DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA para web

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA
Para entender los procesos que constituyen el dogma central de la biología
debemos conocer primero la constitución química del ADN y la disposición de las
moléculas en el espacio.
El ADN es un polímero constituido por dos largas cadenas de nucléotidos que se
unen entre sí por puentes de Hidrógeno formando una doble hélice; cada
nucléotido está formado por una pentosa (desoxirribosa), una base nitrogenada, y
un grupo fosfato.
En cada nucléotido, la pentosa
está
unida
a
la
base
nitrogenada en su carbono 1´
mientras que su carbono 5´ se
une al grupo fosfato y éste,
mediante uniones fosfodiéster
se liga al carbono 3´del
nucléotido sucesivo.
Las bases nitrogenadas son púricas (adenina-guanina) o pirimidínicas (citosinatimina), las bases nitrogenadas púricas tienen dos anillos heterocíclicos y las
pirimidínicas poseen un solo anillo.
Dijimos que es una doble cadena helicoidal que se asemeja a una escalera
caracol, en cuyos pasamanos se ubican las pentosas y los ácidos fosfóricos
mientras que los escalones están formados por las bases nitrogenadas que solo
se pueden unir químicamente o aparear, adenina con timina (Anibal Troilo) y
citosina con guanina(Carlos Gardel), lo que se conoce como apareamiento de
las bases nitrogenadas.
Ambas cadenas del ADN son antiparalelas , es decir, que si bien su dirección es
3´-5´ tienen sentido contrario, por eso en cada extremo de la molécula frente al
3´de una cadena, habrá un 5´en la cadena complementaria.
Las dos cadenas se unen a través de puentes de Hidrógeno entre las bases
complementarias, así entre A –T existen dos puentes de H y entre C – G tres
puentes de H.
En
el
ADN
reside
la
información genética de los seres vivos, la cual reside en el orden en el cual
aparecen las cuatro bases nitrogenadas secuenciadas a lo largo de la cadena, por
eso conocer la secuencia de un ADN es descifrar su mensaje genético.
REPLICACION DEL ADN
Es la capacidad que tiene el ADN de hacer copias o réplicas de su molécula o en
otras palabras de duplicar su molécula o sintetizar (producir, fabricar) otra
molécula idéntica a la original.
Porqué el ADN se duplica?, en qué circunstancias lo hace? Si en el ADN se
guarda toda la información genética que determina la función de cada célula,
resulta evidente que cuando la células se dividen o reproducen en células hijas,
éstas deberán ser idénticas a la célula que le dio origen, por lo tanto antes de
reproducirse la célula duplica todos sus componentes y entre ellos al ADN,
imprescindible para su subsistencia.
Para poder duplicarse el ADN requiere de una serie de enzimas que actúan
simultáneamente catalizando las reacciones químicas que intervienen en el
proceso con un alto gasto de energía. Estas enzimas se conocen como
COMPLEJO DE REPLICACIÓN:
1. Helicasa: corta los puentes de H entre las bases complementarias.
2. Topoisomerasas: desenrolla el AD por delante de la horquilla de replicación
3. proteínas de unión simple a las cadenas: mantienen separadas las cadenas
4.
5.
6.
7.
ARN primasas: sintetiza el cebador
ADN polimerasas: agregan nucléotidos
ADN ligasas: unen los segmentos de Okasaki
Telomerasa: evita que se pierda información.
El ADN utiliza su propia estructura como molde para sintetizar las nuevas
cadenas, para lo cual debe separarlas en los puentes de H para poder agregar los
nucleótidos complementarios. Si la copia se hiciera desde un extremo al otro de la
molécula, le insumiría alrededor de 1mes, sin embargo, la síntesis del ADN se
realiza en aproximadamente 7hs porque se resuelve abriendo la molécula en
varios puntos llamados orígenes de replicación, cuyo número varía entre 20 a 80
en cada lazo del ADN. Cada uno de estos orígenes se abre en los dos sentidos de
la cadena, es bidireccional, y a medida que la cadena se va abriendo en forma
divergente, se forman las burbujas de replicación cuyos extremos tienen la forma
de una Y, por eso se llaman horquillas de replicación. El tamaño de las burbujas
va aumentando a medida que avanza la separación de las cadenas en sus dos
extremos, hasta que desaparecen cuando colisionan con las burbujas vecinas
separando ambas cadenas.
