Un complejo de proteínas llamado ADN y ARN. Biosíntesis de proteínas, el mundo del ARN y el origen de la vida. Edición de ARN con aspartamo

Dogma central de la biología molecular - este es el flujo de información de ADN a través de ARN sobre proteína : la información se transfiere de los ácidos nucleicos a las proteínas, pero no en la dirección opuesta. La regla fue formulada por Francis Crick en 1958. La transferencia de información genética del ADN al ARN y del ARN a la proteína es universal para todos los organismos celulares, sin excepción, subyace en la biosíntesis de macromoléculas. La replicación del genoma corresponde a la transición informativa ADN → ADN. En la naturaleza, también hay transiciones ARN → ARN y ARN → ADN (por ejemplo, en algunos virus).

El ADN, el ARN y las proteínas son polímeros lineales, es decir, cada monómero incluido en su composición se combina con un máximo de otros dos monómeros. La secuencia de monómeros codifica información, cuyas reglas de transmisión están descritas por un dogma central.

Común: se encuentra en la mayoría de los organismos vivos; Especial: ocurre como excepción, en virus y en elementos móviles del genoma o en un experimento biológico; Desconocido: no encontrado.

Replicación de ADN (ADN → ADN)Transcripción (ADN → ARN)Traducción (ARN → proteína) Los ribosomas leen el ARNm maduro durante la traducción.Los complejos de factores de iniciación y factores de elongación entregan ARN de transporte aminoacilados al complejo ARNm-ribosoma.

Transcripción inversa (ARN → ADN) transferencia de información del ARN al ADN, un proceso opuesto a la transcripción normal, realizado por la enzima transcriptasa inversa. Se encuentra en retrovirus como el VIH. Replicación de ARN (ARN → ARN) copiar una cadena de ARN en una cadena de ARN complementaria usando la enzima ARN polimerasa dependiente de ARN. Los virus que contienen ARN monocatenario (p. Ej., Fiebre aftosa) o bicatenario se replican de manera similar. Traducción en vivo de proteína en una plantilla de ADN (ADN → proteína) Se ha demostrado la traducción en vivo en extractos de células de E. coli que contienen ribosomas pero no ARNm. Estos extractos sintetizan proteínas a partir del ADN introducido en el sistema, y ​​el antibiótico neomicina potencia este efecto.

11. Tipos de síntesis matricial como proceso central en la transmisión, almacenamiento e implementación de material hereditario.

Matriz la naturaleza de la síntesis de ácidos nucleicos y proteínas proporciona alta fidelidad de la reproducción de información .

Genético información genotipo define fenotípico signos de una celda - el genotipo se transforma en un fenotipo .

Esta dirección del flujo de información incluye tres tiposmatriz síntesis:

1. Síntesis de ADN - replicación

2. Síntesis de ARN - transcripción

3. síntesis de proteínas - transmisión

1) Replicación del ADN (ADN → ADN) duplicación precisa (replicación) del ADN. La replicación se lleva a cabo mediante un complejo de proteínas que desenroscan la cromatina, luego una doble hélice. Después de eso, la ADN polimerasa y las proteínas asociadas construyen una copia idéntica en cada una de las dos hebras. Reproducciónmaterial genético inicial en generaciones.2) Transcripción (ADN → ARN) un proceso biológico, como resultado del cual la información contenida en un fragmento de ADN se copia a la molécula de ARNm sintetizada. La transcripción se lleva a cabo mediante factores de transcripción y ARN polimerasa. 3) Traducción (ARN → proteína) La información genética se traduce en forma de cadenas polipeptídicas. Los complejos de factores de iniciación y factores de elongación entregan ARN de transporte aminoacilados al complejo ARNm-ribosoma. 4) En casos especiales, el ARN puede reescribirse en forma de ADN (transcripción inversa) y también copiarse en forma de ARN (replicación), pero la proteína nunca puede ser una plantilla para los ácidos nucleicos.

Reparar- este es matriz síntesis que corrige errores en la estructura del ADN , opción replicación limitada. Restaura la inicial Estructura del ADN. La matriz es un sitio intacto Hebras de ADN.

Estructura de nucleótidos. Isómeros espaciales (2'-endo-, 3'-endo- y otros, anti, syn)

NUCLEÓTIDO- un grupo químico complejo que se produce de forma natural. Los nucleótidos son los componentes básicos de los ácidos NUCLEICOS (ADN y ARN). Los nucleótidos se forman a partir de tres componentes: pirimidina o base de purina, pentosa y ácido fosfórico. Los nucleótidos están unidos en una cadena por un enlace fosfodiéster. Se forma debido a la esterificación del grupo OH C-3` de la pentosa de un nucleótido y del grupo OH del residuo fosfato de otro nucleótido. Como resultado, uno de los extremos de la cadena de polinucleótidos termina con fosfato libre (extremo P o extremo 5 '). En el otro extremo, hay un grupo OH no esterificado en C-3`pentosa (extremo 3`). En las células vivas también se encuentran nucleótidos libres, presentados en forma de diversas coenzimas, a las que pertenece el ATP.

Las 5 bases heterocíclicas que componen los ácidos nucleicos tienen una conformación plana, pero esto es energéticamente desfavorable. Por lo tanto, se realizan 2 conformaciones en polinucleótidos. C3`-endo y C2`-endo... C1, 0 y C4 están ubicados en el mismo plano, C2 y C3 están en endoconformaciones cuando se sacan por encima de este plano, es decir. en la dirección de la comunicación С4-С5.

