5. ACIDOS NUCLÉICOS Y GENETICA MOLECULAR

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1 5. ACIDOS NUCLÉICOS Y GENETICA MOLECULAR 1. COMPOSICIÓN QUÍMICA. 2. NUCLEOTIDOS DE INTERÉS. 3. ESTRUCTURA. ESTRUCTURA PRIMARIA. ESTRUCTURA SECUNDARIA. ESTRUCTURA TERCIARIA. ESTRUCTURA CUATERNARIA. 4. TIPOS DE ACIDOS NUCLEICOS: TIPOS DE ADN. TIPOS DE ARN: ARN RIBOSÓMICO. ARN MENSAJERO. ARN DE TRANSFERENCIA. ARN HETEROGÉNEO NUCLEAR. 5. REPLICACIÓN DEL ADN. MECANISMO. CORRRECCIÓN DE ERRORES. TELOMEROS Y TELOMERASA AGENTES MUTAGÉNICOS. 6. SINTESIS DE PROTEÍNAS: TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA 7. MUTACIONES. TIPOS. MUTACIONES Y EVOLUCIÓN MUTACIÓN Y CANCER 8. PROTEOMA Y PROTEOMICA 9. EPIGENOMA HUMANO 10. EJERCICIOS DE SELECTIVIDAD DE BIOLQUÍMICA 1. COMPOSICIÓN QUÍMICA. Los ácidos nucleicos son unas biomoléculas fundamentales, ya que en ellas reside la información hereditaria de los seres vivos, aunque no son tan abundantes como las proteínas. Están formadas por los siguientes bioelementos: C, O, H, N, P. Se constituyen a partir de unas unidades básicas, que se repiten y a partir de las cuales se forman las cadenas de ácidos nucleicos, son los NUCLEÓTIDOS. Vamos a estudiar en primer lugar cuál es la estructura química de estas unidades. En la formación de los nucleótidos intervienen tres tipos de sustancias: 1. El ácido fosfórico 2. Una pentosa, que puede ser la ribosa o la desoxirribosa, ambas en configuraciónβ. 3. Bases nitrogenadas, que pueden ser de dos tipos: Timina específica del ADN y uracilo Bases púricas: Adenina, Guanina. específico del ARN. Bases pirimidínicas: Citosina, Timina, Uracilo. Las bases púricas derivan del anillo de purina y las pirimidínicas del anillo de pirimidina. Se diferencian unas de otras en los grupos funcionales que aparezcan en estos anillos. 66

2 La pentosa se une a la base nitrogenada mediante un enlace N- glucosídico, entre los siguientes átomos: en el caso de que sea una base púrica entre el C1 de la pentosa y el N9 de la base nitrogenada; cuando es una base pirimidínica entre el C 1 de la pentosa y el N 1 de la base nitrogenada, formándose un NUCLEÓSIDO. Estos se nombran añadiendo al nombre de la base el sufijo osina, cuando es una base púrica y el sufijo idina, cuando es una base pirimidínica, por ejemplo: adenosina, timidina. Al nucleósido se le une la molécula de ácido fosfórico, mediante un enlace éster- fosfórico, formándose un NUCLEÓTIDO. Los nucleótidos se nombran añadiendo al nombre del nucleósido, fosfórico, por ejemplo: adenosín fosfato, timidín fosfato; o bien llamándolos ácidos, por ejemplo: ácido adenílico, ácido timidílico. Los nucleótidos tienen un fuerte carácter ácido, debido a su unión con el ácido fosfórico, que cuando se encuentra en disolución está ionizado, con carga negativa. 2. NUCLEOTIDOS DE INTERÉS. Los nucleótidos son moléculas que tienen una gran importancia biológica, ya que además de formar parte de los ácidos nucleicos, llevan a cabo algunas funciones fundamentales en los seres vivos. Moléculas acumuladoras de energía Existen moléculas capaces de acumular energía en ciertos enlaces de manera que pueda ser utilizada con posterioridad en el momento preciso. Estas moléculas son fundamentalmente el ATP (adenosín trifosfato) y en menor medida el GTP (guanosín trifosfato). Cuando existe energía disponible una molécula de ADP la emplea en formar un enlace de alta energía (~) con un tercer grupo fosfato para formar ATP. Este enlace es altamente energético, lo que quiere decir que para su formación se requiere una cantidad considerable de energía (7 kcal/mol) y su rotura liberará también esta energía en su momento. Por ello, el sistema ADP/ATP constituye una forma de almacenar la energía liberada en reacciones biológicas exotérmicas. Moléculas con función coenzimática 67

