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UNIDAD 6Núcleo. Estructura de cromosomas. ADN

http://www.alipso.com/monografias/nucleo_celular/

El componente más notorio y evidente cuando se observa la célula al microscopio es el núcleo. Es el centro de control celular y encierra la información genética que le otorga a cada célula las características morfológicas, fisiológicas y bioquímicas que le son propias. Es imprescindible para la vida de la célula.

  Características del núcleo interfásicoEn los períodos no divisionales el núcleo no presenta en general cromosomas visibles y por eso se lo denomina núcleo interfásico.En todas las células se encuentra un núcleo con características morfológicas similares y constituido por una membrana nuclear, jugo nuclear, cromatinao cromosomas y nucléolo.Nucleoide: no existe núcleo como una estructura definida, el material nuclear se halla disperso en gránulos por el citoplasma no existe carioteca que limite y encierre lo componentes nucleares)La forma del núcleo puede ser regular o irregularRegular: esférica, ovoide, cúbica, etc. Coincidiendo con la forma de la célula. Es  decir que la forma del núcleo coincide generalmente con la de la célula.Irregular: como en los glóbulos blancos polimorfonucleares, su morfología polilobulada y en forma de herradura es la que le da aspecto irregular al núcleo.Su tamaño es variable pero en general guarda relación con la célula. Podemos referirnos a él en términos absolutos en cuyo caso daremos una medida en micrones. O hacerlo en forma relativa y referirlo a la relación núcleo citoplasma.La posición del núcleo varía según el  tipo de célula considerada y según la materia  acumulada en la célula.Cada célula tiene el núcleo en una posición característica; en  casi todas las células animales es céntrico, en algunas como las adiposas y las de las fibras musculares estriadas esqueléticas es excéntrico, en las epiteliales se ubica en la zona basal. 

 

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ESQUEMA DE NUCLEO INTERFASICO 

 Envoltura nuclear membrana nuclear o cariote Envoltura nucler: Su importancia radica en que   el proceso de transcripción de ARN, a partir de ADN está físicamente separado  tanto en el tiempo como en el espacio del sitio de la síntesis proteica, traducción. En las procariotas existe poca posibilidad de alterar el ARN que se ha transcripto antes de que sea traducido a proteína, en cambio en las eucariotas los ARN que se han transcripto pueden ser extensamente alterados (revisados, madurados) en el núcleo antes de su traducción a proteína en el citoplasma. Esto se denomina procesamiento de ARN.   Al microscopio electrónico se presenta como una doble membrana (dos membranas de 90 A y un espacio intermedio de 140 A). Podemos observar que la cromatina tiende a adherirse a   su cara interna; mientras que  a su cara externa se adhieren los ribosomas. La composición química es de tipo lipoproteica.Posee múltiples poros cuyo diámetro oscila en los 80nm.Poro: estructura supramolecular que parece estar organizada y mantenida en su  lugar mediante la lamina nuclear una red proteica que tapiza la parte interior de la membrana nuclear interna y ayuda a configurar el núcleo y a organizar a los cromosomas.

El número y tamaño de los poros varía con el tipo de célula. Se cree que en los mamíferos estos ocupan el 10% con relación a la superficie total, se encuentran rodeados por estructuras circulares llamadas anillos que en conjunto forman el complejo del poro. Por dichos poros pueden pasar macromoléculas y las unidades ribosomales pero el intercambio es selectivo, su función es impedir la entrada de los ribosomas activos en el núcleo. Lógicamente la función de estos es mantener una estrecha comunicación  entre ambas partes de la célula, el canal central por el que se produce esta mide 10 a 15 nm. Por ejemplo: hay proteínas como la ARN polimerasa, ADN polimerasa e histonas que se sintetizan en el citoplasma y luego deben ser

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transportadas al núcleo las células tienen la capacidad de ubicar las proteínas específicas en los compartimentos celulares adecuados.

Existe una interesante comunicación entre la membrana nuclear y el retículo endoplásmico, (la membrana nuclear externa forma un todo continuo con la membrana del retículo) también sabemos que en la profase de la mitosis al desaparecer la membrana esta pasa a  formar parte del retículo para en la telofase volverse a formar en cada célula hija a expensas de  aquel.