La característica más importante para determinar la conformación de la unidad de nucleótidos es la disposición mutua de las partes carbohidrato y heterocíclica, que está determinada por el ángulo de rotación alrededor del enlace N-glicosídico. Hay 2 áreas de conformaciones permitidas aquí, syn- y anti -.

Todos los seres vivos dependen de tres moléculas básicas para esencialmente todas sus funciones biológicas. Estas moléculas son ADN, ARN y proteínas. Dos hebras de ADN giran en direcciones opuestas y están ubicadas una al lado de la otra (antiparalela). Es una secuencia de cuatro bases nitrogenadas a lo largo de la columna vertebral que codifica la información biológica. Según el código genético, las hebras de ARN se transforman para determinar la secuencia de aminoácidos en las proteínas. Estas cadenas de ARN se crean originalmente utilizando cadenas de ADN como plantilla en un proceso llamado transcripción.

Sin ADN, ARN y proteínas, no existiría vida biológica en la Tierra. El ADN es una molécula inteligente que codifica el conjunto completo de instrucciones genéticas (genoma) necesarias para ensamblar, mantener y reproducir todos los seres vivos. El ARN desempeña múltiples funciones vitales en la codificación, decodificación, regulación y expresión de la genética. La función principal del ARN es producir proteínas de acuerdo con los conjuntos de instrucciones codificados en el ADN de la célula.

El ADN está formado por azúcar, base nitrogenada y grupo fosfato. El ARN es el mismo.

En el ADN, la base nitrogenada se compone de ácidos nucleicos: citosina (C), guanina (G), adenina (A) y timina (T). Metafísicamente, cada uno de estos ácidos nucleicos está asociado con las sustancias elementales del planeta: Aire, Agua, Fuego y Tierra. Cuando contaminamos estos cuatro elementos en la Tierra, contaminamos el ácido nucleico correspondiente en nuestro ADN.

Sin embargo, en el ARN, la base nitrogenada se compone de ácidos nucleicos: citosina (C), guanina (G), adenina (A) y uracilo (U). Además, cada uno de los ácidos nucleicos de ARN está asociado con las sustancias elementales del planeta: Aire, Agua, Fuego y Tierra. Tanto en el ADN como en el ARN, el ADN mitocondrial corresponde al quinto elemento básico del Éter Cósmico, que emana de solo de la madre... Este es un ejemplo de alotropía, que es el rasgo de un pequeño número de elementos químicos en dos o más formas diferentes, conocidas como alótropos de estos elementos. Los alótropos son varias modificaciones estructurales de un elemento. Nuestro ADN es un alótropo de los cuatro elementos planetarios básicos.

La principal función biológica de las bases nitrogenadas en el ADN es combinar ácidos nucleicos. La adenina siempre se combina con timina y guanina con citosina. Estos se conocen como bases emparejadas. El uracilo está presente solo en el ARN, reemplazando a la timina y conectándose con la adenina.

Tanto el ARN como el ADN utilizan pares de bases (masculino + femenino) como lenguaje adicional que se puede convertir en cualquier dirección entre el ADN y el ARN mediante las enzimas apropiadas. Este lenguaje masculino-femenino o estructura de pares de bases proporciona una copia de seguridad de toda la información genética codificada dentro del ADN de doble hebra.

Base emparejada inversa

Todo el ADN y el ARN funcionan según un principio de género de pares de bases, creando un enlace de hidrógeno. Las bases emparejadas deben unirse en secuencia, lo que permite que el ADN y el ARN interactúen (según el diseño original de nuestras 12 cadenas de ADN, el Diamond Sun Body), además de permitir que el ARN produzca proteínas funcionales de construcción de enlaces que sintetizan y corrigen el doble de ADN. hélice. El ADN humano ha sido dañado por mutaciones de pares de bases y cambios en el emparejamiento o las inserciones de edición de secuencias por organismos diseñados como un virus. Tecnología de división de género Nephilim Reverse Grid (NRG), que afecta todos los idiomas masculinos y femeninos y sus relaciones. Las copias de ADN se crean uniendo subunidades de ácido nucleico de pares de bases masculino-femenino en cada hebra de la molécula de ADN original. Tal conexión siempre ocurre en ciertas combinaciones. Los cambios en la unión básica del ADN, así como muchos niveles de modificación genética y control genético, contribuyen a la supresión de la síntesis de ADN. Es la supresión deliberada de la activación de las 12 hebras de ADN del diseño original, la Silicon Matrix, ensambladas y construidas por proteínas. Esta supresión genética se ha perseguido agresivamente desde el cataclismo de la Atlántida. Está directamente relacionado con la supresión de la unión de la hierogamia, que se logra mediante la combinación correcta de bases de ADN, con la ayuda de las cuales se pueden crear y ensamblar proteínas para restaurar las ardientes letras del ADN.

Edición de ARN con aspartamo

Un ejemplo de modificación genética y experimentación humana es el uso de aspartame *. El aspartamo se sintetiza químicamente a partir del aspartato, lo que altera la función del enlace uracil-timina en el ADN y también reduce la función de la síntesis de proteínas de ARN y la comunicación entre el ARN y el ADN. La edición de ARN mediante la adición o eliminación de uracilo y timina recodificó las mitocondrias de la célula, en las que el daño mitocondrial contribuyó a la enfermedad neurológica. Thimin es un poderoso protector de la integridad del ADN. Además, el hundimiento del uracilo produce el sustrato aspartato, dióxido de carbono y amoníaco.

