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Replicación, Transcripción y Traducción. - Coggle Diagram
Replicación, Transcripción y Traducción.
Replicación
Es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica).Esto se produce de acuerdo con un mecanismo semiconservador.
Es una cadena molecular, ósea es una sustancia constituida por distintos tipos de moléculas.
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La adición de nucleótidos requiere energía. Esta energía proviene de los nucleótidos mismos, que tienen tres fosfatos unidos a ellos (muy similar a la molécula portadora de energía ATP).
La replicación tiene 3 etapas: Iniciación, elongación, terminación.
La Iniciación.La producen 2 enzimas: la girasa y la helicasa.A cada horquilla de replicación se une una ADN polimerasa que, tomando como molde la cadena de ADN, sintetiza pequeños fragmentos de ARN; de aproximadamente 20 nucleótidos, denominados ARN iniciador, primer o cebador.
Etapa de Elongación. Otra ADN polimerasa alarga la cadena siempre en dirección 5'-3'. Teniendo en cuenta que las bandas de ADN molde son antiparalelas, la cadena que se forma utilizando como molde la banda que tiene dirección 3'-5', se sintetiza de forma continua y recibe el nombre de cadena conductora. Mientras que la cadena que se forma utilizando como molde la banda en sentido 5'-3', lo hace de forma discontinua o por fragmentos, denominados fragmentos de Okazaki; y recibe el nombre de cadena conducida o retardada. En esta etapa también intervienen otras enzimas como son las helicasas y las endonucleasas.
Etapa de Terminación. La terminación de este proceso puede describirse de una manera relativamente sencilla. Las dos horquillas que se acercaban, moviéndose en dirección opuesta, se unen y forman una sola quedando de esta manera las dos cadenas entrelazadas. Aquí también intervienen proteínas específicas denominadas topoisomerasas.
Etapa de Pre Terminación. Durante esta etapa ocurre la metilación de algunas bases en las nuevas hebras de ADN, lo que constituye señales para la corrección de errores que se pueden producir durante la replicación y para la reparación de los daños en el material genético.
Transcripción
La transcripción es el primer paso de la expresión génica. Esta etapa consiste en copiar la secuencia de ADN de un gen para producir una molécula de ARN.
La Transcripción tiene 3 etapas: Iniciación, Elongación y Terminación,
Iniciación:La ARN polimerasa se une a una secuencia de ADN llamada promotor, que se encuentra al inicio de un gen. Cada gen (o grupo de genes co-transcritos en bacterias) tiene su propio promotor. Una vez unida, la ARN polimerasa separa las cadenas de ADN para proporcionar el molde de cadena sencilla necesario para la transcripción.
Elongación:Una cadena de ADN, la cadena molde, actúa como plantilla para la ARN polimerasa. Al "leer" este molde, una base a la vez, la polimerasa produce una molécula de ARN a partir de nucleótidos complementarios y forma una cadena que crece de 5' a 3'. El transcrito de ARN tiene la misma información que la cadena de ADN contraria a la molde (codificante) en el gen, pero contiene la base uracilo (U) en lugar de timina (T).
Terminación:Las secuencias llamadas terminadores indican que se ha completado el transcrito de ARN. Una vez transcritas, estas secuencias provocan que el transcrito sea liberado de la ARN polimerasa. A continuación se ejemplifica un mecanismo de terminación en el que ocurre la formación de un tallo-asa en el ARN.
DNA Polimerasa. Es una de las moléculas claves en la replicación del ADN es la enzima ADN polimerasa. Las ADN polimerasas son responsables de la síntesis de ADN: añaden nucleótidos uno por uno a la cadena creciente de ADN, e incorporan sólo aquellos que sean complementarios al molde.
ADN Ligasa: es una enzima capaz de catalizar la unión entre dos moléculas de gran tamaño, dando lugar a un nuevo enlace químico; generalmente, sucede junto con la hidrólisis de un compuesto de alta energía, como el ATP, que proporciona energía para que dicha reacción tenga lugar. Su función es catalizar un enlace fosfodiéster entre el grupo 3'-hidroxilo extremo de una de las cadenas de ADN y el grupo 5'-difosfato del extremo de la otra cadena de ADN.
ADN Helicasa: Enzima que rompe los puentes de hidrógeno entre las hebras de ADN en el proceso de replicación.
ADN Primasa: sintetiza cebadores de ARN complementarios a la cadena de ADN. La ADN polimerasa III extiende los cebadores, agregando sobre el extremo 3', para hacer la mayor parte del ADN nuevo. Los cebadores de ARN se eliminan y la ADN polimerasa I los sustituyen por ADN.
ADN Topoisomerasa: son un tipo de enzimas isomerasas que modifican la topología del ácido desoxirribonucleico (ADN), generando tanto su desenrollamiento como su enrollamiento y superenrollamiento.
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Cebador: El cebador o primer está formado por nucleótidos de ácido ribonucleico (ARN) éste es sintetizado por la ARN primasa, que permite que la ADN polimerasa III comience la síntesis de la nueva cadena de ADN. El cebador es la secuencia de inicio en la replicación de la cadena.
Cadena líder: Es una cadena nueva, que corre de 5' a 3' hacia la horquilla de replicación, es fácil. Esta cadena se produce continuamente porque la ADN polimerasa se mueve en la misma dirección que la horquilla de replicación.
Cadena rezagada: Es la otra cadena nueva, que corre de 5' a 3' y se aleja de la horquilla, es más difícil. Esta cadena se produce en fragmentos porque, conforme avanza la horquilla, la ADN polimerasa (que se aleja de la horquilla) debe separarse y volver a unirse al ADN recién expuesto.
Fragmentos de Okazaki: La cadena líder puede extenderse a partir de un solo cebador, mientras que la cadena rezagada necesita un cebador nuevo para cada uno de los fragmentos cortos de Okazaki.Fragmentos de Okazaki a las cadenas cortas de ADN recién sintetizadas en la hebra discontinua.
Traducción
La traducción es el proceso mediante el cual se produce la síntesis de proteínas. Este proceso ocurre en el citoplasma de la célula y para la mayoría de las proteínas de forma continua, durante todo el ciclo celular a excepción de la etapa M.
Traducción del ADN es el segundo proceso de la síntesis proteica. Ocurre en todos los seres vivos y tiene un lugar en el citoplasma, lugar en donde se encuentran los ribosomas, se adquiere un papel fundamental en el proceso.
La síntesis se realiza de manera unidireccional pues ocurre siempre en dirección N-terminal a C-terminal. Se realiza de forma colineal a la lectura del ARNm, o sea que la síntesis de la cadena polipeptídica se realiza en la dirección N-terminal a C.terminal, mientras que la lectura del ARNm es en dirección 5'-3'. Por último el proceso está acoplado a la hidrólisis del GTP: la mayor parte de la energía requerida para el proceso se obtiene de la hidrólisis de este nucleótido.