Transcripción, Traducción y Replicación del ADN

Transcripción

La transcripción es la síntesis de una cadena de ARN a partir de una secuencia de ADN, siguiendo las reglas de complementariedad A-U, T-A, G-C, C-G. Este proceso se lleva a cabo en el núcleo. Los genes están fragmentados en zonas sin sentido o intrones y zonas con sentido o exones. Antes de la traducción, el ARN debe madurar y eliminar los intrones. Las ARN-polimerasas sintetizan los precursores de ARN mensajeros.

Iniciación

El ADN eucariótico posee centros promotores, que son secuencias que marcan el inicio de la transcripción. Uno de ellos se llama TATA box y está a 25 nucleótidos antes del inicio. Este reconoce los factores de transcripción para que la ARN-polimerasa comience la transcripción.

Elongación

La cadena de ARN crece de 5’ a 3’. Se transcriben tanto exones como intrones. Al extremo 5’ del ARN se une un casquete, que protege el extremo del ataque de las nucleasas cuando el ARN sale del núcleo hacia los ribosomas.

Terminación

No se conocen bien las señales de terminación en las células eucarióticas. En cuanto se produce la separación del ARN transcrito, un enzima une un extremo 3’ con un poliA constituido por más de 200 unidades de adenosina.

Maduración

Se eliminan los intrones mediante cortes en la cadena. Se forma un lazo con un intrón y, por la acción de las ribonucleoproteínas, se unen los exones entre sí. En algunos casos existe una corrección del ARN ya transcrito. El ARNm sale al citoplasma con la información para la síntesis de una proteína.

El Código Genético

El código genético es la relación entre los nucleótidos de un polinucleótido y los aminoácidos. Hay 4 nucleótidos diferentes. Las proteínas tienen 20 aminoácidos diferentes y las combinaciones posibles de tripletes de nucleótidos son 64, por lo que sobran tripletes para los 20 aminoácidos. Un aminoácido puede tener varios tripletes, por eso el código genético es degenerado. Los tripletes sinónimos son los que codifican el mismo aminoácido (ej. UCC-UCA, UGC-UCC). El código genético es universal, desde una bacteria hasta un mamífero, por eso es posible introducir genes de una especie a otra y poder producir organismos transgénicos.

Traducción

El ARN mensajero es el que lleva la información para la síntesis de proteínas, es decir, determina el orden en que se unirán los aminoácidos. Esta información está codificada en forma de tripletes: cada tres bases constituyen un codón que determina un aminoácido. Las reglas de correspondencia entre codones y aminoácidos constituyen el código genético.

La traducción tiene lugar en los ribosomas del citoplasma. Los aminoácidos son transportados por el ARN de transferencia, específico para cada uno de ellos, y son llevados hasta el ARN mensajero, donde se aparean el codón de éste y el anticodón del ARN de transferencia, por complementariedad de bases. De esta forma se sitúan en la posición que les corresponde.

Una vez finalizada la síntesis de una proteína, el ARN mensajero queda libre y puede ser leído de nuevo. De hecho, es muy frecuente que antes de que finalice una proteína ya está comenzando otra, con lo cual, una misma molécula de ARN mensajero está siendo utilizada por varios ribosomas simultáneamente.

Replicación del ADN

Replicación en Procariotas

La replicación es el proceso por el cual una molécula de ADN genera otra igual a partir de ella misma. El resultado son dos moléculas hijas, compuesta cada una de ellas por una cadena antigua y otra de nueva síntesis. Es un tipo de replicación semiconservativa. La replicación más estudiada es la de E. coli.

Los nucleótidos libres se unen a la hebra creciente si en la cadena de ADN molde se encuentra un nucleótido con la base complementaria que le corresponde. Este proceso es catalizado por las ADN-polimerasas. Las polimerasas catalizan el crecimiento de la hebra de ADN y necesitan que exista un fragmento de ARN llamado cebador. El cebador es una cadena corta de ARN que es sintetizada por la ARN-polimerasa.

La apertura de la doble hélice se produce por la enzima helicasa y se forma una apertura denominada horquilla de replicación. Las ADN-polimerasas sintetizan las dos hebras hijas: leen la cadena 3′-5′ y sintetizan una nueva 5′-3′. La primera se llama hebra líder y la segunda se llama hebra retrasada.

