Traducción

Traducción..

Una vez que el ARNm se encuentra en el citoplasma, es reconocido por el ribosoma mediante secuencias específicas (en bacterias) y por la caperuza (en eucariotas). En el ribosoma se lleva a cabo el proceso de traducción. En este momento cobra importancia el ARNt, que funciona como adaptador entre aminoácidos y ARNm.

¿Cómo reconocen los ARNt qué aminoácidos deben colocar para traducir una secuencia determinada?
Los ARNt tienen una región que se une a un aminoácido específico y otra que reconoce un triplete de nucleótidos en el ARNm (anticodón). La traducción comienza cuando el ribosoma reconoce ciertas secuencias en el extremo 5’ del ARNm (en bacterias) o la caperuza (en eucariotas) y se mueve a lo largo del mensajero hasta que encuentra el primer codón AUG, que codifica para metionina (o formil-met en bacterias). Este codón funciona como sitio de inicio. A medida que avanza la traducción, distintos ARNt se van uniendo al codón que le corresponda, se forma el enlace peptídico entre los aminoácidos, y por último se libera el ARNt “descargado”, quedando unido al ribosoma el último ARNt incorporado “cargando” con la cadena peptídica en crecimiento.
La transcripción ocurre en el núcleo, donde se eliminan los intrones del pre-ARNm y se crea un ARN maduro, que migra al citoplasma. Una vez que este se une a los ribosomas (formados por subunidades de ARNr y proteínas) y al ARN de transferencia, comienza el proceso de traducción.
¿Cuándo termina la traducción?
Los tres codones que no son reconocidos por ningún ARNt (es decir, que no codifican ningún aminoácido) funcionan como señales de terminación. De esta manera, cuando aparece uno de estos tripletes (UAA, UAG, UGA) la proteína recién formada se libera del ribosoma.

Es importante destacar que en principio el ribosoma podría leer tres “oraciones diferentes”, tener tres marcos de lectura en el mismo ARNm, ya que puede comenzar a leer los tripletes en una base, en la base siguiente o en la tercera base. Es decir, un marco de lectura es una secuencia ininterrumpida de tripletes que puede ser diferente de acuerdo con el nucléotido de inicio.

A partir de una misma secuencia de ARN es posible “leer” tres oraciones diferentes, lo que se traduce en tres proteínas diferentes. La secuencia será completamente diferente e incluso puede variar su longitud si, por ejemplo, aparece un codón de terminación (codón UAA)
Procesos postraducción
Una vez traducidas, las proteínas deben adoptar una estructura tridimensional adecuada. Esto se logra con la ayuda de otras proteínas denominadas chaperonas moleculares. Luego pueden ser modificadas mediante la unión de distintas moléculas como azúcares, nucleósidos, o fosfatos y dirigidas a lugares específicos de la célula (la membrana celular, el núcleo, etcétera) de acuerdo con su función.

Cuando una proteína cumplió su función o cuando no se plegó correctamente, es degradada. Las proteínas que van a ser degradadas son “marcadas” por la unión de una proteína llamada ubiquitina. Una vez seleccionadas, un complejo multiproteico (el proteosoma), degrada las proteínas en aminoácidos rompiendo los enlaces peptídicos.

Transcripción

Una vez que se conforman las dos cadenas nuevas de ADN, lo que sigue es pasar la información contenida en estas cadenas a una cadena de ARN, proceso que se conoce como transcripción. Aquí la enzima responsable es la ARN polimerasa, la cual se une a una secuencia específica en el ADN denominada promotor y sintetiza ARN a partir de ADN.

En la transcripción, la información codificada en un polímero formado por la combinación de 4 nucleótidos (ADN) se convierte en otro polímero cuyas unidades también son 4 nucleótidos (ARN). El ácido ribonucleico es similar al ADN (por eso el proceso se denomina transcripción), pero poseen algunas diferencias, como mostramos en la figura

La transcripción de genes puede dar lugar a ARN mensajero (ARNm, molécula que sirve como molde de la traducción), ARN ribosomal (ARNr, que forma parte de los ribosomas, un complejo compuesto por proteínas y ARNr donde se realiza el proceso de traducción) o ARN de transferencia (ARNt, moléculas que funcionan como adaptadores en el proceso de traducción).