Interferencia con el ciclo del nitrógeno

Como resultado de la Revolución Industrial, la introducción de un complejo militar a través del contacto con alienígenas negativos, el ciclo general del nitrógeno se ha alterado significativamente durante el siglo pasado. Si bien el nitrógeno es esencial para toda la vida conocida en la Tierra, se han librado guerras de combustibles fósiles, alimentadas deliberadamente por la ADV, contaminando la Tierra y dañando el ADN. El nitrógeno es un componente de todos los aminoácidos que forman las proteínas y está presente en las bases que forman los ácidos nucleicos del ARN y del ADN. Sin embargo, al librar guerras por los combustibles fósiles, forzar el uso de motores de combustión interna, la creación de fertilizantes químicos y la contaminación del medio ambiente por vehículos e industrias, los seres humanos han contribuido a la grave toxicidad del nitrógeno en formas biológicas. El óxido nítrico, el dióxido de carbono, el metano y el amoníaco crean un gas de efecto invernadero que envenena la Tierra, el agua potable y los océanos. Esta contaminación provoca mutaciones y daños en el ADN.

Cambio elemental en el cuerpo del dolor

Por lo tanto, muchos de nosotros hemos experimentado cambios elementales en nuestra sangre, partes del cuerpo (especialmente en la superficie de la piel que responde a los cambios en la sangre) y cambios profundos en nuestras células y tejidos. La revitalización de la materia como resultado de cambios magnéticos también penetra los niveles de nuestro cuerpo emocional-elemental, afectando significativamente las respuestas celulares y la memoria almacenada en el Cuerpo Instintivo (Cuerpo-Dolor).

Este nuevo ciclo nos obliga a cada uno de nosotros a prestar atención a nuestro cuerpo instintivo, nuestro cuerpo del dolor elemental-emocional y lo que le sucede. La relación de las fuerzas solares y lunares y su efecto combinado sobre las polaridades de las fuerzas del cuerpo planetario se adaptan a este efecto sobre el campo magnético.

Desafortunadamente, un malentendido de los principios más elevados de la Ley Natural conduce a un gran caos y sufrimiento para aquellos que toleran persistentemente la destrucción, la división y la violencia, independientemente de los métodos utilizados.

Sin embargo, continúa el éxodo masivo de fuerzas lunares, criaturas de la cadena lunar, Ángeles Caídos de nuestro planeta y del sistema solar, continuando en la actualidad. Dado que la cuarentena se ha levantado del sistema solar, y aquellos que correspondan a la Ascensión (o sean puros de corazón) experimentarán un profundo realineamiento de sus centros de energía sagrada, pasando de las influencias lunares a las solares. Esta bifurcación de fuerzas solares y lunares continúa con cambios no solo en el cuerpo emocional-elemental, sino también en el centro sacro y todos los órganos reproductores. Ella aporta ajustes o conocimientos a muchos de los problemas asociados con el sufrimiento sexual, que han sido programados en base a historias ocultas asociadas con las entidades de la cadena lunar. Los conjuntos de comandos magnéticos de la Madre y la mitocondria también restauran la Feminidad Solar para sus hijos terrestres.

Síntesis de ADN

Al darnos cuenta de que nuestro cuerpo emocional-elemental se mueve de átomos basados ​​en carbono a elementos de base superior a través de la activación de alta frecuencia y cambios magnéticos planetarios, podemos conectar los puntos en el desarrollo espiritual de nuestros propios cuerpos asociados con procesos alquímicos personales. Cuando se restaura el cuerpo de Sophia, la transformación alquímica de nuestra evolución de la conciencia se fusiona con la comprensión científica de la síntesis del ADN. La síntesis de ADN es tan importante como la activación del ADN, que juega un papel importante e inmediato en la ascensión espiritual. La madre recupera el registro del ADN mitocondrial a través de la alteración del flujo magnético, restaurando el modelo de nuestra sangre, cerebro y sistema nervioso para un funcionamiento superior con nuestro verdadero ADN original.

*A El espartamo es un producto químico modificado genéticamente que se distribuye y se utiliza en el mercado como aditivo alimentario.

Traducción: Oreanda Web

En 1975, Howard Temin y David Baltimore descubrieron de forma independiente la transcripción inversa. Resultó que existe una enzima llamada revertasa, que sintetiza ADN en una plantilla de ARN. Recibieron el Premio Nobel por este descubrimiento.

Otro descubrimiento sobre nuestro tema (y también galardonado con el Premio Nobel) fue realizado en 1989 por Sydney Altman y Thomas Check. Resultó que el ARN puede realizar una función enzimática. Altman y Check establecieron que la propia molécula de ARN es capaz de "morder" un trozo de sí misma, y ​​para ello no necesita proteínas. Luego se encontraron otras formas más complejas de la actividad catalítica del ARN. Las enzimas de ARN se denominaron ribozimas (por analogía con las enzimas proteicas, enzimas). Cabe señalar que el ADN también puede funcionar como desoxirribozima, pero hay muchos menos experimentos de este tipo que los experimentos con ribozimas.

Detengámonos una vez más en la interacción de proteínas y ARN, en particular, en la provisión de procesos que tienen lugar en la célula.