Replicación en Eucariotas

La replicación en eucariotas es bidireccional y se inicia a la vez en cientos o miles de puntos de un cromosoma. Las cadenas de ADN de los cromosomas son lineales. Al replicarse varias veces, se irá acortando el cromosoma. El extremo del cromosoma es el telómero y tiene una secuencia repetida de 6 nucleótidos. Hay una enzima llamada telomerasa que utiliza un molde de ARN para alargar la hebra 3′.

Mutaciones

La mutación es la alteración de la información genética. Puede afectar a un solo gen y consiste en sustituciones, inserciones o eliminaciones de nucleótidos. Pueden ser espontáneas o inducidas. Las mutaciones espontáneas se pueden producir por errores en la replicación o lesiones en el ADN. Las mutaciones inducidas se producen cuando un organismo está sometido a agentes mutágenos.

Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos constituyen el material genético de los seres vivos. Los monómeros son los nucleótidos, que forman polímeros. Hay dos tipos de ácidos nucleicos: el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN).

Nucleótidos

Son los monómeros de los ácidos nucleicos. Están formados por tres componentes: una pentosa (monosacárido de 5 carbonos), una base nitrogenada y un grupo fosfato (ácido fosfórico).

• En el ARN, la pentosa es una ribosa y las bases nitrogenadas son adenina, uracilo, guanina y citosina.
• En el ADN, la pentosa es una desoxirribosa y las bases nitrogenadas son adenina, timina, guanina y citosina.

El nucleósido es el grupo formado por la pentosa y la base nitrogenada. El nucleótido incluye el grupo fosfato.

Polinucleótidos

Los nucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster entre el grupo fosfato del carbono 5′ de un nucleótido y el grupo hidroxilo (OH) del carbono 3′ del siguiente nucleótido. La cadena formada tiene un extremo 5′ y otro 3′.

Tipos de Ácidos Nucleicos

ADN

El ADN es un polímero de desoxirribonucleótidos. En las células eucariotas se encuentra en el núcleo, en las mitocondrias y, en las células vegetales, también en los cloroplastos. En las células procariotas se encuentra en el citoplasma en forma de un único cromosoma circular.

El ADN tiene dos estructuras:

• Primaria: es la secuencia de desoxirribonucleótidos.
• Secundaria: es el modelo de doble hélice propuesto por Watson y Crick. El ADN está formado por dos cadenas polinucleotídicas enrolladas entre sí formando una doble hélice. Las cadenas son antiparalelas (una 5′-3′ y la otra 3′-5′) y las bases se sitúan hacia el interior de la hélice.

ARN

El ARN es un polímero de ribonucleótidos y suele ser de una sola cadena con estructura primaria. Hay tres tipos principales de ARN:

• ARNm (mensajero): es la copia de un fragmento de ADN y contiene la información genética para la síntesis de proteínas.
• ARNr (ribosomal): se encuentra en los ribosomas junto con proteínas y participa en la síntesis de proteínas.
• ARNt (transferencia): transporta los aminoácidos hasta los ribosomas durante la síntesis de proteínas.

Los ARN pueden formar estructuras secundarias complejas, como bucles y horquillas.

Propiedades del Texto

Todo texto se rige por unas normas que permiten que sea una unidad de comunicación. Estas normas son la coherencia, la cohesión y la adecuación.

Coherencia

Es la relación lógica entre las partes del texto, es decir, que las ideas hagan referencia a un mismo tema y estén relacionadas. Un texto es coherente cuando:

• Es una unidad de sentido.
• Hay una progresión lógica de las ideas.
• La información avanza cuando las ideas se unen con otras ideas.
• El tema es siempre el mismo y está presente en todo el texto.
• Contiene información suficiente y no aparecen contradicciones.
• Los hechos guardan relación con el mundo real.

Selección de la Información

El texto está conformado por una serie de ideas que se relacionan y que desarrollan un único núcleo informativo.

• Núcleo informativo: es la idea esencial del texto, el tema.
• Ideas secundarias: desarrollan la idea principal y están relacionadas entre sí.