Fenómenos postranscripción
Si bien estos pasos básicos son los mismos para la mayoría de los organismos, hay diferencias entre los distintos dominios de seres vivos (Bacteria, Arquea y Eucaria) tanto en la replicación como en la transcripción y en la traducción.

En organismos procariontes, el ARNm se une a los ribosomas y puede ser traducido tal y como es liberado de la ARN polimerasa, ya que se encuentra en el citoplasma celular y no sufre ninguna modificación. Incluso, puede ser traducido a medida que es transcripto.

En los eucariontes, sin embargo, la traducción y transcripción ocurren en forma separada. La transcripción ocurre en el núcleo y la traducción, en el citoplasma, puede ocurrir minutos, horas o incluso días más tarde. Antes de salir del núcleo para ser traducido, el ARNm sufre dos modificaciones, por lo que es llamado pre-ARNm.

La primera de ellas es el procesamiento por corte y empalme (splicing, en inglés), en el cual se eliminan algunos secuencias no codificantes (o intrones) y se unen las secuencias codificantes (exones). Una molécula de ARNm puede llegar a tener hasta 70 intrones, que pueden llegar a variar de tamaño entre 80 y 10.000 nucleótidos. La segunda modificación ocurre en los extremos: al extremo 5’ se le une una caperuza (compuesta por guanina metilada) y al extremo 3’ se agrega una “cola” de poliadenina o poliA. Luego de todas estas modificaciones, tenemos un ARN maduro.

Replicación del ADN

En este apartado describimos con más detalle los procesos de replicación, transcripción y traducción, introducidos en el apartado anterior.

La transmisión de información implica que el ADN es capaz de duplicarse de manera de obtener dos moléculas iguales a partir de la molécula inicial. Este proceso se llama replicación.

Luego del descubrimiento de la estructura del ADN, en 1957, dos biólogos moleculares americanos, Matthew Stanley Meselson y Frank Stahl demostraron que este se replica de una manera semiconservativa, es decir que la nueva cadena se sintetiza utilizando una de las hebras preexistentes como molde. Las moléculas de ADN “hijas” están formadas por una cadena nueva y una original que sirve como molde. Con nitrógeno 15 (un isótopo radiactivo), ya que el nitrógeno es necesario para la síntesis de las bases que componen el ADN, y usando sucesivas generaciones de bacterias Escherichia coli, estos científicos mostraron que cuando el ADN se duplica, cada una de sus cadenas pasa a las células hijas sin cambiar y actúan de molde o patrón para formar una segunda hebra y completar así las dos doble cadenas.

Para que esto ocurra, la célula debe “abrir” la doble cadena de ADN en una secuencia específica denominada origen de replicación(en bacterias) o secuencia de replicación autónoma (en eucariotas) y copiar cada cadena.

En la replicación participan varias enzimas. Las ADN polimerasas sintetizan una nueva cadena de ADN. Para esto utilizan como molde una de las hebras y un segmento corto de ADN, al que se le agregan los nuevos nucleótidos. Este segmento funciona como cebador (primer, en inglés). La ADN polimerasa agrega nucleótidos al extremo 3’ de la cadena en crecimiento.