La síntesis o duplicación del ADN es semiconservativa, porque se incorpora una
cadena nueva o hija sobre una cadena vieja o progenitora que sirvió de molde
para su formación.
Vean en esta imagen como a medida que se van abriendo las cadenas, se va formando la
nueva hebra de ADN (en rojo)
Es necesario entender que a medida que se van abriendo las cadenas,
simultáneamente se van agregando los nucleótidos complementarios en la cadena
molde, ej, si se separan las bases complementarias A – T, a la cadena molde
donde está A se le adiciona el nucleótido de T y en la cadena opuesta donde en el
molde se encuentra T, se agrega el nucléotido de A.
Para poder agregar los nucleótidos, la ADN polimerasa requiere de un extremo 3´
para colocar un nucléotido, el cual es provisto por un cebador que es una
pequeño ARN corto sintetizado por la ADN primasa. La helicasa va cortando los
puentes de H entre las bases en el extremo de la horquilla de replicación mientras
que las proteínas de unión simple mantienen separadas las cadenas y por
delante de las cadenas la topoisomerasa evita el superenrollamiento del ADN, al
que corta momentáneamente, lo desenrolla y vuelve a unir.
La ADN polimerasa inicia la cadena nueva por su extremo 5´ y agrega los
nucleótidos al extremo 3´, como las cadenas son antiparalelas y la replicación va
en los dos sentidos, la cadena nueva que se sintetiza siguiendo la dirección 3´- 5´
de la cadena molde se hace en forma continua o adelantada, en cambio, la que
se sintetiza en el sentido contrario lo hace en forma fragmentada, discontinua o
retrasada, formando los segmentos de Okasaki, los cuales son unidos
finalmente por la ligasa. Cada segmento de Okasaki requiere de un cebador.
La energía requerida para catalizar estas reacciones proviene de los grupos
fosfatos de los propios nucleótidos que están como trifosfatos y pierden dos
fosfatos cuando se incorporan a las cadenas.
Al cabo de varias divisiones celulares, la célula puede perder información en el
extremo de las cadenas retrasadas, para ello la telomerasa actúa como molde
para que se complete la cadena, evitando que se pierdan secuencias de
nucleótidos.
La ADN polimerasa tiene además la función, junto a otras endonucleasas, de
corregir los errores que pudieran acontecer durante la síntesis, removiendo los
segmentos defectuosos y asegurando la integridad del ADN.
Finalizada la síntesis del ADN el núcleo posee doble cantidad de moléculas, en
nuestro caso si tenemos 46 cromosomas (46 moléculas de ADN) tendremos 92,
para que puedan ubicarse dentro del mismo, deben compactarse y entonces se
unen a las histonas las que forman pequeños cilindros en los cuales el ADN da
una vuelta y media separados por un segmento de ADN espaciador, confiriéndole
el aspecto de un rosario o collar de perlas. La unión de ADN mas histonas forman
los nucleosomas, el ADN espaciador le permite seguir enrollándose hasta formar
una estructura helicoidal llamada solenoide, que al volver a enrollarse forma lazos
o asas de diferente longitud que emanan de un eje constituido por proteínas no
histónicas.
La condensación
ción progresa hasta tener los 46 cromosomas dobles totalmente
compactados.
BIBLIOGRAFÍA:
De Robertis –Hib Biología
ogía Celular y Molecular
Junqueira - Biología Celular y Molecular
Imágenes de distintas fuentes de Internet.