Debo decir que el ARN funciona algo más lento que las proteínas, y en algunas enzimas el ARN hace el trabajo principal, y las proteínas lo ayudan, es decir, sin proteínas hace su trabajo mucho peor, pero sin embargo puede funcionar sin proteínas. Cuando se descubrieron las ribozimas, los biólogos comenzaron a colocar al ARN en el centro del pensamiento sobre el origen de la vida y la evolución temprana de la vida. Primero, el ARN es un ácido nucleico que puede formar enlaces complementarios, es decir, se puede replicar. Hay virus que contienen ARN que se replica, estos virus tienen una enzima especial llamada ARN replicasa. Es decir, el ARN puede realizar la función de replicación, también puede realizar una función enzimática, es decir, puede funcionar como un genoma de ARN y como una enzima de ARN.

La hipótesis de que el ARN podría haber surgido antes que el ADN y las proteínas se denominó el mundo del ARN. Ahora bien, esto se considera un hecho generalmente aceptado en muchos libros de texto, aunque, en rigor, no se pueden descartar otros escenarios para el desarrollo de la vida. Una hipótesis explica mucho, mucho más que otras hipótesis. La hipótesis de que las proteínas se encuentran en el origen de la vida es menos racional, ya que también es necesario buscar una respuesta a la pregunta ¿por qué las proteínas que se auto-replicaron luego perdieron esta capacidad?

La hipótesis del mundo del ARN no habla del comienzo mismo de la aparición de moléculas vivas en la Tierra, habla de la siguiente etapa de la evolución, cuando existen biomoléculas, hay algunos procesos, pero el mundo aún no es el mismo que ahora. , a la que estamos acostumbrados. Todavía no hay ADN en ese mundo, aparentemente tampoco hay proteínas, aunque ya hay aminoácidos y oligopéptidos, no hay proceso de traducción, pero hay proceso de transcripción, solo se sintetiza ARN no sobre ADN, sino sobre ARN. Existe un genoma de ARN en el que se sintetiza una molécula de enzima de ARN funcional. Algunos autores, tratando de reconstruir las características de este mundo, sugieren que el ARNt es una reliquia del mundo del ARN y que el genoma del ARN era similar al ARNt. Las moléculas de TRNA participan no solo en la biosíntesis de proteínas como portadoras de aminoácidos, sino que también participan en otros procesos, incluidos los reguladores. Se supone que los tres nucleótidos ubicados en el anticodón eran una marca para el genoma, pero estos nucleótidos no estaban en la molécula de ARN de trabajo. Las copias de trabajo de las moléculas de ARN podían destruirse durante la operación y no era necesario utilizarlas para la replicación. El genoma de ARN con una etiqueta fue una plantilla para la síntesis de muchas moléculas de trabajo, y cuando es necesario replicar el ARN, entonces, mediante esta etiqueta, descubren qué molécula necesita ser replicada, se forma una copia junto con la etiqueta y se forma un nuevo ARN genómico a partir de esta etiqueta. Enfatizamos que esto es solo una hipótesis y hasta ahora no se puede probar, aunque hay algunos indicios de que tales procesos podrían continuar.

El siguiente proceso que surgió se transmite. Las proteínas comenzaron a sintetizarse en el ARN y existen muchas hipótesis sobre cómo y por qué sucedió esto y por qué fue beneficioso. Se cree que el ADN fue el último en aparecer. Dado que el ARN es menos estable, el ADN comenzó a realizar las funciones del genoma y el ARN retuvo solo una parte de las funciones que tenía en el mundo del ARN. Las copias de ADN de las moléculas de ARN podrían haber surgido durante la transcripción inversa. Pero para leer información del ADN, tenía que aparecer un proceso de transcripción. Quizás, primero, para la replicación del ADN, se requirió traducirlo en una copia de ARN y luego, mediante transcripción inversa, sintetizar nuevo ADN. Pero en algún momento, tuvo que aparecer la replicación del ADN sin un intermediario de ARN. Es cierto que todavía no podemos prescindir del ARN; permítanme recordarles que la ADN polimerasa requiere un cebador de ARN para iniciar la síntesis de ADN.

El orden propuesto de aparición de las funciones de los seres vivos es el siguiente: las funciones catalíticas de las ribozimas y la replicación del ARN, luego se agrega la traducción, luego se agregan la transcripción inversa y la transcripción del ARN en el ADN, y luego la replicación del ADN. Lo último en compactación de ADN (recuerde, hablamos en una de las conferencias sobre proteínas, histonas y nucleosomas, que proporcionan compactación en una célula eucariota). La compactación del ADN ha permitido aumentar el tamaño del genoma.

Es interesante notar que, dado que en todos los organismos vivos desde bacterias, virus hasta humanos, se usa el mismo código genético y los procesos metabólicos básicos son similares. Se cree que todos los organismos vivos descienden de un antepasado común. El ancestro común es la colección de células y estructuras subcelulares. Sería más exacto decir que el antepasado común representaba una colección de procesos metabólicos y catalizadores que los regulan.

