Norris_Porth. fundamentos. 5ed

U N I DA D 2

Función y crecimiento celular

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ARN m ens aje r o El ARN mensajero es la plantilla para la síntesis de pro- teínas. Es una molécula larga que contiene de varios cien- tos a varios miles de nucleótidos. Como se mencionó anteriormente, cuatro bases (guanina, adenina, citosina y timina [en el ADN] o uracilo [en el ARN]) conforman el alfabeto del código genético. Una secuencia de tres de estas bases en el ARN forma el código de triplete fundamental utilizado en la transmisión de la información genética ne- cesaria para la síntesis de proteínas. Este código de triplete se denomina codón (tabla 4-1). El código genético es un lenguaje universal utilizado por la mayoría de las células vivas (el código para el aminoácido triptófano es el mismo en una bacteria, una planta y el ser humano). Varios de los posibles tripletes codi‚can para el mismo aminoácido; por lo tanto, se dice que el código genético es redundante o de- generado . Por ejemplo, los codones AAA y AAG codi‚can el aminoácido lisina. Los codones que especi‚can el mismo aminoácido se llaman sinónimos . Por lo general, los sinóni- mos tienen las mismas dos primeras bases, pero di‚eren en la tercera, de‚nida como oscilante . El ARN mensajero se forma a través de un proceso de- nominado transcripción . En este proceso, los enlaces débiles de hidrógeno del ADN se rompen de manera que los nucleó- tidos del ARN se puedan parear con sus contrapartes expues- tas del ADN sobre una cadena signi‚cativa de la molécula de ADN (‚g. 4-4). Al igual que con el emparejamiento de bases con las cadenas del ADN, las bases complementarias del ARN se emparejan con las bases del ADN. En el ARN, el uracilo (U) reemplaza a la timina y se acopla con adenina. Como con el ADN, la guanina se acopla con citosina. ARN rib osóm ic o El ribosoma es la estructura física en el citoplasma donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas. El ARN ribosómico forma un poco más de la mitad del ribosoma, y el resto está compuesto por proteínas estructurales y enzimas necesarias para la síntesis de proteínas. Al igual que los otros tipos de ARN, el ARNr se sintetiza en el núcleo. A diferencia de los otros dos tipos de ARN, el ARNr se produce en una estruc- tura nuclear especializada denominada nucléolo . El ARNr formado se combina con las proteínas ribosómicas en el núcleo para producir el ribosoma, el cual es transportado hacia el citoplasma. Al llegar al citoplasma, la mayoría de los ribosomas se ‚jan al retículo endoplasmático y comienzan la tarea de la síntesis de proteínas. ARN de t ransf e r enci a El ARN de transferencia es una molécula en forma de tré- bol y su función es transportar la forma activada de un aminoácido hasta la proteína que se está sintetizando en los ribosomas. Se conocen por lo menos 20 tipos diferentes de ARNt, y cada uno reconoce y se ‚ja solo a un tipo de ami- noácido. Cada molécula de ARNt tiene dos sitios de recono- cimiento: el primero es complementario para el codón del ARNm y el segundo para el aminoácido. Cada tipo de ARNt porta su propio aminoácido especí‚co a los ribosomas, donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas; ahí reconoce el codón adecuado en el ARNm y entrega el aminoácido a la molécula de proteína que se está formando.

Este plegado resuelve un doble problema. Hacer que el ADN esté tan compactado y organizado permite que la gran cantidad de ADN se ajuste al núcleo y también permite una replicación ‚el durante la división celular. El enrollado y el empaquetado también pueden funcionar (junto con otros mecanismos) para evitar el acceso a ciertos genes cuando no son necesarios. Cuando se necesita un gen especí‚co, se debe inducir a la cromatina para que cambie su estructura, un proceso llamado remodelación de la cromatina. 3 El gen puede activarse por la acetilación de una proteína de histona, mientras que la metilación de otras proteínas de histona se correlaciona con la inactivación de genes. R ep ar ació n del A D N En raras ocasiones, tienen lugar errores accidentales en la duplicación del ADN. Estos errores se denominan muta- ciones . Las mutaciones son el resultado de la sustitución de un par de bases por otro, la pérdida o adición de uno o más pares de bases o el reacomodo de pares de bases. Muchas de estas mutaciones se presentan de manera espontánea, mien- tras que otras ocurren por agentes ambientales, químicos y radiación. Las mutaciones surgen en las células somáticas o en las células germinales. Únicamente se heredan los cam- bios del ADN que tienen lugar en las células germinales. V ariabilidad g ené tica La secuencia del genoma humano es casi exactamente (99.9%) la misma en todas las personas. Se piensa que es la pequeña variación (0.01%) en la secuencia genética la que es responsable de las diferencias individuales en los rasgos físicos, las conductas y la susceptibilidad a enfermedades. Estas variaciones en ocasiones se denominan polimor”smos (por la existencia de más de una forma o morfología corporal en una población). Se ha organizado un esfuerzo internacio- nal para desarrollar un mapa (HapMap) de estas variaciones con la intención de proporcionar un vínculo entre las varia- ciones genéticas y enfermedades complejas comunes. 4 p rote í n as Aunque el ADN determina el tipo de producto bioquímico que necesita la célula y dirige su síntesis, es el ARN, a través del proceso de traducción, el responsable del ensamblaje de los productos. El ARN ensambla los aminoácidos en proteí- nas funcionales mediante el proceso de traducción. A R N El ARN, como el ADN, es una molécula grande formada por una cadena larga de nucleótidos. Sin embargo, di‚ere del ADN en tres aspectos de su estructura. Primero, el ARN es una molécula que tiene una sola cadena en lugar de dos. Segundo, el azúcar en cada nucleótido de ARN es una ri- bosa en vez de desoxirribosa. Tercero, la base pirimidínica timina en el ADN es reemplazada por uracilo en el ARN. Aquí se analiza el ARN mensajero (ARNm), el ARN ribo- sómico (ARNr) y el ARN de transferencia (ARNt). Los tres tipos de ARN se sintetizan en el núcleo mediante enzimas ARN polimerasas y después pasan al citoplasma, donde se lleva a cabo la síntesis de las proteínas. De g enes a E str uctura y f unció ndel