En las células procariotas, la traducción ocurre en el citoplasma, mientras que en las eucariotas, también puede ocurrir en el núcleo (aunque la síntesis principal es en el citoplasma).

Flujo de Información Genética

Para transmitir los mensajes genéticos dentro de una misma célula, la información fluye en una dirección específica:

ADN $\xrightarrow{\text{Transcripción}}$ ARN $\xrightarrow{\text{Traducción}}$ Proteínas

Diferencias Moleculares entre ADN y ARN

ADN (Ácido Desoxirribonucleico)

• Azúcar: Desoxirribosa.
• Ubicación: Principalmente en el núcleo.
• Bases Nitrogenadas: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C), Timina (T).
• Estructura: Doble hélice.

ARN (Ácido Ribonucleico)

• Azúcar: Ribosa.
• Ubicación: Diversos compartimentos celulares, incluyendo ribosomas.
• Bases Nitrogenadas: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C), Uracilo (U).
• Estructura: Generalmente una sola cadena de monómeros.