Este ancestro común, que tenía todos los sistemas básicos de los organismos modernos (ADN, ARN, proteína), se llama progenoto (progenitor). Luego vino la evolución, que es más claro cómo estudiar. Teniendo en cuenta lo que sucedió antes, solo se pueden construir hipótesis, pero estas hipótesis deben estar fundamentadas. Por ejemplo, hay trabajos en los que intentan reconstruir el metabolismo del mundo del ARN. Como se hace Al principio, estudian los procesos metabólicos de una célula moderna e intentan encontrar reliquias del mundo del ARN en ellas. Es decir, si imaginamos que existía el mundo del ARN, entonces el metabolismo moderno estaba "escrito" encima del que existía entonces. Por ejemplo, sabemos que el ATP funciona como donante de fósforo, pero otras moléculas también pueden ser donantes de fósforo. Entonces, ¿por qué guardar la molécula que contiene el resto de ácido ribonucleico? Se cree que esto es solo una reliquia del mundo del ARN. No solo el ATP tiene funciones en paralelo con otras sustancias, sino también muchos cofactores ribonucleicos, es decir, compuestos que participan en reacciones enzimáticas, sirviendo como intermediarios, "asistentes" en el trabajo de las enzimas. Por ejemplo, NADP: fosfato de dinucleótido de nicotinamida, etc. participación de esta pieza ribo, es decir, si hay otro donante de un grupo fósforo o un donante de un grupo metilo, se asume que donde el cofactor con el componente ARN es una reliquia del mundo ARN. Y, habiendo hecho tal análisis, encontramos procesos que podrían estar representados en el mundo del ARN. Una característica interesante es que la síntesis de ácidos grasos, presumiblemente, no se incluyó en la lista de tales procesos, porque esto requiere componentes proteicos obligatorios, que no estaban allí en ese momento.

Una pregunta interesante es si el organismo ribo participó en la fotosíntesis de oxígeno. Después de todo, el oxígeno apareció en la atmósfera hace 2 mil millones de años, la atmósfera libre de oxígeno se transformó en oxígeno. Si la reconstrucción muestra que la fotosíntesis de oxígeno podría tener lugar en el riboorganismo, esto significaría que los riboorganismos vivieron hace 2-3 mil millones de años, y en este momento ya hay rastros bastante notables de estructuras de células procariotas en rocas sedimentarias. , y luego es posible suponer que no fueron dejados por organismos basados ​​en ADN, sino por organismos basados ​​en ARN.

Hablamos sobre las etapas de desarrollo de la vida en la tierra, dijimos que primero había procariotas, luego eucariotas, organismos multicelulares, luego organismos sociales, luego la sociedad humana. A veces se hace la pregunta: ¿por qué todavía existen las bacterias? ¿Por qué los organismos más avanzados (eucariotas) no suplantaron a los procariotas? De hecho, los eucariotas no pueden vivir sin procariotas, porque los eucariotas se originaron en la Tierra, donde ya vivían las bacterias, están integrados en este sistema. Los eucariotas comen bacterias, consumen lo que han hecho las bacterias, se adaptan precisamente a la vida que las bacterias les han creado. Si se elimina el procariota, la base de la vida en la Tierra colapsará. Cada nuevo nivel integrador de vida más complejo surgió sobre la base de un sistema anterior ya existente, adaptado a él, y ya no podría existir sin él.

La variedad de bacterias es grande, utilizan reacciones químicas muy diferentes como fuentes de energía. De hecho, en la biosfera moderna, todos los ciclos geoquímicos están controlados principalmente por bacterias. Ahora están llevando a cabo algunas reacciones clave, por ejemplo, el ciclo del hierro, el ciclo del azufre, la fijación de nitrógeno. Nadie, excepto las bacterias, puede obtener nitrógeno de la atmósfera e incluirlo en sus propias moléculas.

La información genética está contenida en ADN cromosomas en el núcleo celular. Sin embargo, la síntesis de proteínas, el proceso en el que la información codificada en un gen se utiliza para determinar la función celular, tiene lugar en el citoplasma. Esta división refleja el hecho de que los humanos somos eucariotas. Las células humanas tienen un verdadero núcleo que contiene un genoma separado del citoplasma por una membrana nuclear. En procariotas, como Escherichia coli, el ADN no está aislado en el núcleo.

Porque compartimentación(separación) de las células eucariotas, la transferencia de información del núcleo al citoplasma es un proceso complejo que atrae la atención de los biólogos moleculares y celulares.

El ácido ribonucleico (ARN) actúa como mediador molecular entre dos tipos de información: el código genético y el código de aminoácidos de las proteínas. La estructura química del ARN es similar a la del ADN, excepto que cada nucleótido de ARN tiene un componente carbohidrato de ribosa en lugar de desoxirribosa; además, el uracilo (U) está presente en lugar de timina en una de las bases pirimidínicas del ARN. Otra diferencia entre el ARN y el ADN es que el ARN en la mayoría de los organismos existe como una sola molécula, mientras que el ADN existe en forma de doble hélice.

La relación de información entre el ADN, el ARN y la proteína está estrechamente entrelazada: basada en ADN genómico la secuencia de ARN se sintetiza directamente y, en base a ella, se sintetiza la secuencia polipeptídica. Las proteínas específicas están involucradas en la síntesis y el metabolismo del ADN y el ARN. Este flujo de información se denomina dogma central de la biología molecular.

La información genética se almacena en el ADN del genoma en forma de un código (el código genético se analiza a continuación), en el que la secuencia de bases adyacentes determina la secuencia de aminoácidos en el polipéptido. Primero, el ARN se sintetiza a partir de una plantilla de ADN, un proceso conocido como transcripción. El ARN que lleva información codificada, el llamado ARN mensajero (ARNm), se mueve desde el núcleo hasta el citoplasma, donde se decodifica (traduce) la secuencia de ARNm, determinando la secuencia de aminoácidos en la proteína sintetizada.