3 Como hemos visto al estudiar las vitaminas, ciertos dinucleótidos unidos a vitaminas intervienen como coenzimas en algunas reacciones enzimáticas: Nicotinamín adenín dinucleótido (NAD+): es un derivado de la vitamina B3 o nicotinamida. Actúan como deshidrogenasas que participan en el metabolismo oxidativo de glúcidos y proteínas. Nicotinamín adenín dinucleótido fosfato (NADP+): es igual que el anterior pero fosforilado. Flavín adenín dinucleótido: es un derivado de la riboflavina o vitamina B 2. Son deshidrogenasas que participan en la respiración celular. Adenosín monofosfato cíclico (AMPc) Esta molécula actúa como intermediario entre moléculas que llegan a la célula desde otros lugares (hormonas, neurotransmisores) y procesos que deben desencadenarse en su interior, por ello se le denomina segundo mensajero y es de gran importancia en la respuesta celular. NAD+ NADH + H+ AMPC Actividad1: Escribe un nucleótido que forma parte del ADN y otro del ARN qué diferencias hay entre ellos? Actividad2: Qué es un enlace fosfodiester? Pon un ejemplo. Actividad3: Tiene alguna semejanza el enlace nucleotídico con otros enlaces existentes en algunas moléculas? Actividad4: Sabrías explicar por qué suele denominarse al ATP moneda energética? Actividad5: Por qué los ácidos nucleicos tienen carácter ácido? 3. ESTRUCTURA o ESTRUCTURA PRIMARIA La estructura primaria se corresponde con la unión de nucleótidos entre sí, para formar una larga cadena de polinucleótidos. 68

4 La unión se establece entre el OH que ocupa el C3de un nucleótido con el OH del ácido fosfórico del nucleótido siguiente que se encuentra en la posición 5, mediante un enlace éster fosfórico, liberándose una molécula de agua, llamado enlace nucleotídico. En la estructura primaria, como sucedía en las proteínas, es muy importante el orden en el que se unen los nucleótidos a lo largo de la cadena, es decir, la SECUENCIA DE NUCLEÓTIDOS. Si observara una cadena de ADN, por ejemplo, nos daríamos cuenta que el esqueleto de la cadena es siempre igual, es decir, una sucesión de pentosa y ácido fosfórico continuamente, y que lo único que varia a lo largo de la cadena son las bases nitrogenadas, es por ello que lo que marca las diferentes secuencias es la disposición de las diferentes bases a lo largo de la cadena. Esta estructura primaria es común tanto para el ADN como para el ARN, una cadena lineal de nucleótidos unidos entre sí. Antes de continuar con el resto de las estructuras vamos a hacer un cuadro con las diferencias entre un ácido nucleico y otro. CARACTERÍSTICA COMPOSICIÓN ESTRUCTURA LOCALIZACIÓN TAMAÑO FUNCIÓN ADN PENTOSA: desoxirribosa BASES: A, G, C, T. Formado por dos cadenas de nucleótidos. Estructura compleja, alcanza hasta la estructura cuaternaria ARN PENTOSA: ribosa BASES: A, G, C, U. Formado por una cadena de nucleótidos. Estructura sencilla llega hasta la terciara, pero de manera reducida. mitocondrias y Núcleo y citoplasma. Núcleo celular, cloroplastos Elevado peso molecular. Bajo peso molecular Lleva la información hereditaria Cumple las órdenes que de los organismos. dicta el ADN, ya que este no puede salir del núcleo. ESTRUCTURA SECUNDARIA. Esta estructura se alcanza cuando se unen dos cadenas de nucleótidos entre sí. Lo hacen de tal manera que se enfrentan dos cadenas de manera antiparalela, una cadena en la dirección 5 3 y la otra 3 5 1, además las bases se colocan también enfrentadas pero de una manera particular, 1 El prima significa que el carbono pertenece a la pentosa. 69