Replicacion ADN

Mitocondrias

Son organelos citoplasmáticos membranosos característicos de las células eucarióticas. Se habrían originado, al igual que los cloroplastos, en momentos tempranos de la evolución a partir de la endocitosis de bacterias fotosintéticas (teoría endosimbiótica). Las mitocondrias poseen una gran importancia, ya que en ellas se realizan una serie de reacciones de óxido-reducción que permiten el sustento energético de la célula. De esta manera, y de forma general, células que realizan un mayor gasto de energía poseerán una mayor cantidad de mitocondrias. Su dimension varia entre 1 a 10 u.
Estructura
La microscopia de luz muestra a las mitocondrias nítidamente teñidas de manera uniforme ; pero para dilucidar su verdadera estructura debemos de valernos de la microscopia electronica con mayor poder resolutivo. Demostrando entonces que la mitocondria consta de 2 membranas paralelas separadas por un espacio estrecho(membrana externa e interna en razón a su ubicación ) o interestructural .Este espacio esta ocupado por una Sustancia homogénea denominada matriz mitocondrial que es de menor opacidad a los rayos electrónicos ,contienen enzimas del ciclo del acido citrico .la membrana interna emite hacia el interior de la mitocondria evaginaciones laminares a manera de tabiques incompletos que no llegan a segmentar el espacio interestructural .Estas prolongaciones se denominan crestas mitocondriales.
Variantes de las crestas
Generalmente las crestas son laminares y perpendiculares al eje mayor de la mitocondria pero existen crestas irregulares en forma de dedo tubulares ,o paralelas al eje como en los espermatogonios humanos a veces encontramos crestas angulares ;también es variable el numero de crestas, asi existen mitocondrias con crestas escasas y cortas o por el contrario hay casos en los que las crestas son supernumerarias y casi no dejan espacio para la matriz intramitocondrial .

En tierra firme

Los primeros organismos en colonizar tierra firme fueron plantas que evolucionaron a partir de ciertas algas verdes. Estudios señalan que las primeras plantas terrestres se asemejaban bastante a las actuales briofitas (tales como musgos, líquenes y hepáticas), cuya estructura es bastante simple y que carecen de conductos para el transporte interno de agua y nutrientes, lo que explica su reducido tamaño.

Los registros fósiles más antiguos de plantas terrestres datan del periodo Silúrico, unos 440 millones de años atrás. Corresponden a las rhynospidas, un grupo de plantas bastante primitivas que no sobrepasaban los 10 centímetros de altura y cuyas raíces no se diferenciaban claramente de sus hojas.

Principales grupos

En el Reino Plantae se reconocen tres grandes grupos: las plantas no vasculares, las vasculares sin semilla y las vasculares con semillas.

Las no vasculares son conocidas también como Briofitas. Este grupo está integrado por musgos, hepáticas y anthoceros. Ellas son consideradas como el registro más cercano existente hasta hoy de las primeras plantas que poblaron nuestro planeta. Por lo general, están perfectamente adaptadas para sobrevivir en hábitats permanente o estacionalmente húmedos, pudiendo absorber agua a través de toda la superficie de su cuerpo. Su tamaño es bastante reducido, los tejidos de conducción con frecuencia faltan completamente o no están bien diferenciados cuando están presentes; no existen raíces, hojas o tallos verdaderos.

Las plantas vasculares son aquellas que si cuentan con un sistema de transporte de sustancias. Se distinguen dos grandes grupos, diferenciados por su modo de reproducción: las que carecen de semillas y las que cuentan con semillas. Las primeras se originaron durante el Devónico (hace 416 millones de años) y, en la actualidad, están representadas comúnmente por los helechos. Se caracterizan por contar con tejidos bastante simples (en comparación a las plantas con semillas) y tallos verdes de gran superficie, que le otorgan una gran capacidad de realizar fotosíntesis.

Las plantas vasculares sin semillas se reproducen mediante esporas. Estas últimas se forman en órganos especiales conocidos como esporangios, los cuales se encuentran en hojas modificadas llamadas esporofilos.

Las plantas vasculares con semillas constituyen el grupo evolutivo más complejo del reino. Su forma de reproducción es considerada la más exitosa, ya que, al poseer una estructura especializada y segura para perpetuar la especie, la semilla cuenta con más ventajas en comparación a las demás agrupaciones del reino, siendo las plantas dominantes en la mayoría de los hábitats de nuestro planeta. A su vez, dentro de este grupo es posible identificar dos subgrupos: las gimnospermas y las angiospermas o plantas con flores, ambos diferenciados por la presencia o ausencia de una envoltura protectora para la semilla.