Fundamentos de la Biología Molecular: Estructura y Síntesis de ADN y Proteínas

ADN (Ácido Desoxirribonucleico)

El ADN está compuesto por nucleótidos. Un nucleótido más otro nucleótido forman un polinucleótido.

Localización del ADN

• Eucariotas: Se encuentra en el núcleo.
• Procariotas: Forma el cromosoma bacteriano.

Composición del Nucleótido

Cada nucleótido está compuesto por tres elementos:

1. Ácido Fosfórico: Compuesto por fósforo y oxígeno.
2. Pentosa: Es un glúcido (monosacárido de cinco átomos de carbono) llamado desoxirribosa.
3. Base Nitrogenada: Compuesto de átomos de nitrógeno.

Bases Nitrogenadas del ADN

• Adenina (A) se aparea con Timina (T).
• Citosina (C) se aparea con Guanina (G).

Estructura y Enlaces

Los nucleótidos se unen mediante un enlace covalente, específicamente el enlace fosfodiéster. Este enlace se produce entre el grupo fosfato y la pentosa.

La estructura de doble hélice fue establecida en 1953 por Frances Crick y James Watson, con la aportación crucial de Maurice Wilkins y Rosalind Franklin.

ARN (Ácido Ribonucleico)

El ARN está formado por una sola cadena.

Características del ARN

• Localización (Eucariotas): Núcleo y citoplasma.
• Pentosa: Se llama ribosa.
• Bases Nitrogenadas: Adenina (A) con Uracilo (U), y Guanina (G) con Citosina (C).

Tipos de ARN

• ARN Ribosómico (ARNr): Forma parte de los ribosomas junto con las proteínas.
• ARN Mensajero (ARNm): Transporta la información del ADN nuclear a los ribosomas.
• ARN Transferente (ARNt): Es el más pequeño. Se une a los aminoácidos y los transporta a los ribosomas, donde se fabrican las proteínas.

Replicación del ADN

La replicación del ADN es el proceso de copia de la cadena de ADN que ocurre antes de la división celular. Es un proceso semiconservativo, resultando en dos moléculas idénticas de ADN (doble hélice de ADN que formarán las cromátidas hermanas).

Pasos de la Replicación

1. Rotura de los puentes de hidrógeno.
2. Las dos hebras se separan.
3. Cada hebra original actúa de molde para la síntesis de la hebra complementaria.
4. Unas enzimas van uniendo los nucleótidos uno a uno.
5. Las dos cadenas se separan para sintetizar una copia (formando la burbuja de replicación).
6. Salen dos moléculas idénticas de ADN.

Enzimas de Reparación

Las enzimas de reparación realizan una revisión para asegurar que todo esté correcto. Si hay nucleótidos incorrectamente colocados o apareados, los reemplazan por los correctos. Si la reparación falla, se produce una mutación.

Expresión Genética: Del ADN a las Proteínas

Cada fragmento de ADN es un gen. El gen contiene la información para la síntesis de una proteína y determina un carácter. Un cambio en el gen produce una alteración en la proteína.

Las Proteínas

Las proteínas son secuencias de moléculas más sencillas llamadas aminoácidos. Cada proteína se caracteriza por el orden de sus aminoácidos. La expresión de la información genética es un mensaje codificado.

El Proceso de Síntesis de Proteínas

La información genética se expresa mediante dos procesos principales:

H4 Transcripción

Es la formación de un ARNm. La secuencia de bases nitrogenadas del ARNm es complementaria a una de las hebras de la doble hélice de ADN (utilizando Uracilo en vez de Timina).

H4 Traducción

Es la formación de una proteína. La secuencia de aminoácidos de la proteína está determinada por la secuencia de bases nitrogenadas del ARNm.

• El ARNm se traduce al lenguaje de proteínas mediante un ARNt.
• El ARNt selecciona un aminoácido para cada codón (secuencia de tres bases) del ARNm.
• La secuencia del ARNm establece el orden de unión de los aminoácidos.
• Los aminoácidos son transportados por el ARNt y se van uniendo mediante enlaces peptídicos, formando la proteína, que luego desarrolla su función específica.