Jugo nuclear, cariolinfa, carioplasmaEl jugo nuclear está en amplia comunicación con el jugo citoplasmático merced a los poros de la membrana.Al igual que en el citoplasma, por la cariolinfa circulan iones diversos, moléculas pequeñas, macromoléculas, etc. Nucleolo: Es la fabrica celular donde se producen los ribosomas. Para poder construir   sus 10 millones de ribosomas, una célula en crecimiento debe sintetizar en cada generación celular 10 millones de copias de cada tipo de molécula de ARNr y esto solo  puede lograrse gracias a que la célula tiene varias copias de los genes que codifican los ARNr ( genes de ARNr). Las células humanas contienen unas 200 copias de ARNr distribuidas en pequeños grupos en cinco cromosomas diferentes. Los nucléolos se dispersan durante la mitosis y se reconstruyen en localizaciones específicas que se denominan  organizadores nucleolares, estas zonas se reconocen por presentarse como una  constricción secundaria del cromosoma donde se ubican bucles de ADN.El ARNr recién sintetizado es empaquetado inmediatamente con proteínas ribosómicas conformando las subunidades mayor y menor para ser luego exportadas por separado al citoplasma en tiempos también distintos.A diferencia de los orgánulos celulares el nucléolo carece de membranas, su tamaño varía en diferentes células y puede variar dentro de una misma célula. Cromatina: El ADN es el principal componente genético de la célula y el que lleva la información codificada de una célula a otra y de un organismo a otro. En las células eucariotas el ADN no se encuentra suelto sino unido a proteínas específicas llamadas histonas con las que forma una compleja estructura denominada cromatina (también se encuentran otros tipos de proteínas cromosómicas no específicas y pequeñas cantidades de ARN). Las histonas son cinco proteínas diferentes básicas, de carga positiva, esta  propiedad hace que se unan fuertemente al ADN que es ácido, de carga negativa.La cromatina se presenta como una fibra de 10 nm como primer grado de organización (aunque no es muy probable que podamos observarla en este  estado, no en forma natural al menos).El plegado de ADN es importante en las células eucarióticas por dos motivos: en primer lugar es esencial para disponer las grandes moléculas de ADN en forma ordenada dentro del núcleo celular. En segundo lugar la manera en que se pliega una región del genoma de una célula en particular determina la actividad de los genes de esta región y es aquí donde las histonas cumplen un papel primordial.Las histonas pueden ser agrupadas en dos:1.    Histonas nucleosómicas H2A, H2B, H3, H4 que son las responsables del plegado del ADN en los nucleosomas.2.    Histonas H1 responsables del plegado de los nucleosomas en la fibra cromatínica de 30 nm.

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Si se estirara la doble hélice de ADN de cada cromosoma  humano este mediría aproximadamente 5 cm. Las histonas son las responsables de empaquetar estalarga  molécula de ADN dentro de un núcleo de unos pocos micrones de diámetro. Existen diversos grados de empaquetamiento y la  unidad fundamental es el nucleosoma. Él confiere a la cromatina su aspecto de cuentas ensartadas, cada cuenta nucleosómica posee un conjunto de 8 moléculas de histonas, 2 copias de cada una de las cuatro histonas nucleosómicas. Estas moléculas forman un núcleo proteico alrededor del cual se enrolla el fragmento de ADN de doble hebra.Cada cuenta esta separada de la siguiente por una región de ADN espaciador que junto con la cuenta nucleosómica constituye un nucleosoma completo.El sistema de cuentas debe condensarse aún más para esto los nucleosomas se empaquetan entre sí, esta forma básica de   empaquetamiento recibe el nombre de fibra cromatínica de 30 nm. De este empaquetamiento es responsable la histona 1.El empaquetamiento continúa aún más, cuando se observa la estructura de ciertos cromosomas esto aparecen organizados en una serie de dominios estructurales en forma de bucle la hipótesis que se sostiene en este sentido es que las zonas de bucles de cromatina se establecen y mantienen por acción de ciertas proteínas.

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La cromatina durante el ciclo celular presenta distintos aspectos   que ilustramos mediante un esquema del ciclo de condensación – descondensación de los cromosomas. En G 1 los cromosomas están dispersos; en S se produce la duplicación que se completa en G 2. En la metafase, M, y en la anafase, A, la condensación es máxima y se ven los dos centrómeros (flechas). 