Proceso traducción(traducción) ocurre en los ribosomas, que son orgánulos citoplasmáticos con sitios de reconocimiento para todas las moléculas involucradas, incluidos los ARNm que participan en la síntesis de proteínas. Los ribosomas se construyen a partir de muchas proteínas estructurales diferentes y un tipo especializado de ARN conocido como ARN ribosómico (ARNr). Durante la traducción, se utiliza otro tercer tipo de ARN, el transporte (ARNt), que proporciona un enlace molecular entre los códigos contenidos en la secuencia de bases del ARNm y la secuencia de aminoácidos de la proteína codificada.

Debido al flujo interdependiente información representado por el dogma central, se puede discutir la genética molecular de la expresión génica en cualquiera de los tres niveles informativos: ADN, ARN o proteína. Comenzamos examinando la estructura de los genes en el genoma como base para discutir el código genético, la transcripción y la traducción.

Los tiempos en los que vivimos están marcados por tremendos cambios, tremendos avances, cuando la gente recibe respuestas a más y más preguntas nuevas. La vida avanza rápidamente y lo que hasta hace poco parecía imposible comienza a hacerse realidad. Es muy posible que lo que hoy parece ser una trama del género de la fantasía, pronto adquiera también rasgos de realidad.

Uno de los descubrimientos más importantes de la segunda mitad del siglo XX fue el de los ácidos nucleicos ARN y ADN, gracias a los cuales el hombre se acercó más a resolver los misterios de la naturaleza.

Ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son compuestos orgánicos con propiedades de alto peso molecular. Están compuestos de hidrógeno, carbono, nitrógeno y fósforo.

Fueron descubiertos en 1869 por F. Misher, quien investigó el pus. Sin embargo, entonces a su descubrimiento no se le dio mucha importancia. Solo más tarde, cuando estos ácidos se encontraron en todas las células animales y vegetales, llegó la comprensión de su enorme función.

Hay dos tipos de ácidos nucleicos: ARN y ADN (ácidos ribonucleico y desoxirribonucleico). Este artículo trata sobre el ácido ribonucleico, pero para una comprensión general, consideremos también qué es el ADN.

Qué

El ADN está formado por dos hebras que están conectadas según la ley de complementariedad por enlaces de hidrógeno de bases nitrogenadas. Las cadenas largas se retuercen en una hélice; una vuelta contiene casi diez nucleótidos. El diámetro de la doble hélice es de dos milímetros, la distancia entre los nucleótidos es de aproximadamente medio nanómetro. La longitud de una molécula a veces alcanza varios centímetros. El ADN del núcleo de una célula humana tiene casi dos metros de largo.

La estructura del ADN contiene todo el ADN que tiene replicación, lo que significa un proceso durante el cual se forman dos moléculas completamente idénticas a partir de una molécula: las hijas.

Como ya se señaló, la cadena está formada por nucleótidos, que a su vez están formados por bases nitrogenadas (adenina, guanina, timina y citosina) y un residuo de ácido fosforoso. Todos los nucleótidos difieren en bases nitrogenadas. El enlace de hidrógeno no ocurre entre todas las bases; la adenina, por ejemplo, solo puede unirse con timina o guanina. Por lo tanto, hay tantos nucleótidos de adenilo en el cuerpo como nucleótidos de timidilo, y el número de nucleótidos de guanilo es igual a nucleótidos de citidilo (regla de Chargaff). Resulta que la secuencia de una cadena predetermina la secuencia de la otra, y las cadenas, por así decirlo, se reflejan entre sí. Este patrón, donde los nucleótidos de las dos cadenas están dispuestos de manera ordenada y también se unen selectivamente, se denomina principio de complementariedad. Además de los compuestos de hidrógeno, la doble hélice también es hidrófoba.

Las dos cadenas están dirigidas de manera opuesta, es decir, ubicadas en direcciones opuestas. Por lo tanto, opuesto al extremo de tres "-extremo de uno está el extremo de cinco" -de la otra cadena.

Exteriormente, se asemeja a una escalera de caracol, el riel de la cual es una columna vertebral de azúcar-fosfato, y los escalones son bases de nitrógeno complementarias.

¿Qué es el ácido ribonucleico?

El ARN es un ácido nucleico con monómeros llamados ribonucleótidos.

En propiedades químicas, es muy similar al ADN, ya que ambos son polímeros de nucleótidos, que son un N-glucósido fosfolado, que se construye sobre el residuo de pentosa (azúcar de cinco carbonos), con un grupo fosfato del quinto átomo de carbono. y una base de nitrógeno en el primer átomo de carbono.

Es una sola cadena de polinucleótidos (excepto los virus), que es mucho más corta que la del ADN.

Un monómero de ARN son los residuos de las siguientes sustancias:

• base de nitrógeno;
• un monosacárido de cinco carbonos;
• ácido de fósforo.

Los ARN tienen bases de pirimidina (uracilo y citosina) y purina (adenina, guanina). La ribosa es un monosacárido de nucleótidos de ARN.

Diferencias entre ARN y ADN

Los ácidos nucleicos se diferencian entre sí en las siguientes propiedades:

• su cantidad en una célula depende del estado fisiológico, la edad y la afiliación orgánica;
• El ADN contiene carbohidrato desoxirribosa y el ARN contiene ribosa;
• la base nitrogenada en el ADN es timina y en el ARN es uracilo;
• las clases realizan diferentes funciones, pero se sintetizan en una matriz de ADN;
• El ADN está formado por una doble hélice y el ARN está formado por una sola hebra;
• La actuación del ADN no es característica para ella;
• El ARN tiene más bases menores;
• las cadenas varían significativamente en longitud.

