DUPLICACIÓN DEL ADN Y SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Las proteínas se sintetizan en los ribosomas a partir del ADN y consta de tres pasos. 

11)    DUPLICACIÓN DEL ADN

El proceso de replicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica). De esta manera de una molécula de ADN única, se obtienen dos o más "réplicas" de la primera.

La replicación del ADN es una propiedad esencial del material genético. Es la única molécula capaz de hacer copias idénticas de ella misma y ocurre una vez en cada ciclo celular durante la fase S previa a la mitosis o meiosis, mientras que la transcripción y traducción ocurren repetidamente durante toda la interfase.

La duplicación del ADN es un proceso notablemente rápido, a razón de 50 nucleótidos por segundo. Este proceso comienza cuando unas enzimas conocidas como helicasas rompen uniones entre las bases nitrogenadas de las dos cadenas de nucleótidos que conforman la molécula de ADN, de esta manera se abre la doble hélice.

Una vez que las dos cadenas se separan, proteínas adicionales, conocidas como proteínas de unión a cadena simple, se unen a las cadenas individuales, manteniéndolas separadas y evitando que se retuerzan. Esto posibilita el siguiente paso, la síntesis real de las nuevas cadenas, catalizadas por enzimas conocidas como ADN polimerasas. Además es necesaria otra enzima, la ARN polimerasa. Una vez que se han sintetizados las cadenas nuevas, actúa otro grupo de enzimas, las ADN ligasas que une las cadenas.

Watson y Crick propusieron la hipótesis semi conservativa (posteriormente demostrada por Meselson Y Stahl en 1957) la cual se trata de que las nuevas moléculas de ADN formadas a partir de otra antigua, tengan una hebra antigua y otra nueva.

En la actualidad es posible observar, mediante el microscopio electrónico, las horquillas de replicación previstas por el modelo semiconservativo elaborado por Watson y Crick, es decir, los puntos en que la doble hélice se abre para que se produzca la síntesis; se constata que la duplicación de la molécula de ADN se produce simultáneamente en las dos direcciones opuestas con dos horquillas de replicación.

Duplicación del ADN en procariotas y eucariotas.

Mecanismo de Duplicación del ADN en Procariotas.

El ADN es cerrado y circular y ocurre en tres partes:

1)    La primera se llama desenrrollamiento y apertura de la doble hélice en el punto ori-c.

En la cual intervienen un grupo de enzimas y proteínas, cuyo conjunto se   denomina replisoma.

-Intervienen las helicasas que facilitan en el desenrrollamiento.

-Actúan las girasas y topoisomerasas, estas eliminan la tensión generada por la torsión en el desenrrollamiento.

-Actúan las proteínas SSBP que se unen a las hebras molde para que no vuelva a enrollarse.

           2) La segunda es llamada Síntesis de Dos Nuevas Hebras de ADN.

   -Actúan las ADN polimerasas para sintetizar las nuevas hebras en sentido 5´- 3´ porque normalmente en la lectura correcta seria 3´- 5´.

-Intervienen también las ADN polimerasa pero solo I y lll, son las encargadas de la replicación y corrección de errores, de todo este trabajo realizado la que tiene mayor parte es la lll.

-Actúa la ADN polimerasa ll, su función es corregir los daños causados por los diferentes agentes físicos.

ADN polimerasa lll no puede iniciar la síntesis por si misma porque para esto necesita un cebador (ARN) que es un sintetizador por una ARN polimerasa (primasa), luego este cebador es eliminado.

3)  La tercera etapa es la corrección de errores.

La enzima principal actúa como comadrona, es el ADN polimerasa lll, corrige todos los errores cometidos en la replicación o duplicación del ADN o material genético; también intervienen otras enzimas como:

-Endonucleasas è Estas cortan el segmento erróneo.

-ADN Polimerasas è La cual rellena correctamente el corte que se produjo anteriormente.

                 -ADN Ligasas è finalmente unen los extremos corregidos.

Duplicación del ADN en Eucariotas.

Esta duplicación es similar a la de las procariotas porque es semiconservativa y bidireccional.

Existe una hebra conductora y una retardada con fragmentos de Okazaki cada una, se comienza en las burbujas de la replicación (puede haber unas 100 a la vez).

Intervienen enzimas similares a las que actúan en las células procariotas y otros enzimas que han de duplicar las histonas que forman parte de los nucleosomas.

Los nucleosomas viejos permanecen nada más en la hebra conductora.

2)    TRANSCRIPCIÓN

Las instrucciones para fabricar una proteína están en la molécula de ADN, pero esta no la puede fabricar, para ello es necesario el ARN. El ARN se sintetiza a partir de la molécula de ADN mediante el proceso conocido como transcripción.

La transcripción comienza cuando la  enzima ARN polimerasa, toma contacto con el ADN y lo abre y, a medida que la enzima se mueve a lo largo de la molécula de ADN, se separan las dos cadenas de la molécula. Los nucleótidos que constituyen los bloques estructurales, se ensamblan en el ARN, siendo esta última cadena complementaria a la del ADN que tomo como molde.

La molécula de ARNm formada abandona el núcleo y se dirige hacia los ribosomas que se hallan en el citoplasma o adheridos en el retículo endoplasmático rugoso.

3)    TRADUCCIÓN

El ARN mensajero es el que lleva la información para la síntesis de proteínas, es decir, determina el orden en que se unirán los aminoácidos.

Esta información está codificada en forma de tripletes, cada tres bases constituyen un codón que determina un aminoácido. Las reglas de correspondencia entre codones y aminoácidos constituyen el código genético.

Primero está la iniciación. Esta comienza cuando la molécula de ARNm se une a la subunidad ribosómica más pequeña. La primera molécula de ARNt, que lleva el aminoácido se acopla con el codón iniciador AUG de la molécula de ARNm. Luego se acopla la subunidad ribosómica más grande. Un segundo ARNt, con su aminoácido unido, se coloca en el sitio A y su anticodón se acopla con el ARNm. Se forma un enlace peptídico entre los dos aminoácidos reunidos en el ribosoma. Al mismo tiempo, se rompe el enlace entre el primer aminoácido y su ARNt.

El ribosoma se mueve a lo largo de la cadena de ARNm en una dirección 5' a 3', y el segundo ARNt, con el dipéptido unido, se mueve desde el sitio A al sitio P, a medida que el primer ARNt se desprende del ribosoma.

Elongación è Un tercer ARNt se coloca en el sitio A y se forma otro enlace peptídico. La cadena peptídica naciente siempre está unida al ARNt que se está moviendo del sitio A al sitio P y el ARNt entrante que lleva el siguiente aminoácido siempre ocupa el sitio A. Este paso se repite una y otra vez hasta que se completa el polipéptido.

Terminación è Cuando el ribosoma alcanza un codón de terminación, el polipéptido se escinde del último ARNt y el ARNt se desprende del sitio P. El sitio A es ocupado por un factor de liberación que produce la disociación de las dos subunidades del ribosoma.