 

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Cromosomas: Durante la división celular la cromatina se compacta haciéndose visible al microscopio y recibiendo el nombre de cromosomas. Estos pueden clasificarse según su forma que depende de la ubicación del centrómero en:Telocéntrico: un solo brazo centrómero en uno de sus extremos.Metacéntrico: los brazos son iguales centrómero en el centro.Submetacéntrico: centrómero en medio de dos brazos desiguales. Acrocéntrico: brazos desiguales, poseen constricción primaria, secundaria y satélite

En los cromosomas condensados es posible distinguir  varios elementos:CROMATIDA : en la metafase cada cromosoma esta formado por dos componentes simétricos cada uno de los cuales contiene una molécula de ADN.CENTOMERO O CINETOCORO : es la región del cromosoma donde convergen las fibras del huso mitótico, se encuentra en una parte más delgada del cromosoma la constricción primaria.TELOMERO : extremo del cromosoma se cree que su función es evitar que se "peguen" o fusionen con otros fragmentos. Zona que no posee información genética.CONSTRICCIÓN SECUNDARIA : son constantes en su posición y tamaño, resultan útiles para identificar un cromosoma en particular.Los organizadores nucleolares son ciertas construcciones secundarias en las que los genes codifican a los ARNr.En el hombre los organizadores nucleolares se hallan en los cromosomas 13, 14, 15,  21 y 22 todos ellos son acrocéntricos y tienen un pequeño cuerpo redondeado (satélite) separado del resto del cromosoma por la constricción secundaria. Cariotipo: Conjunto de características que permiten reconocer la dotación cromosómica de una célula. Es propio de cada especie y se identifica por el número de cromosomas y por el tamaño y forma de éstos. Para su reconocimiento son importantes ciertas características, como la posición del centrómero y lapresencia de satélites, entre otras.Los pares de cromosomas iguales, denominados homólogos, se ordenan por tamaños decrecientes. Si tienen el mismo tamaño se atiende a la posición del centrómero. Así, los 23

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pares de cromosomas en el cariotipo humano se han reunido en siete grupos. Para que la identificación sea más ajustada se realizan técnicas de tinción diferencial que delimitan regiones específicas en cada par de cromosomas. Esta técnica se llama bandeado cromosómico.No existe relación entre el cariotipo de una especie y su complejidad anatómica y fisiológica.El interés en la cariotipificación recibió  gran ímpetu tras descubrirse que la presencia de un cromosoma extra podría asociarse a un importante problema patológico, el síndrome de Down.

Los cromosomas que aparecen en el cariotipo humano son característicamente cromosomas metafásicos, cada uno consistente en dos cromátidas hermanas unidas por el centrómero. Para preparar un cariotipo a los glóbulos blancos sanguíneos en vías de dividirse se    los detiene en metafase agregando colchicina, que impide los pasos posteriores de la mitosis. Luego de tratarlos y teñirlos, los cromosomas se fotografían, se amplían, se recortan y se ordenan de acuerdo con su tamaño

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El número diploide normal de cromosomas del ser humano es de 46 y consiste en 22 pares de autosomas y os dos cromosomas sexuales. Los autosomas se agrupan por tamaños (A, B, C, etc.) y después se aparean los homólogos probables. La  mujer normal tiene dos cromosomas X y el hombre normal, tiene un cariotipo similar al visto en la figura anterior, con un cromosoma X y otro Y.

Genotipo: Una de las distinciones más importantes que ayudaron al  desarrollo de los estudios sobre la herencia en general, y a los principios mendelianos en particular, fue la separación entre genotipo y fenotipo que estableció el botánico danés Wilhelm Johannsen en 1911. El genotipo se refiere a los genes que el organismo tiene y es capaz de transmitir a la siguiente generación. El fenotipo se refiere a la apariencia (en términos de caracteres) que muestra un organismo.Algunas veces, aunque no siempre, los fenotipos reflejan el genotipo, como en el caso de genes recesivos duplicados; pero si un organismo posee un  gendominante y uno recesivo, el fenotipo corresponderá a aquel cuya característica sea dominante, enmascarando la presencia del gen recesivo. La importancia de esta distinción subyace en su insistencia sobre el hecho de que la única forma de determinar el genotipo es a través de experimentos de reproducción, no simplemente mediante el examen del fenotipo de un organismo.Podemos definir entonces al genotipo como la constitución genética de una célula individual u organismo en relación con un solo rasgo o un conjunto de rasgos; también puede considerarse como la suma total de los genes presentes en un individuo.