Progresión de la Información

La información del texto va avanzando a medida que unas ideas se van uniendo con las otras. Para conseguirlo, se va añadiendo información nueva a partir de una ya conocida. Denominaremos tema a la información conocida por el receptor y rema a la nueva información que el emisor aporta.

Párrafo

La información de un texto se presenta en párrafos.

• Gramaticalmente: es el fragmento del discurso comprendido entre dos puntos y aparte.
• Semánticamente: tiene una unidad de sentido.

El párrafo determina la estructura del texto y facilita su comprensión. Distinguimos diferentes tipos:

• Deductivo: la idea principal está al principio y el resto es una explicación o argumentación.
• Inductivo: la idea fundamental se halla al final del párrafo como resumen o conclusión.
• Encuadrado: la idea central aparece al inicio, se desarrolla a continuación y el final del párrafo vuelve a recoger la idea expuesta al principio.

Cohesión

Debemos asegurar que las palabras se conecten entre sí. La cohesión es la unión de las unidades que integran un texto.

Recursos Léxicos

Se basan en las relaciones semánticas entre las palabras.

• Repetición léxica: se repite la palabra o sintagma clave. Con ellas se forma el núcleo temático principal del texto.
• Sustitución léxico-semántica: se sustituyen los términos para referirse a una idea y evitar repetir una misma palabra. Se pueden usar sinónimos, hiperónimos, hipónimos, etc.

Recursos Gramaticales

Afectan a las relaciones sintácticas del texto.

• Repetición sintáctica: consiste en repetir estructuras para que se produzca una correspondencia casi exacta entre sus constituyentes sintácticos.
• Pronominalización: se sustituyen elementos oracionales por pronombres. Se distingue entre anáfora (primero va el nombre y después el pronombre) y catáfora (al revés).
• Elipsis: es la supresión de elementos que aparecieron con anterioridad en el texto. Puede ser nominal (omite el núcleo del sintagma nominal), verbal (omite una forma verbal) o comparativa (omite algunas partes de los términos comparativos).
• Conexión: se realiza por medio de conectores, que son nexos o conjunciones que unen oraciones o párrafos.

Adecuación

Para que un texto sea adecuado hay que considerar unas normas:

• Presentación: relacionada con aspectos formales. La disposición debe cumplir unos requisitos como el respeto de márgenes y sangría. Los recursos tipográficos destacan información relevante (negrita, cursiva, subrayado). Se debe respetar la normativa ortográfica de acentuación y puntuación, las formas morfosintácticas y léxicas.
• Registro: se debe usar el registro de lengua adecuado en cada situación comunicativa (formal, informal, técnico, etc.).
• Propósito: todo texto tiene la intención de comunicar algo: una opinión, persuadir, informar, etc.

Valores del “Se”

El “se” puede tener dos tipos de valores: uno con función sintáctica (pronombre) y otro sin función sintáctica (marca).

“Se” con Función Sintáctica

Pronombre Reflexivo

Puede ser CD o CI. Sustituye a un sintagma nominal que funciona en la oración como sujeto. También se puede saber añadiéndole al final “a sí mismo”. Ej.: “Él se lava” (Él se lava a sí mismo).

Pronombre Recíproco

Puede ser CD o CI. Sustituye a dos o más sintagmas nominales que, siendo sujetos porque realizan la acción al mismo tiempo, reciben la acción del otro. Ej.: “Se llaman a diario” (Se llaman el uno al otro a diario).

Dativo Ético

Es un pronombre que se puede quitar de la oración sin que cambie el significado. Ej.: “Se recorrió todo el parque” (Recorrió todo el parque). Se puede cambiar por “me”, “te”, etc. Ej.: “Me recorrí todo el parque”.

Variante de “le/les”

Es el uso del “se” en función de CI cuando hay otro pronombre átono en la oración y el “se” sustituye a “le” o “les” para evitar la cacofonía. Ej.: “Dale la planta a tu novio” – “Dásela”.

“Se” sin Función Sintáctica

Seudorreflexivo

Se encuentra en los verbos pronominales (arrepentirse, atreverse) que se conjugan con “me”, “se”, “te”, etc. Ej.: “Se alegra de sus éxitos”. Llevan un suplemento (complemento preposicional).