Estudiar historia

La célula de ARN fue descubierta por primera vez por un bioquímico de Alemania R. Altman en el estudio de células de levadura. A mediados del siglo XX, se demostró el papel del ADN en la genética. Solo entonces se describieron los tipos de ARN, funciones, etc. Hasta el 80-90% de la masa de la célula recae en el r-RNA, que junto con las proteínas forman un ribosoma y participan en la biosíntesis de proteínas.

En los años sesenta del siglo pasado, se sugirió por primera vez que debía haber una especie que portara la información genética para la síntesis de proteínas. Después de eso, se estableció científicamente que existen tales ácidos ribonucleicos informativos que representan copias complementarias de genes. También se denominan ARN mensajeros.

Los llamados ácidos de transporte intervienen en la decodificación de la información registrada en ellos.

Posteriormente, se comenzaron a desarrollar métodos para identificar la secuencia de nucleótidos y se estableció la estructura del ARN en el espacio ácido. Entonces se descubrió que algunos de ellos, llamados ribozimas, pueden escindir cadenas de polirribonucleótidos. Como resultado, se empezó a asumir que en el momento en que nacía la vida en el planeta, el ARN actuaba sin ADN ni proteínas. Además, todas las transformaciones se llevaron a cabo con su participación.

La estructura de la molécula de ácido ribonucleico.

Casi todos los ARN son cadenas simples de polinucleótidos, que, a su vez, están compuestos de monoribonucleótidos: bases de purina y pirimidina.

Los nucleótidos se designan con letras de base iniciales:

• adenina (A), A;
• guanina (G), G;
• citosina (C), C;
• uracilo (U), W.

Están unidos por enlaces de tres y cinco fosfodiéster.

En la estructura del ARN se incluye un número muy diferente de nucleótidos (de varias decenas a decenas de miles). Pueden formar una estructura secundaria que consta principalmente de hebras cortas de doble hebra que están formadas por bases complementarias.

Estructura de la molécula de ácido ribonucleico

Como ya se mencionó, la molécula tiene una estructura monocatenaria. El ARN recibe una estructura y una forma secundarias como resultado de la interacción de los nucleótidos entre sí. Es un polímero, cuyo monómero es un nucleótido que consta de un azúcar, un residuo de ácido fosforoso y una base nitrogenada. Exteriormente, la molécula se parece a una de las cadenas de ADN. Los nucleótidos adenina y guanina, que forman parte del ARN, son purina. La citosina y el uracilo son bases pirimidínicas.

Proceso de síntesis

Para que la molécula de ARN se sintetice, la plantilla es una molécula de ADN. Sin embargo, existe el proceso opuesto, cuando se forman nuevas moléculas de ácido desoxirribonucleico en una matriz ribonucleica. Esto ocurre con la replicación de ciertos tipos de virus.

Otras moléculas de ácido ribonucleico también pueden servir como base para la biosíntesis. Muchas enzimas están involucradas en su transcripción, que ocurre en el núcleo celular, pero la más importante de ellas es la ARN polimerasa.

Puntos de vista

Dependiendo del tipo de ARN, sus funciones también difieren. Hay varios tipos:

• i-ARN informativo;
• r-ARN ribosómico;
• transporte de t-ARN;
• menor;
• ribozimas;
• viral.

Ácido ribonucleico informativo

Estas moléculas también se denominan moléculas de matriz. Constituyen aproximadamente el dos por ciento del total en la celda. En las células eucariotas, se sintetizan en los núcleos de las plantillas de ADN, luego pasan al citoplasma y se unen a los ribosomas. Además, se convierten en plantillas para la síntesis de proteínas: se les adjunta ARN de transporte que llevan aminoácidos. Así es como tiene lugar el proceso de conversión de información, que se realiza en la estructura única de la proteína. En algunos ARN virales, también es un cromosoma.

Jacob y Mano son los descubridores de esta especie. Al no tener una estructura rígida, su cadena forma bucles curvos. No funciona, el i-RNA se junta en pliegues y se pliega en una bola, y en condiciones de trabajo se despliega.

El i-ARN transporta información sobre la secuencia de aminoácidos en la proteína que se sintetiza. Cada aminoácido se codifica en una ubicación específica mediante códigos genéticos que se caracterizan por:

• triplete: a partir de cuatro mononucleótidos es posible construir sesenta y cuatro codones (código genético);
• no superposición: la información se mueve en una dirección;
• continuidad: el principio de funcionamiento se reduce al hecho de que un i-ARN es una proteína;
• universalidad: uno u otro tipo de aminoácido está codificado en todos los organismos vivos de la misma manera;
• degeneración: se conocen veinte aminoácidos y codones, sesenta y uno, es decir, están codificados por varios códigos genéticos.

Ácido ribonucleico ribosómico

Estas moléculas constituyen la gran mayoría del ARN celular, es decir, del ochenta al noventa por ciento del total. Se unen a proteínas y forman ribosomas, orgánulos que sintetizan proteínas.

Los ribosomas son sesenta y cinco por ciento de ARNr y treinta y cinco por ciento de proteína. Esta cadena de polinucleótidos se dobla fácilmente con la proteína.