Genoma: Todos los seres vivos poseen un genoma, el cual constituye el conjunto de instrucciones necesarias para la formación del organismo. El genoma está compuesto siempre por ácido nucleico, normalmente ADN (ácido desoxirribonucleico) y en el caso de algunos virus, por ARN (ácido ribonucleico). El genoma consta de un número determinado de genes, cada uno de los cuales es un segmento de ácido nucleico y codifica una proteína específica. Los ácidos nucleicos son polímeros lineales de unidades elementales llamadas nucleótidos, que abreviadamente se representan por las  letras A, T, C, G en el caso del ADN y A, U, C y G en el ARN. Pueden aparecer en cualquier orden dentro de la cadena. Las proteínas también son polímeros lineales cuyas unidades elementales son los veinte

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aminoácidos proteicos. La interrelación entre la secuencia nucleotídica de un gen y la secuencia de aminoácidos de la proteína correspondiente, es lo que se conoce como el código genético. Cada aminoácido está codificado por  tresnucleótidos (1 triplete) y como hay 20 aminoácidos para 64 tripletes (4×4×4), muchos aminoácidos se corresponden con más de 1 triplete.La estructura molecular del ADN es una doble hélice, formada por 2 hebras complementarias de ácido nucleico. Una hebra contiene la secuencia de un gen y la otra la secuencia complementaria. Esto es posible gracias al apareamiento de los cuatro nucleótidos (A con T y C con G). La replicación o duplicación del genoma transcurre de la siguiente manera: se separa la doble hélice y se van sintetizando 2  nuevas hebras complementarias a partir de las hebras molde originarias, el proceso rinde 2 moléculas idénticas de ADN en doble hélice.La mayoría de las características físicas humanas están influidas por múltiples variables genéticas, así como por el medio. Algunas, como la talla, poseen un fuerte componente genético, mientras que otras, como el peso, tienen un componente  ambiental muy importante. Sin embargo, parece que otros caracteres, como los grupos sanguíneos y los antígenos implicados en el rechazo de trasplantes, están totalmente determinados por componentes genéticos. No se conoce ninguna situación debida al medio que varíe estas características. Desde hace poco tiempo, los antígenos de trasplante se estudian en profundidad debido a su interés médico. Los más importantes son los que se deben a ungrupo de genes ligados que se denominan complejo HLA. Este grupo de genes no sólo determina si el trasplante de órganos será aceptado o rechazado, sino que también está implicado en la resistencia que opone el organismo a variasenfermedades  (entre las que se incluyen alergias, diabetes y artritis).La susceptibilidad a padecer ciertas enfermedades tiene un componente genético muy importante. Este grupo incluye la esquizofrenia, la tuberculosis, la malaria, varias formas de cáncer, la migraña, las cefaleas y la hipertensión arterial. Muchas enfermedades infrecuentes están originadas por genes recesivos, y algunas por genes dominantes.Los biólogos tienen un gran interés en el estudio e identificación de los genes. Cuando un gen determinado está implicado en una  enfermedad específica, su estudio es muy importante desde el punto de vista médico. El genoma humano contiene entre 50.000 y 100.000 genes, de los que cerca de 4.000 pueden estar asociados a enfermedades. El  Proyecto del genoma humano, coordinado por múltiples instituciones, se inició en 1990 para establecer el genoma humano completo.El objetivo último de la representación y secuenciación del genoma es asociar rasgos humanos específicos y enfermedades heredadas con genes situados en lugares precisos de los cromosomas. Cuando se termine, el Proyecto Genoma Humano proporcionará un conocimiento sin precedentes de la organización esencial de los genes y cromosomas humanos. Promete revolucionar el tratamiento y la prevención de numerosas enfermedades humanas, ya que penetrará en los fenómenos bioquímicos básicos que las sustentan.