Pasiva Refleja

Tiene una estructura gramatical activa pero con sentido pasivo. El verbo aparece en 3ª persona singular o plural. Ej.: “Se venden artículos a 1 euro”.

Marcador de Impersonalidad

Estructura en la que el verbo siempre está en 3ª persona singular y no existe sujeto sintáctico ni agente de la acción. Ej.: “En el almuerzo nunca se habla de política”.

Modificador Semántico

Hace que el verbo cambie de significado. Ej.: “Ana ocupa un cargo importante en el Senado” (Ana tiene un cargo importante en el Senado).

Oraciones Coordinadas y Subordinadas

Oraciones Coordinadas

• Copulativas: unen dos oraciones con la conjunción “y”, “e”, “ni”, “que”, etc. Ej.: “Estudia y trabaja”.
• Disyuntivas: presentan dos opciones alternativas con la conjunción “o” o “u”. Ej.: “Vienes o te quedas”.
• Adversativas: expresan oposición o contraste con las conjunciones “pero”, “mas”, “sino”, “aunque”, etc. Ej.: “Estudia mucho, pero no aprueba”.

Oraciones Subordinadas

• Sustantivas: desempeñan las funciones de un sustantivo (sujeto, CD, CI, atributo, etc.). Ej.: “Me gusta que vengas” (sujeto).
• Adjetivas: funcionan como un adjetivo, complementando a un sustantivo. Ej.: “El coche que compré es rojo”.
• Adverbiales: funcionan como un adverbio, modificando al verbo o a la oración principal. Pueden ser de tiempo, lugar, modo, concesivas, causales, condicionales, finales, consecutivas, comparativas, etc. Ej.: “Cuando llegue, te llamo” (tiempo).

Oraciones Subordinadas de Infinitivo, Participio y Gerundio

• Infinitivo: si tiene complemento. Ej.: “Yo quiero estudiar filosofía”.
• Participio: si tiene un complemento. Ej.: “Estoy enamorada de ti”.
• Gerundio: si tiene un complemento. Ej.: “He venido cantando una canción”.

Los verbos intransitivos no tienen ni OD ni suplemento. Los pronombres pueden funcionar como subordinadas adjetivas.

Los Aminoácidos y el Enlace Peptídico

Las proteínas son polímeros de aminoácidos. Un aminoácido es una molécula orgánica que tiene una función amino (-NH₂) y una función ácido (-COOH).

Los aminoácidos constituyentes de las proteínas son los α-aminoácidos, lo que significa que el grupo amino se encuentra unido a un carbono α. Este carbono está unido a un hidrógeno y a una cadena lateral R.

Todas las proteínas naturales de un ser vivo tienen 20 aminoácidos diferentes en la cadena lateral R. El más sencillo es la glicocola o glicina. Todos los aminoácidos tienen un carbono asimétrico excepto la glicocola. Los aminoácidos se representan con tres letras y se clasifican según la naturaleza de la cadena lateral o radical R.

Los aminoácidos se unen entre sí por medio de enlaces peptídicos. El resultado de la unión de dos aminoácidos es un dipéptido, de tres es un tripéptido y de una cadena larga es un polipéptido. Una proteína se compone de una o varias cadenas polipeptídicas. Para analizar las proteínas se fragmentan en péptidos, que son cadenas polipeptídicas cortas. Existen péptidos naturales como la insulina.

En el enlace peptídico, el carbono y el nitrógeno están en el mismo plano, lo que no permite movimientos de rotación.

Conformación y Desnaturalización de las Proteínas

La conformación es la forma tridimensional característica de una proteína en su estado nativo o funcional. Una proteína con valores de pH o temperatura fuera de los intervalos de estabilidad sufrirá un cambio o desaparición de su conformación. Este proceso de pérdida de la estructura tridimensional sin alteración en la secuencia de aminoácidos se denomina desnaturalización.

Si la proteína desnaturalizada vuelve lentamente a las condiciones del estado nativo, podría renaturalizarse. La actividad biológica de una proteína depende de la forma que adopte. La secuencia de aminoácidos determina la función de la proteína. El ADN contiene la información para la secuencia de aminoácidos.