El ribosoma consta de regiones de aminoácidos y péptidos. Están ubicados en superficies de contacto.

Los ribosomas se mueven libremente en los lugares correctos. No son muy específicos y no solo pueden leer información de i-RNA, sino que también pueden formar una plantilla con ellos.

Transporte de ácido ribonucleico

El t-RNA es el más estudiado. Constituyen el diez por ciento del ácido ribonucleico celular. Estos tipos de ARN se unen a los aminoácidos gracias a una enzima especial y se entregan a los ribosomas. En este caso, los aminoácidos son transportados por moléculas de transporte. Sin embargo, sucede que un aminoácido está codificado por diferentes codones. Luego serán transferidos por varios ARN de transporte.

Se enrosca en una bola cuando está inactivo, y cuando funciona, parece una hoja de trébol.

En él se distinguen las siguientes áreas:

• un tallo aceptor que tiene una secuencia de nucleótidos ACC;
• un sitio para unirse al ribosoma;
• un anticodón que codifica un aminoácido que se une a este t-RNA.

Ácido ribonucleico menor

Recientemente, los tipos de ARN se han complementado con una nueva clase, los llamados ARN pequeños. Lo más probable es que sean reguladores universales que activan o desactivan los genes durante el desarrollo embrionario y también controlan los procesos dentro de las células.

Las ribozimas también se han identificado recientemente, están involucradas activamente cuando se fermenta el ácido de ARN, mientras que son un catalizador.

Tipos virales de ácidos

El virus puede contener ácido ribonucleico o ácido desoxirribonucleico. Por lo tanto, con las moléculas correspondientes, se denominan que contienen ARN. Cuando un virus de este tipo ingresa a la célula, se produce la transcripción inversa: aparece nuevo ADN sobre la base del ácido ribonucleico, que se incorpora a las células, lo que garantiza la existencia y reproducción del virus. En otro caso, se forma un ARN complementario en el ARN recibido. Los virus son proteínas, la actividad vital y la reproducción se realiza sin ADN, pero solo sobre la base de la información contenida en el ARN del virus.

Replicación

Para mejorar la comprensión general, es necesario considerar el proceso de replicación que da como resultado dos moléculas de ácido nucleico idénticas. Así es como comienza la división celular.

Implica ADN polimerasas, ADN dependiente, ARN polimerasas y ADN ligasas.

El proceso de replicación consta de las siguientes etapas:

• despiralización: hay un desenrollamiento secuencial del ADN de la madre, que captura la molécula completa;
• ruptura de enlaces de hidrógeno, en los que las cadenas divergen, y aparece una bifurcación replicativa;
• ajuste de los dNTP a las bases liberadas de las cadenas madre;
• escisión de pirofosfatos de moléculas de dNTP y formación de enlaces fosforodiéster debido a la energía liberada;
• respiración.

Después de la formación de una molécula hija, el núcleo, el citoplasma y el resto se dividen. Así, se forman dos células hijas, que han recibido por completo toda la información genética.

Además, se codifica la estructura primaria de las proteínas que se sintetizan en la célula. El ADN en este proceso tiene una parte indirecta, y no directa, que consiste en que es sobre el ADN donde se produce la síntesis de las proteínas implicadas en la formación del ARN. Este proceso se llama transcripción.

Transcripción

La síntesis de todas las moléculas se produce durante la transcripción, es decir, la reescritura de la información genética de un operón de ADN específico. El proceso es en algunos aspectos similar a la replicación, mientras que en otros es significativamente diferente.

Las similitudes son las siguientes partes:

• comienza con la desespiralización del ADN;
• hay una ruptura de los enlaces de hidrógeno entre las bases de las cadenas;
• Los NTF son complementarios a ellos;
• Se forman enlaces de hidrógeno.

Diferencias con la replicación:

• durante la transcripción, solo se desenrolla la sección de ADN correspondiente a la transcriptona, mientras que durante la replicación se desenrolla toda la molécula;
• durante la transcripción, los NTF de ajuste contienen ribosa y, en lugar de timina, uracilo;
• la información se da de baja solo en un área determinada;
• después de la formación de la molécula, los enlaces de hidrógeno y la cadena sintetizada se rompen y la cadena se desliza fuera del ADN.

Para un funcionamiento normal, la estructura primaria del ARN debe consistir solo en regiones de ADN eliminadas de los exones.

En los ARN recién formados, comienza el proceso de maduración. Se recortan las áreas silenciosas y se cosen las informativas, formando una cadena de polinucleótidos. Además, cada especie tiene transformaciones inherentes solo a ella.

En el i-ARN, se produce el apego al final inicial. El poliadenilato se une al sitio final.

En t-RNA las bases se modifican, formando especies menores.

En el r-ARN, las bases individuales también están metiladas.

Protege contra la destrucción y mejora el transporte de proteínas al citoplasma. El ARN en un estado maduro se une a ellos.

El valor de los ácidos desoxirribonucleico y ribonucleico.

Los ácidos nucleicos son de gran importancia en la vida de los organismos. Almacenan, transfieren al citoplasma y heredan información sobre las proteínas sintetizadas en cada célula a las células hijas. Están presentes en todos los organismos vivos, la estabilidad de estos ácidos juega un papel fundamental para el funcionamiento normal tanto de las células como de todo el organismo. Cualquier cambio en su estructura dará lugar a cambios celulares.