Estructura del ADN En la década de los cincuenta, el campo de la biología fue convulsionado por el desarrollo del modelo de la estructura del ADN. James Watson y Francis Cricken 1953 demostraron que consiste en una doble hélice formada por dos cadenas.El ADN es un ácido nucleico formado por nucleótidos. Cada nucleótido consta de tres elementos:

a. un azúcar: desoxirribosa en este caso (en el caso de ARN o ácido ribonucleico, el azúcar que lo forma es una ribosa),

b. un grupo fosfato yc. una base nitrogenada

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Si la molécula tiene sólo el azúcar unido a la base nitrogenada entonces se denominanucleósido.Las bases nitrogenadas que constituyen parte del ADN son: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Estas forman puentes de hidrógeno entre ellas, respetando una estricta complementariedad: A sólo se aparea con T (y viceversa) mediante dos puentes de hidrógeno, y G sólo con C (y viceversa) mediante 3 puentes de hidrógeno.Los extremos de cada una de las hebras del ADN son denominados 5’-P (fosfato) y 3’–OH (hidroxilo) en la desoxirribosa. Las dos cadenas se alinean en forma paralela, pero en direcciones inversas (una en sentido 5’ → 3’ y la complementaria en el sentido inverso), pues la interacción entre las dos cadenas está determinada por los puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas. Se dice, entonces, que las cadenas son antiparalelas.

Figura 1. Estructura del ADN. El ácido desoxirribonucleico es un polímero de dos cadenas antiparalelas (orientación 5’ 3’ y 3’ 5’). Cada cadena está compuesta por unidades de un azúcar (desoxirribosa), un fosfato y una base nitrogenada unidas entre si por enlaces fosfodiéster. Las bases presentes en el ADN son: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Para recordar cómo aparean entre sí las bases podemos pensar en las iniciales de dos grandes personajes del tango: Aníbal Troilo (adenina es la base complementaria de timina) y Carlos Gardel (citosina es la comlementaria a guanina).http://aportes.educ.ar/biologia/nucleo-teorico

http://www.kalipedia.com/ecologia/tema/graficos-estructura-acido-nucleico.html

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Replicación de ADNLa replicación es el proceso en el cual se copia el ADN, este proceso es semiconservativo y bidireccional. Funciona igual, tanto en procariontes como en eucarionte, salvo algunos cambio, principalmente de las proteínas que participan.En toda célula que va a dividirse la cromatina debe duplicarse para repartirse por igual entre las células hijas.  Cada cromatida sólo tiene una doble hélice de DNA (teoría del monofilamento) y en cada cromátida de un cromosoma la doble hélice presenta una cadena vieja y otra recien sintetizada. (Experimentos de Taylor, 1957)..Replicación en procariontes.Ocurre en tres etapas:1ª etapa: desenrrollamiento y apertura de la doble hélice.en el punto ori.En el punto de origen u ORI, que es un lugar del cromosoma con gran contenido de A y T, la doble hélice se abre, mediante la DNA helicasa y las proteínas desestabilizadoras de la hélice o proteínas de unión a DNA de una sola cadena, vuelven recta la cromatina y la mantienen abierta. La DNA polimerasa sintetiza las cadenas complementarias a cada una de las cadenas primitivas. Forma dos copias activas de ADN, una es continua, o sea, basta con agregar los nucleotidos correspondientes porque la hebra antigua tiene 3', por lo que se crea una 5´. En la otra hebra, se produce un proceso discontinuo, debido a que la hebra quedo con un final 5', debiendo partir con un 3', y la célula es incapaz de seguir la cadena con este final, para que se inicie la copia del DNA hace falta un corto RNA específico (10 pares de bases), denominado RNA cebador, que hace que empiece a actuar la DNA polimerasa. El RNA cebador es generado por la RNA primasa (sintetizadora de RNA). Esta enzima se une directamente a la DNA helicasa, formando un complejo llamada primosoma, que se va desplazando con la cadena en formación. Conforme van existiendo fragmentos de cadena abiertos de suficiente longitud, se va sintetizando la cadena discontinua formando pequeños fragmentos, denominados Fragmentos de Okazaki, cada uno de unos 1000 nucleótidos. . Hace falta un RNA cebador por cada fragmento de Okazaki. La RNA primasa, va sintezando a intervalos los RNA cebadores que van siendo incorporados a la copia como si fueran ADN, entre los fragmentos de Okazaki, hasta que se alcanza el RNA cebador del fragmento de Okazaki ya terminado. . La cadena con ARN cebador, es denominada cadena retrasada

El DNA sintetizado en la cadena retrasada y su cadena patrón sufren un plegamiento, de tal forma que la DNA polimerasa de la cadena conductora se unen para formar un complejo único, de modo que las proteínas de replicación puedan utilizarse conjuntamente en la replicación de ambas cadenas. Las topoisomerasas mantienen esta estructura y evitan que el DNA se enrede por superenrrollamiento, cortando un enlace fosfodiester, y a esto se le llama nick.Además, existe una proteína llamada SSB, que

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estabiliza la forma monocatenaria de la hebra en replicación, para que no se acople por complementariedad de bases con ella misma.Las enzimas ligasas son las encargadas, despues, de ir arreglando los nicks cuando se sustituye el ARN cebador.

