PROCESOS DEL ADN

1.4.2 La replicación del ADN

La replicación permite que las células hijas resultantes de la mitosis celular reciban la misma información genética que la célula madre. Este proceso tiene lugar al final de la interfase y para que ocurra, la célula necesita las moléculas que forman los diferentes nucleótidos y las enzimas, que controlan y dirigen el proceso en todo momento.

El proceso de replicación del ADN es semiconservativo, lo que quiere decir que cada nueva hélice que se forma conserva la cadena original que sirvió de molde y una cadena nueva. Aunque el mecanismo de copia es muy eficaz, durante la replicación pueden ocurrir errores de lectura y colocación de bases, lo que origina copias imperfectas de la molécula de ADN. Por ello, en la célula existen enzimas de reparación que detectan los nucleótidos apareados incorrectamente, los retiran y reemplazan por los correctos. Esto minimiza la posibilidad de error en la copia.

1.4.2.1 Proceso de replicación del ADN

La doble hélice del ADN facilita su replicación ya que cada cadena o hebra sirve de molde para fabricar otra idéntica. La duplicación del ADN comienza siempre en sitios específicos de la molécula, denominados orígenes de duplicación y las dos cadenas se duplican al mismo tiempo en una región en forma de Y, conocida como horquilla de duplicación. El proceso ocurre de la siguiente forma:

1. La replicación comienza con la ruptura de los puentes de hidrógeno que unen las bases nitrogenadas complementarias de ambas cadenas, de manera que estas dejan de formar pares entre sí. En esta acción participan enzimas llamadas helicasas que ayudan a desenrollar la hélice y las girasas y topoisomerasas que disminuyen la tensión que se genera al desenrollarse, de esta forma, las dos hebras.

   
   

2. Cada cadena parental constituye el molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria y a partir de ello se inicia el proceso de adición de nucleótidos gracias a la acción de las enzimas ADN polimerasas, que van uniendo los nucleótidos complementarios para ir formando la cadena complementaria. Este proceso cuenta con un control de calidad exhaustivo que consiste en que la enzima ADN polimerasa corrobora que el nucleótido que se va a adicionar sea el correcto ya que cualquier error puede ocasionar alteraciones en el ADN.

   
   

3. Conforme se van formando las nuevas cadenas se establecen los puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas complementarias y las hebras se van enrollando. El resultado son dos moléculas de ADN, iguales entre sí y a la molécula original. En este punto, se han formado las dos nuevas moléculas de ADN.

   

   
   

1.4.3 La transcripción del ADN

Este proceso es importante para que la información contenida en la molécula del ADN sea transcrita a una molécula semejante a ella, pero de una sola hebra, llamada ARN mensajero, el cual se forma gracias a la acción de la enzima ARN polimerasa (ARNpol).

En los eucariotas, la transcripción tiene lugar en el núcleo. La doble hélice de ADN se abre y una de sus cadenas constituye el molde para producir una molécula de ARNm. Esta molécula de ARNm se sintetiza siguiendo las reglas de complementariedad de bases y, en este proceso, la base complementaria de la adenina (A) es el uracilo (U), en lugar de la timina (T).

1.4.3.1 Proceso de transcripción

La transcripción es el proceso mediante el cual se transfiere información genética contenida en la cadena de ADN para obtener una secuencia de una determinada proteína. El proceso se resume en los siguientes pasos:

1. Identificación de la secuencia de inicio del gen promotor y formación de ARNm a partir del ADN gracias a la acción de la enzima ARN.

   
   

2. Colocación de nucleótidos complementarios a la cadena de ADN molde, trabajo realizado por la enzima ARNpol. Este proceso ocurre siempre del extremo 5' al 3'.

   
   

3. Detención del proceso que ocurre cuando se encuentra una señal de pare o terminación del proceso de transcripción.

   
   

4. Finalización de la transcripción. El ARNm tiene los nucleótidos complementarios a la hebra de ADN de la cual fue sintetizado. La molécula de ARNm sintetizada debe sufrir un proceso de maduración antes de que sirva de molde para la traducción.

   

Fenómenos postranscripcionales

El ARNm que se ha sintetizado luego de la transcripción pasa por una serie de eventos que son llamados fenómenos postranscripcionales, por lo que en ese estado se conoce como un ARNm inmaduro o pre-ARNm. En las células eucariotas estos procesos de maduración son dos:

• La primera modificación se conoce con el nombre de corte y empalme (splicing por su nombre en inglés), en la cual se eliminan secuencias de nucleótidos del ARN que no codifican ningún mensaje (intrones) para dejar únicamente las secuencias que sí codifican (exones).

  
  

• La segunda modificación ocurre luego de hacer el corte y empalme, y tiene lugar en los extremos de la hebra de ARNm. Este proceso consiste en adicionar en el extremo 5' del ARN un "capuchón" o "cabeza" que consiste en una guanina metilada y en el extremo 3' adicionar una cola de varias adeninas, conocida como cola Poli A (poli adeninas).

  
  

Luego de estos dos procesos que ocurren en el núcleo, se tienen entonces un ARNm procesado y maduro que puede dirigirse al citoplasma para servir como molde y llevar a cabo el proceso de traducción.

1.4.4 La traducción: de ARN a proteína

El ARNm traslada la información desde el núcleo hasta el citoplasma donde los ribosomas "leen" la información en forma de tripletes. Cada uno de estos tripletes se llama codón y se traducen al lenguaje de las proteínas siguiendo un código en el que cada codón especifica un aminoácido concreto. En este proceso, además del ARNm intervienen el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosomal (ARNr). Cada ARNt tiene un triplete llamado anticodón que es complementario al codón del ARNm. La traducción comienza cuando el ribosoma detecta el ARN mensajero que ha llegado al citoplasma y empieza a "leer" sus tripletes. La traducción se realiza en tres etapas que son: iniciación, elongación y terminación.