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Transcripcion y traducción

¿Que es un Gen?

El Material Genético: El 'material genético' se emplea para guardar la información genética de una forma de vida orgánica y esta almacenado en el núcleo de la célula. Para todos los organismos conocidos actualmente, el material genético es casi exclusivamente ácido desoxirribonucleico (ADN o DNA). Algunos virus usan ácido ribonucleico (ARN o RNA) como su material genético.

Se cree generalmente que el primer material genético fue el ARN, inicialmente manifestado por moléculas de ARN que auto replicaban flotando en masas de agua. Este período hipotético en la evolución de la vida celular se llama la hipótesis del mundo de ARN. Esta hipótesis está basada en la capacidad del ARN de actuar como un material genético y como un catalizador, conocido como una ribosoma. Sin embargo, cuando las proteínas (que pueden formar enzimas) llegaron a la existencia, la molécula más estable, el ADN, se convirtió en el material genético dominante, una situación que continúa hoy. La naturaleza de la doble cadena del ADN permite que las mutaciones se corrijan, y también el ARN es intrínsecamente inestable. Las células modernas usan el ARN principalmente para construir proteínas de las instrucciones del ADN, en la forma de ARN mensajero, ARN ribosómico y ARN de transferencia. El ARN y el ADN son macromoléculas compuestas de nucleótidos (Son Poli nucleótidos), de los cuales hay cuatro en cada molécula. Tres nucleótidos componen un codón, un tipo de "palabra genética", que es como un aminoácido en una proteína. La traducción codón-aminoácido se conoce como Traducción (genética).

Dos tipos de moléculas de trabajo que son codificadas por el ADN:

Las moléculas de ARN de varios tipos están implicadas en la síntesis de proteínas. Algún RNA moléculas en el acto como el lleva la información, mientras los otros tienen la actividad enzimática y catalizan reacciones durante la síntesis de proteína. RNA moléculas que actúan como enzimas llamas ribosomas.

Las proteínas son las moléculas de trabajador principales de la célula. Ellos realizan una amplia gama de función celular incluyendo la catálisis, el apoyo estructural, la señalización, el transporte, y la identidad celular.

La transcripción del ADN es el primer proceso de la expresión génica, mediante el cual se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia la secuencia de proteína utilizando diversos ARN como intermediarios. Durante la transcripción genética, las secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante una enzima llamada ARN polimerasa que sintetiza un ARN mensajero que mantiene la información de la secuencia del ADN. De esta manera, la transcripción del ADN también podría llamarse síntesis del ARN mensajero.

En un gen, la secuencia de nucleótidos a lo largo de una hebra de ADN se transcribe a un ARN mensajero (ARNm) y esta secuencia a su vez se traduce a una proteína que un organismo es capaz de sintetizar o "expresar" en uno o varios momentos de su vida, usando la información de dicha secuencia.

Los ribosomas son una de las estructuras más primitivas y las primeras en tener interacciones de ARN con proteínas, específicamente ARN ribosomal (ARNr) y aminoácidos, tal como está establecido en el código genético. Entonces, ellos deben tener las claves para ver como era el código genético primordial.

Para esto, usando métodos bioinformáticos, a partir de ribosomas de 4 organismos de diferentes reinos se obtuvo una relación entre los aminoácidos de los ribosomas y las secuencias de ARNr, encontrando una relación específica entre 11 aminoácidos con sus respectivos tripletes (anticodones) en base al código genético actual que tenemos.

En los cromosomas, el ADN se encuentra formando complejos con proteínas estructurales. Estas proteínas organizan el ADN en una estructura compacta denominada cromatina. En eucariotas esta estructura implica la unión del ADN a un complejo formado por pequeñas proteínas básicas denominadas histonas, mientras que en procariotas están involucradas una gran variedad de proteínas.

Esta quizá sea una de las preguntas más difíciles de responder,

¿Como se originó el código genético?

Recordemos que el código genético está formado por tripletes de nucleótidos (codones) que reconocen a un determinado aminoácido a través del ARN de transferencia (ARNt) el cual tiene un triplete complementario en un extremo (anticodón) y un aminoácido específico en el otro.

La herencia genética del ADN se transcribe en una molécula más sencilla, el ARN que forma proteínas y las enzimas necesarias para poder duplicarse; pero no ha sido posible explicar como se pudieron formar estos mecanismos tan complejos. Para algunos científicos es un problema irresoluble, para otros resulta tentador pensar que las leyes de la química y la física conducen al desarrollo de una complejidad química tan elevada que permite el desarrollo de la vida.

El ARN mensajero (ARN, o RNA de su nombre en ingles) es el ácido ribonucleico que contiene la información genética procedente del ADN para utilizarse en la síntesis de proteínas, es decir, determina el orden en que se unirán los aminoácidos. El ARN mensajero es un ácido nucleico monocatenario, al contrario que el ADN que es bicatenario de doble hebra helicoidal.

Todos los ARNm eucarióticos son monocistrónicos, es decir, contienen información para una sola cadena polipeptídica, mientras que en los procariotas los ARNm son con frecuencia policistrónicos, es decir, codifican más de una proteína.

Fases del ARN mensajero:

 Adición al extremo 5' de la estructura denominada caperuza o casquete que es un nucleótido modificado de guanina.

 Poliadenilación: es la adición al extremo 3' de una cola poli-A, una secuencia larga de poliadenilato, es decir, un tramo de RNA cuyas bases son todas adenina.

 En la mayoría de los casos, el ARN mensajero sufre la eliminación de secuencias internas, no codificantes, llamadas intrones. Esto no ocurre en células procariontes, ya que estas no poseen intrones en su ADN. El proceso de retirada de los intrones y conexión o empalme de los exones se llama ayuste, o corte y empalme (en inglés, splicing). A veces un mismo transcrito primario o pre-ARNm se puede ayustar de diversas maneras, permitiendo que con un solo gen se obtengan varias proteínas diferentes; a este fenómeno se le llama ayuste alternativo. Ciertas enzimas parecen estar involucrados en editar el RNA antes de su exportación fuera del núcleo, intercambiando o eliminando nucleótidos erróneos. Por esto, es posible decir, que el plegamiento que sufre el ARNm momentos antes de la eliminación

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