Exiten tres tipos de ADN-polimerasa, la I, es la encarga de reparar la hebra; la II, de ayudar a la III; y la III, agrega las bases a la hebra.La labor de la ADN-pol I es exonucleasa, puede poner bases como sacar bases, con esto puede reparar la hebra. El dominio de esta proteína encargado de incluir bases a la hebra se llama Fragmento Klenow, que puede ser liberado del resto de la proteína por la Tripsina.

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Duplicación del ADN en eucariontesEs similar a la de los procariontes, es decir, semiconservativa y bidireccional. Existe una hebra conductora y una hebra retrasada con fragmentos de Okazaki. Se inicia en ORI (puede haber unas 100 a la vez), entre las diferencia, se comienza con las polimerasas, son más complejas, y además, la polimerasa de la hebra continua es diferente a la de la hebra discontinua. De la hebra continua se encarga la polimerasa Delta y de la discontinua, la Alfa.Las helicasa difieren en estructura, las primasas se encuentran adosadas a la ADN-pol Alfa.El resto del proceso es muy parecido.En el final de la hebra antigua que da la base a la hebra discontinua, queda una zona denominada telómero, que no tiene como obtener su dupla en la hebra discontinua, debido a que no es posible insertar un nuevo ARN cebador, ni mucho menos un fragmento de Okazaki. Al no tener su par, son eliminados automáticamente, perdiendose. Existen enzimas, las telomerasas, que repiten esta secuencia varias veces, cosa que no se pierda información esencial del genoma. Las enzimas encargadas de cortar el telómero, son las topoisomerasas 4.El ARN cebador es retirado por el complejo de reparación de la célula. Transcripción del ARNEn la transcripción, el ADN es copiado como RNA, o sea, es necesario cambiar la desoxirribosa por ribosa y las timinas por uracilos.    Hay diversos tipos de RNA en la célula. Los principales son:- Ribosómico (rRNA): los diversos rRNA, junto con sus proteínas asociadas, constituyen los ribosomas que intervienen en la síntesis proteica. Representa el 70% del RNA celular; mientras que sus precursores (45S), presentes en el núcleo representan el 5% del RNA celular.- Mensajero (mRNA): las diferentes secuencias de los nucleótidos que constituyen los múltiples mRNA de la célula determinan las cadenas polipeptídicas que se sintetizarán en los ribosomas. La proporción de mRNA varía mucho dependiendo del tipo decelula que analisemos y momento funcional. Por término medio representa el 3% del RNA celular y sus precursores (hnRNA) el 7%. Cuando lleva la información para una sola proteína, se denomina monocistrón, y policistrón, si lleva información para más.

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- De transferencia (tRNA): los diversos tRNA transportan los diferentes aminoácidos hacia los ribosomas en la síntesis proteica. Constituyen el 15% del RNA celular.En la doble hebra del ADN procarionte, existe un promotor gen con una secuencia que contiene los fatores de iniciación de la transcripción, de ellos, el TATA-BOX es el que más forma parte de los promotores. Además,. existe la Zona operadora. Los ARNm que se forman en procariontes, son todos policistrones; en cambio, los eucariontes, monocistrones.   Para efectuar la transcripción son necesarias , en eucariontes, que son los que forman cromosomas, una serie de modificaciones reversibles en las histonas, en relación con la descondensación del DNA para convertir los genes en activos. Para que el DNA se transcriba, ha de sufrir los siguientes cambios:

- Pérdida de la estructura de fibra de 25nm, mediante la eliminación de la histona H1, y adquisición de la estructura de fibra de 10nm (cadena nucleosómica).