Funciones de las Proteínas

• Acción enzimática: los enzimas son proteínas que catalizan (posibilitan, aceleran) casi todas las reacciones químicas que tienen lugar en las células.
• Transporte: ej. la hemoglobina transporta oxígeno en la sangre.
• Movimiento y contracción: ej. la actina y la miosina, que intervienen en la contracción muscular.
• Soporte mecánico y estructural: ej. las fibras de colágeno, la queratina y la elastina.
• Nutrición y reserva: ej. las albúminas son fuentes de aminoácidos.
• Inmunidad: ej. las inmunoglobulinas son proteínas de defensa (anticuerpos).
• Regulación hormonal: ej. hormonas como la insulina son proteínas.

Estructura de las Proteínas

Las proteínas son las moléculas más importantes de los seres vivos. Son abundantes, numerosas y solo 20 aminoácidos dan lugar a una gran variedad de moléculas.

Estructura Primaria

Las proteínas se distinguen por la secuencia de aminoácidos. Es lo que se denomina estructura primaria. Las proteínas son moléculas informativas, como una palabra que es una secuencia de letras con un significado. Una veintena de letras puede dar lugar a numerosas palabras. Las proteínas están formadas por muchas “letras”, es decir, aminoácidos de una colección de 20 diferentes. El peso molecular de las proteínas varía entre 6000 y más de un millón.

Estructura Secundaria

Es el plegamiento de la estructura primaria. Las cadenas polipeptídicas forman enlaces o puentes de hidrógeno entre el oxígeno del grupo CO de un aminoácido y el hidrógeno del grupo NH de otro.

• α-hélice: es la formación helicoidal dextrógira (en el sentido de las agujas del reloj), sustentada por puentes de hidrógeno cada cuatro aminoácidos.
• β-lámina: también se forma por puentes de hidrógeno y da lugar a formas laminares.

Una proteína puede tener una única o varias estructuras secundarias diferentes. Puede contener una parte en α-hélice, otra parte en β-lámina y codos, que unen las distintas zonas. La estructura secundaria depende de la secuencia de aminoácidos.

Estructura Terciaria

Es el plegamiento de la estructura secundaria. Las cadenas en α-hélice se pueden enrollar y las láminas β también se pliegan.

• Fibrosa: son cadenas polipeptídicas ordenadas en un eje. Suelen estar formadas solo por α-hélice o β-lámina. Son insolubles en agua y forman fibras, como el colágeno y la queratina.
• Globular: se pliegan dando lugar a formas esféricas, como por ejemplo, enzimas, anticuerpos o la hemoglobina. Son solubles en agua.

Las interacciones que mantienen la estructura terciaria son puentes de hidrógeno entre cadenas laterales, interacciones hidrofóbicas, enlaces iónicos y puentes disulfuro.

Estructura Cuaternaria

Es la estructura que presentan las proteínas que poseen más de una cadena polipeptídica. Cada cadena es una subunidad. Las interacciones que mantienen la estructura cuaternaria son los puentes de hidrógeno, las interacciones hidrofóbicas y las interacciones electrostáticas.

Funciones del Lenguaje

En cualquier acto comunicativo hay una transmisión de información que responde a distintas intenciones. El acto comunicativo puede tener diferentes funciones del lenguaje:

• Expresiva: se centra en el emisor y su objetivo es manifestar sus sentimientos y actitudes. Ej.: “¡Ay, qué dolor!”.
• Apelativa: se centra en el receptor y su objetivo es llamar su atención para ordenar o exigir algo. Ej.: “Pedro, espérame. Párate y escúchame”.
• Representativa: se centra en el contexto y su objetivo es informar sobre algo que el receptor desconoce, utilizando un lenguaje sencillo y objetivo. Ej.: “Pedro es mi primo. Esta mañana ha llovido”.
• Fática: se centra en el canal y su objetivo es verificar que el canal de comunicación sigue abierto. Se suele utilizar en preguntas y respuestas cortas. Ej.: “¿Dígame? ¿Me oyes?”.
• Metalingüística: se centra en el código y su objetivo es explicar el código de la lengua. Ej.: “‘Llave’ es un sustantivo femenino”.
• Poética: se centra en el mensaje y su objetivo es llamar la atención sobre la forma del mensaje, utilizando recursos literarios. Ej.: “Mis pupilas, anegadas por el llanto, no te vieron partir”.