5 de tal forma que la A se enfrente con la T, y la C se enfrente con la G, cumpliendo el principio de equivalencia que se resume: A =T G=C BASES PÚRICAS = BASES PIRIMIDÍNICAS Así, según el principio de equivalencia, siempre que en una cadena halla una A en la complementaria habrá una T, y siempre que en una halla C en la complementaria habrá G; de tal manera que conociendo la cantidad de una de las bases en la molécula conoceremos la proporción de las restantes. Esto se cumple únicamente cuando la molécula conste de dos cadenas de nucleótidos. Entre la Adenina y la Timina se establecen 2 puentes de hidrógeno y entre la Citosina y la Guanina se establecen 3 puentes de hidrógeno, debido a las atracciones polares que se pueden formar entre estas bases. Estos enlaces son los únicos que mantienen unidas las dos cadenas, en toda la molécula de ADN. Una vez que se ha formado la doble cadena, esta sufre un giro en el espacio adoptando una configuración en hélice, que sería la forma más estable de presentarse en el espacio, descrita por Watson y Crick2. Esta hélice puede girar hacia la derecha siendo en este caso dextrógira o puede girar hacia la izquierda, siendo levógira y denominada Z, ya que adopta una forma en zig- zag, la más común es la dextrógira y plectonímica, es decir como si estuvieran trenzadas, lo cual significa que para desenrollarlas tendrían que girar una con respecto de la otra. 2 Por este descubrimiento les dieron el premio Nobel. 70

6 Además los pares de bases pueden presentarse horizontales con respecto al eje de la molécula denominada forma B o bien inclinados con respecto al eje denominada forma A. Ambas formas son estables, la forma B cuando la humedad es alta y la A cuando es más baja. En una misma cadena de ADN, nos podemos encontrar con los tres modelos, dependiendo de la misión que realice el ADN, parece por ejemplo que la Z está relacionada con señales específicas en el proceso de transcripción y autoduplicación del código genético. Con respecto a la hélice decir que tiene unas medidas determinadas: Una vuelta de hélice completa mide 34 A 3, el diámetro mide 20 A y la distancia entre un par de bases y el siguiente mide 3,4 A. El ADN depositario de la información genética Durante mucho tiempo se creyó que los genes debían ser proteínas, puesto que eran mucho más complejas y variadas que las sencillas moléculas de ADN, compuestas tan solo por cuatro nucleótidos distintos y la teoría del tetranuclótido (errónea) suponía que cualquier región del ADN era exactamente igual a otra, por lo que o podía contener genes distintos. La primera prueba de que los genes estaban formados por ADN procede de los experimentos de transformación bacteriana realizados en 1928 por F. Griffith. Griffith comprobó que una cepa bacteriana de Steptococcus pneumoniae que es inocua cuando se inyecta en ratones, se transforma en virulenta, capaz de provocar la muerte de estos si previamente ha estado en contacto con bacterias virulentas muertas y destruidas por el calor. Estos cultivos de bacterias destruidas por el calor contenían un factor transformante (ADN) que transformaban algunas bacterias inocuas en bacterias virulentas, matando a los ratones inoculados. En 1952 Alfred Hershey y Martha Chase comprobaron de manera irrefutable que ese material era ADN y no proteínas. Una vez conocida la naturaleza química del gen, el siguiente paso fue descubrir su estructura, para conocer como están codificados los mensajes genéticos. Maurice Wilkins y Rosalind Franklin demostraron mediante análisis cristalográfico, que el ADN es una molécula muy larga, delgada y helicoidal. E. Chargaff comprobó que la cantidad de adenina era igual a la de timina y la de citosina igual a la de guanina. Con toda esta información J. Watson y F. Crack publicaron en 1953 el modelo de la doble hélice de ADN en la revista Nature, que hemos estudiado anteriormente. Actividad6: Representa (ayudándote de las fórmulas anteriores) un fragmento de ADN con tres nucleótidos y señala sus extremos 5 y 3. Actividad7: Qué significa que las cadenas son antiparalelas? A qué se llama extremo 5? Actividad8: Si una molécula de ADN posee un 30% de guanina, qué proporción del resto de bases tendrá? Actividad9: La elaboración del modelo de Watson y Crick fue posible gracias a ciertos descubrimientos previos. cuáles fueron dichos descubrimientos?. 3 Un nm = 10 9 m. 71

