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

Mitosis

Características Generales

• De la palabra griega mitos.
• Varios pasos: PMAT.
• Produce 2 células idénticas.
• Misma cantidad de ADN → Diploide.
• En células somáticas → 2 copias de cada cromosoma.

Etapas

1. Profase:
   • Cromosomas duplicados se condensan.
   • Husos mitóticos aparecen de centrosomas.
   • Desaparece el núcleo.
   • Prometafase (profase tardía):
     • Aparición de quinetocoros.
     • Husos mitóticos se unen a quinetocoros.
     • Centrosomas se mueven a polos opuestos.
2. Metafase:
   • Cromosomas se alinean en el ecuador de la célula.
   • Cromátidas hermanas se unen a husos mitóticos.
   • Centrosomas en polos opuestos.
3. Anafase:
   • Cromátidas hermanas son separadas hacia polos opuestos.
4. Telofase y Citoquinesis.

Meiosis

Características Generales

• Forma 4 células haploides → Reduce el número de cromosomas a la mitad.
• Formación de gametos → Diferentes a célula parental.
• Una ronda de replicación y dos de división (PMAT x2).
• Mismos mecanismos que la mitosis.

Etapas

1. Profase I:
   • Condensación de cromosomas duplicados.
   • Cromosomas se alinean en pares homólogos.
   • Entrecruzamiento → Intercambio de información genética.
   • Rompimiento de envoltura nuclear.
   • Aparición de husos meióticos.
2. Metafase I:
   • Cromosomas homólogos se acomodan de forma independiente en el ecuador de la célula.
3. Anafase I, Telofase I y Citoquinesis.
4. Profase II, Metafase II, Anafase II, Telofase II y Citoquinesis.

Replicación del ADN

Características Generales

• El ADN se copia → Produce 2 copias idénticas.
• A prueba de errores.
• Semiconservativa: Cada hebra sirve de molde.
• Requiere Enzimas y proteínas.
• 3 etapas:
  1. Iniciación.
  2. Elongación.
  3. Terminación.

Etapas

Iniciación

• Reconocimiento del sitio del origen de la replicación (rico en AT).
• Helicasa: desenrolla el ADN y forma la horquilla de replicación.
• Proteínas de unión a cadenas sencillas (SSBP): recubren cadenas de ADN.
• Topoisomerasa: previene el superenrollamiento.
• ARN primasa: coloca el cebador (primer) para iniciar el proceso.

Elongación

• ADN polimerasa: Agrega nucleótidos en dirección 5’ → 3’.
• Cadena líder: Se sintetiza completa.
• Cadena rezagada: Se sintetiza en fragmentos de Okazaki (entre 100-1000 nucleótidos).
• Múltiples cebadores.

Terminación

• Cebadores son removidos por ADN polimerasa II.
• ADN polimerasa I cambia los nucleótidos correspondientes.
• Ligasa: Une los fragmentos de Okazaki.

ARN y Transcripción

Características del ARN

• Involucrado en la síntesis de proteínas.
• Hebra sencilla.
• Azúcar: Ribosa.
• Uracilo (reemplaza a Timina).
• 3 tipos: ARNm, ARNr y ARNt.

Dogma Central de la Biología Molecular

• La información genética fluye del ADN al ARN y de este a la proteína.

Transcripción

• Obtención de un ARNm a partir de una secuencia de ADN.
• Primer paso de la expresión génica.
• Etapas:
  1. Iniciación: ARN polimerasa se une al promotor (CAJA TATA en eucariotas).
  2. Elongación: ARN polimerasa agrega nucleótidos en dirección 5’-3’.
  3. Terminación: Transcritor es liberado (ARNm). Se agrega cola poli-A (100-200 adeninas) y cap 5’ (guanina modificada).

Empalme (Splicing)

• Eliminación de intrones (no codificantes).
• Exones: Regiones codificantes.

Traducción

Proceso en el cual la información del ARNm es leída y usada para construir una proteína. El ARNm se lee en grupos de 3 nucleótidos (triplete) llamados CODONES.

El ARNt unirá al codón de ARNm con su aminoácido correspondiente. En su estructura se encuentra el anticodón (específico a cada codón).

Etapas de la Traducción

• INICIACIÓN:
  Se forma el complejo de iniciación, se localiza el codón de inicio y se ensambla el ribosoma.
• ELONGACIÓN:
  El ARNt reconoce el codón y los aminoácidos son agregados a la cadena.
• TERMINACIÓN:
  Se reconoce el codón de paro y finaliza el proceso. Las Chaperonas pliegan la proteína en su estructura 3D.