        La transcripción se realiza por la RNA polimerasa , formada por varias cadenas polipeptídicas. En eucariotas hay tres clases de RNA polimerasas, según el tipo de RNA que se va a transcribir:

- RNA polimerasa I: Cataliza la síntesis del pre-rRNA (45S), en el nucléolo. Posteriormente, se cortara el 45S en 28S, 18S y 5,8S- RNA polimerasa II: Responsable de la síntesis del precursor de los mRNA.- RNA polimerasa III: Produce los tRNA y el rRNA 5S.

    La RNA polimerasa comienza a copiar cuando encuentra una secuencia promotora de DNA, y termina cuando alcanza una señal de terminación. En el caso de los procariontes el RNA transcrito se une desde el primer momento a proteínas, debido a que es muy inestable ya que no tiene el 7-metil-guanocina (CAP), ni la poliA, que estabilizan el ARNm eucariontico.    En la transcripción intervienen factores de naturaleza proteica de tres tipos:

- Factores de transcripción: Son diversas proteínas que se unen al DNA promotor, convirtiéndolo en funcional, lo que atrae a las RNA polimerasas. Hay un factor especifico para cada tipo de RNA polimerasa.- Factores de iniciación: Es la subunidad s de la RNA polimerasa y se libera tras la síntesis de los ocho primeros nucleótidos.- Factores de elongación: Se incorpora a la polimerasa tras la liberación del factor de iniciación. Sirve para la elongación y terminación de la cadena de RNA.En eucariotas gran parte del mRNA de la célula es producido por un complejo proceso que empieza en el núcleo con la síntesis y procesamiento de un RNA muy largo, denominado mRNA precursor, RNA nuclear heterogéneo (hnRNA) o transcrito primario. Este transcrito tiene unos 8.000 nucleótidos (llegando hasta 20.000) y contiene segmentos que se traducirán como aminoácidos (exones) y segmentos no codificantes (intrones o secuencias intercaladas) y, además secuencias reguladoras a las que se unirán las proteínas de regulación génica. A continuación, esté transcrito sufre un proceso de maduración, en el que se cortan y empalman largas secuencias de RNA (splicing), para eliminar los intrones y dar lugar al mRNA definitivo que es selectivamente transportado al citoplasma. En este proceso, la mayor parte del hnRNA (90%) se elimina y degrada en el núcleo.

    El transcrito primario de hnRNA es producido por una de ARN polimerasa II. El DNA promotor contiene una secuencia llamada TATA-BOX , porque consta de secuencias ricas en T y A situadas unos 25 nucleótidos por delante del inicio de la transcripción. En eucariotas (no en procariotas), al transcrito primario se le añaden dos señales, una en cada extremo:

- CAP: Al extremo 5’ del transcrito se le añade un nucleótido especial la 7-metil-guanosina trifosfatada. Este cap se le añade cuando se llevan sintetizados unos 30 nucleótidos, y sirve para que la subunidad pequeña del ribosoma reconozca el mRNA y se una a él en la síntesis proteica. Además, evita que se degrade el ARNm recien creado.- Secuencia poli-A: En el extremo 3’ se añade una cadena de unos 200 residuos poliadenilados (polimerasa de poli-A). La cola poli-A desempeñaría las funciones:

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- Interviene en la exportación del mRNA al citoplasma. - Contribuye a la estabilidad del mRNA en el citoplasma. - Sirve de señal de reconocimiento al ribosoma.

Splicing: Pérdida, en el ARN, de los intrones. Existen dos formas:Autosplicing: es realizado sin proteínas. Los intrones se auto eliminan, al adquirir forma 3D, torciendose y finalmente desprendiendose.Splicingsomas: los intrones son eliminados al adherirse a varias proteínas, que lo sacan.

    Las moléculas de mRNA maduras pasan al citoplasma por los poros nucleares. Proteínas del complejo del poro reconocen estas partículas y las transportan por transporte activo. Una vez en el citoplasma el mRNA se une a ribosomas para ser traducido a proteínas.

Bibliografía

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Actualizaciones en Biología. Castro, Handel y Rivolta EUDEBA 1993

Blog recomendado: Desde Mendel hasta las moléculas Blog educativo de Genética http://genmolecular.wordpress.comBlog recomendado: http://biologiaveterinariaunrn.wordpress.com/ Blog de Biología de la Escuela de Veterinaria de la UNRN