7 Actividad10: Compara la estructura química de la ribosa y de la desoxirribosa y señala si hay algún detalle diferente que pueda justificar el hecho de que el ADN pueda adoptar estructuras más compactas y estables que el ARN. Activiidad11: En la purificación de un fragmento de ADN se ha perdido una porción de una de las dos hebras quedando la secuencia de bases nitrogenadas como se indica a continuación. Completa lo que falta y explica en que te basas para reconstruirla. ATTACC. TAATGGGCCGAATTTGGGCCTTAATAGG Actividad12: Si el ácido nucleico que se estuviera purificando fuera de ARN podrías reconstruir el fragmento de cadena perdida? Qué datos necesitarías para poderla reconstruir? ESTRUCTURA TERCIARIA. La estructura terciaria se adquiere cuando la doble hélice se asocia a proteínas con el fin de alcanzar un nivel máximo de empaquetamiento. Las proteínas a las que se asocia son histonas y protaminas debido al carácter ácido del ADN y al básico de estas proteínas. Vamos a tratar primero el caso particular de las protaminas: el ADN se asocia a protaminas cuando debe empaquetarse en la cabeza de los espermatozoides, lo hace porque, estas proteínas son muy básicas y más pequeñas que las histonas y permite reducir al mínimo el espacio que ocupe el ADN en estas células tan pequeñas. La estructura que adquiere es prácticamente una estructura cristalina. Cada especie tiene sus protaminas. Veamos ahora como se asocia a las histonas en el núcleo celular (por tanto células eucariótas) para dar lugar a la fibra de cromatina, que es como se encuentra el ADN en el núcleo en interfase, es decir, cuando no se está dividiendo. Primero se forma una partícula más o menos esférica formada por la unión de 8 histonas denominada octámero, alrededor del octámero la hélice de ADN da dos vueltas formando lo que se denomina partícula nuclear, si añadimos a esta partícula nuclear el ADN que lo separa de otra partícula nuclear o ADN espaciador, tendríamos un nucleosoma. De tal manera que la cadena se convierte en una estructura que tiene el aspecto de un collar de perlas y que se denomina FIBRA DE CROMATINA DE 10nm en su forma laxa, ya que el diámetro de la cadena al enrollarse alrededor del octámero a aumentado de 20 A a 100 A a la vez que la cadena se acorta. A continuación la partícula nuclear se asocia a otra histona, la denominada H 1, formando lo que se denomina un cromatosoma, que acortará todavía más la cadena, pero sin modificar su diámetro, formara la FIBRA DE CROMATINA DE 10 nm en su forma condensada. A partir de la fibra de cromatina de 10 nm condensada, se produce el siguiente nivel de empaquetamiento, en el que 6 cromatosomas se enroscan sobre sí mismos para formar una estructura en forma de solenoide, en la que en su eje se sitúan las moléculas de histona H1, lo que hemos conseguido es una fibra más gruesa pero más corta también, que se denomina FIBRA DE CROMATINA DE 30 nm. En forma de fibra de cromatina de 10 nm y de 30 nm es como se encuentra el ADN cuando el núcleo está en interfase, formando una mezcla de ambas estructuras, según las necesidades de síntesis del ADN. 72

8 El ARN también puede formar una estructura en doble cadena, pero complementándose las bases dentro de la propia cadena, formando bucles y también puede asociarse a histonas, pero en cualquier caso, siempre partiendo de que está formado por una sola hebra de nucleótidos. ESTRUCTURA CUATERNARIA Esta estructura la alcanza el ADN cuando debe llegar a formar los cromosomas para comenzar la división celular, para ello debe empaquetarse hasta unos niveles muy superiores. Veamos como lo consigue: La fibra en solenoide se enrosca formando una especie de lazo que se denomina bucle, estos bucles se agrupan aproximadamente en número de 5 ó 6 para formar una roseta, las rosetas se enroscan nuevamente para formar un rodillo y ya una sucesión de rodillos nos darían un cromosoma. El empaquetamiento es máximo, deshidratándose la molécula y condensándose de tal manera que pasamos de tener que observarla al microscopio electrónico a observarla al microscopio óptico. Los pasos serían resumidos como sigue: BUCLES ROSETA RODILLO CROMOSOMA Para que esta estructura se mantenga unida y organizada colaboran distintos tipos de proteínas, muchas de ellas todavía sin describir. DESNATURALIZACIÓN DEL ADN Cuando el ADN se somete a una temperatura de 100 ºC se separan sus dos cadenas y se desnaturaliza. Cuando se le somete a un cambio brusco de ph se rompen los puentes de hidrogeno. Se denomina Tª de fusión (Tm) a aquella en que el 50% de la doble hélice está separada. La Tª de fusión depende de la composición de bases del ADN, puesto que las moléculas ricas en parejas de G- C poseen un valor más elevado, ya que su unión se realiza mediante 3 puentes de hidrogeno y la unión de T- A se hace mediante 2 puentes de hidrogeno, se necesita por tanta más energía para romper la unión C-G. 73

