Genética Molecular: Estructura del ADN, ARN, Genoma y Ciclo Celular

Conceptos fundamentales de genética molecular

Gen.- Es un segmento de ADN que contiene la información necesaria para la síntesis de una proteína o de ARN, y codifica la secuencia primaria de un producto final.

Secuencias reguladoras.- Actúan como señales que permiten identificar el principio y el final de los genes (inicio de replicación, transcripción o recombinación).

Material genético

Material genético.- Constituye el genoma. Todas las células del organismo multicelular poseen el mismo material genético.

• Células eucariotas: el material se organiza en unidades llamadas cromosomas. En plantas y animales diploides existe un juego completo de cromosomas en pares; el número de cromosomas del conjunto genómico básico se denomina n (haploide) y el conjunto completo 2n (diploide).
• Procariotas: ADN circular.
• Virus: pueden contener ADN monocatenario, ADN bicatenario, ARN monocatenario (de polaridad positiva o negativa) o ARN bicatenario. Los virus eucariotas pueden tener ADN lineal.

Genoma.- Se compone del conjunto de cromosomas con un número y tamaño característicos.

Valor C.- Cantidad de ADN presente en el genoma de un organismo.

ADN en eucariotas y procariotas

ADN eucariota: la porción no traducida se denomina secuencias intercaladas o introns, y las secuencias codificantes se denominan exones.

ADN bacteriano: no está unido a proteínas histonas. El cromosoma bacteriano, superenrollado negativamente y plegado en una extensa serie de bucles, se encuentra en una zona definida del citoplasma denominada nucleoide.

Operón.- Genes adyacentes en el genoma de procariotas que se expresan como una unidad y que están fundamentalmente relacionados (por ejemplo, lactosa y triptófano).

Plásmidos

Plásmidos.- Son pequeñas moléculas de ADN circular que portan genes necesarios tanto para su propia replicación como para otras funciones.

• E. coli - Factor F: proceso de conjugación.
• Factor R: portan genes que confieren a las bacterias resistencia a fármacos.
• Factor Col: permite secretar colicinas (compuestos que matan a las bacterias que carecen de factor Col).

Otras partículas biológicas

Viroides.- Pequeñas moléculas circulares de ARN de cadena sencilla no codificante, que presentan apareamientos intracatenarios para estabilizarse.

Priones.- Partículas infecciosas de naturaleza proteica, con un largo período de incubación. Son el único componente de la proteína priónica (PrP).

Secuencias de ADN

ADN (procariotas) - Secuencias de ADN únicas.- Compuestas por grupos de nucleótidos que solo se repiten una vez.

ADN moderadamente repetitivo.- Repetidas en tándem, aparecen una a continuación de la otra y se agrupan en pocos sitios de los cromosomas; o repetidas y dispersas, distribuidas en todo el genoma.

ADN altamente repetitivo.- Agrupado en regiones específicas del cromosoma (ADN satélite).

siRNA y miRNA.- Participan en el mecanismo de interferencia por ARN, proceso que silencia la expresión de ciertos genes, tanto en células como en virus.

Elementos transponibles.- Son secuencias de ADN móviles que con frecuencia producen mutaciones.

Replicaciones directamente flanqueantes.-

5’-ACAGTTCAG…CTGAACTGT-3’
3’-TGTCAAGTC…GACTTGACA-5’

ADN mitocondrial.- Se encuentra en la matriz mitocondrial. Cada mitocondria contiene múltiples moléculas de ADNmt, se replica durante la interfase y presenta herencia citoplasmática.

Cromosomas, cromatina e histonas

Cromosomas.- Molécula de ácido nucleico que actúa como depositaria de la información genética de las células.

Cromatina.- Compuesta por complejos de ADN y proteínas; es el material que forma los cromosomas en los organismos eucariotas.

Histonas.- Proteínas pequeñas de aminoácidos cargados positivamente.

Ciclo celular

Ciclo celular.- Incluye las actividades celulares de crecimiento y división.

• Fase G₁.- Intensa actividad metabólica y bioquímica (crece la célula).
• Fase S.- Duplicación del ADN.
• Fase G₂.- Últimos preparativos de la división celular.
• Fase M (mitosis).- La envoltura nuclear se rompe y los cromosomas se mueven hacia los polos.

Nucléolo.- Región del núcleo interfásico donde se sintetizan los ribosomas.