9 Si una solución de ADN desnaturalizada se enfría lentamente puede renaturalizarse la doble hélice o parte de ella, al reunirse las cadenas. Esta posibilidad permite formar híbridos de ADN, al enfriar lentamente mezclas de los ADN desnaturalizados de distintas especies; Esto se ha aplicado al estudio de la similitud genética entre diferentes grupos taxonómicos, por ejemplo el ratón y el ser humano tienen un 25% de semejanzas. ADN DE BACTERIAS Su ADN es una doble hélice circular y la dificultad se encuentra en cómo empaquetar una macromolécula tan larga en un espacio tan reducido, ya que el ADN llega a medir un milímetro y la bacteria mide una micra4. La solución se encuentra en generar torsiones en la doble hélice, que responde a la tensión mediante el superenrrollamiento; es decir, el cromosoma bacteriano se pliega como una superhélice en forma de ochos y da lugar a una serie de bucles que le permiten ocupar un espacio mínimo. 4. TIPOS DE ACIDOS NUCLÉICOS TIPOS DE ADN Aunque el modelo de doble hélice bicatenario y lineal es el más frecuente, siendo exclusivo de las células eucariotas y presentándose también en muchos virus, existen otros tipos moleculares: ADN BICATENARIO CIRCULAR: cuya doble hélice se cierra en anillo. Lo presentan las bacterias y se halla también en mitocondrias y cloroplastos de las células eucariotas. ADN MONOCATENARIO: es el formado por una sola hebra de nucleótidos. Es muy raro y solo ha sido descubierto en algún tipo de virus bacteriofagos, tanto en su forma lineal como circular. TIPOS DE ARN El ARN además de las bases citadas puede tener otras, como bases metiladas: metilguanina, metilcitosina o derivados de bases como la seudouridina o la inosina. Aunque posee una cadena sencilla, forma lazos o bucles, que resultan del apareamiento de bases complementarias dentro de la misma cadena, dando así zonas de doble hélice, también puede asociarse a proteínas formando entonces una estructura terciaria. ARN MENSAJERO Su misión es la de transmitir el mensaje genético recibido del ADN, ya que el ADN está recluido en el núcleo de donde no puede salir y ese mensaje genético tiene que ser expresado en los ribosomas que están en el citoplasma, de tal manera que se necesita una molécula que actúe como intermediario. Su vida media es corta. 4 Micra = 10-6 m 74

10 En procariotas el extremo 5 posee un grupo trifosfato. En eucariontes en el extremo 5 posee un grupo metilguanosina unido al trifosfato, y el extremo 3 posee una cola de poli-a. En los eucariontes se puede distinguir también los exones, secuencias de bases que codifican proteínas y los intrones, secuencias sin información. Un ARNm de este tipo ha de madurar (eliminación de intrones) antes de hacerse funcional. Antes de madurar, el ARNm recibe el nombre de ARN heterogéneo nuclear (ARNhn ). El mensaje genético viene expresado por la secuencia de bases en el ADN y para pasar la información al ARNm se sintetiza una molécula complementaria en sus bases a un fragmento del ADN que contenga información para sintetizar una proteína, lo que denominamos GEN, de tal manera que: CÓMO ADN SE INTERPRETA - A- C- EL G- CÓDIGO G- T- A-GENÉTICO? A- G- C- T- TEn la década de los 40, tras las investigaciones llevadas a cabo por Beadle y Tatum en el hongo ARN - U- G- C- C- A- U- U- C- G- AANeurospora crassa, demostraron que la mutación de un gen provoca la pérdida de la actividad de una enzima necesaria para la síntesis de un producto. Después de numerosos trabajos enunciaron la hipótesis un gen- una enzima : cada gen controla una enzima y por lo tanto, es responsable de una reacción bioquímica que, a su vez controla una función metabólica; puesto que una enzima puede estar formada por varias proteínas, el concepto se amplió a un gen-una proteína. Esta relación un gen-una proteína quedó establecida definitivamente cunado se descubrió la clave que relaciona la secuencia de nucleótidos del ARNm, transcrito del gen correspondiente, con la secuencia de aminoácidos de la proteína. Esto se pudo realizar gracias al descubrimiento- como veremos a continuación- por parte de Severo Ochoa de la enzima polinucleótido fosforilasa y los trabajos en los años 60 de los equipos de Severo Ochoa, Khorana y otros. Con todo ello se llegó a la conclusión que veremos, de que los aminoácidos están codificados por tres letras (nucleótidos) que reciben el nombre de tripletes o codones en el ARNm, estableciéndose la correlación entre estos y los aminoácidos en le código genético. Cómo se interpreta entonces el código genético es decir como se lee el mensaje contenido en el ADN y por extensión en el ARN, o es decir, como se relaciona la secuencia de bases en el ADN con la secuencia de aminoácidos en la proteína. Podríamos pensar que a cada tipo de base le correspondería un aminoácido distinto, en este caso solo podríamos formar proteínas formadas por aminoácidos distintos y como sabemos las proteínas se forman a partir de 20 aminoácidos diferentes, podríamos pensar tal vez que las bases se leen tomándolas de dos en dos, en este caso tendríamos combinaciones de cuatro bases tomadas de dos en dos es decir, 4 2 = 16, todavía nos faltarían 4 aminoácidos. En realidad se hacen combinaciones de las cuatro bases tomadas de tres en tres, es decir, 43= 64, a estas unidades de tres bases se las denomina CODONES O TRIPLETES de esta manera tenemos los 20 aminoácidos diferentes y nos sobrarían bastantes, de tal manera que un mismo aminoácidos puede ser codificado por varios codones distintos, de tal forma que al código genético se le denomina degenerado. El descifrado del código genético lo comenzó Severo Ochoa gracias al descubrimiento de una enzima, la polinucleótido fosforilasa, que era capaz de tomar nucleótidos y unirlos sin necesidad de tener una molécula molde de la cual copiar, utilizó para sus experimentos ribonucleótidos para formar ARN, ya que son moléculas más manejables, comenzó colocando en la mezcla un solo tipo de nucleótido, por ejemplo U, de tal manera que se formaría una larga cadena formada solo por U y luego expresando esta molécula obtuvo una cadena de proteínas formada solo por un tipo de aminoácidos, de esta forma dedujo que el triplete UUU se corresponde con el aa fenilalanina, el poli A daba un polipeptido de lisina (AAA), el poli C daba un polipeptido de prolina (CCC). El siguiente paso fue sintetizar ARN a partir de mezclas de 2 ribonucleótidos en cantidades variables, lo que permitió aclarar algunos codones más, pero el descifrado completo se realizó sintetizando pequeños ARN de 3 ribonucleótidos, que se unían espontáneamente al ribosoma. Comprobando con aa marcados radiactivamente cual de ellos se unía al ribosoma se completó el descifrado. 75

11 De tal manera que el código genético consta de 64 codones, en el cual los aa vienen codificados por varios codones excepto la metionina (AUG) y el triptófano (UGG) que vienen codificados por un solo codón. ARN A- U- G- C- C- U- G- A- A- U- U- C- G- - Codón 1 codón Aa1 Aa2 Metionina Prolina 2 codón 3 Aa3 Glutamato CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO GENÉTICO Es un código universal, ya que todos los seres vivos se rigen por el mismo (salvo en el ADN mitocondrial, en donde el codón UGA da triptófano en lugar de ser mudo y AUA da metionina en lugar de dar isoleucina) y no es ambiguo, ya que cada codón significa siempre el mismo aminoácido. Todas las combinaciones de tripletes o codones tienen sentido, se leen siempre de izquierda a derecha (5 3 ). El código genético carece de solapamientos, es decir, los tripletes se colocan uno a continuación de otro y no comparten ninguna base; y además es unidireccional. Además el código es degenerado, ya que, hay distintos codones que se corresponden con el mismo aminoácido, esto es debido a lo que se denomina el balanceo de la tercera base en el anticodon del ARNt que puede ser defectuoso siendo estricto el apareamiento solo de las dos primeras bases. ARN DE TRANSFERENCIA Tiene también una sola hebra pero adquiere estructura secundaria por la formación de puentes de hidrógeno entre las bases complementarias formando bucles y asas, presenta así mismo entre 7 a 15 bases poco comunes, como pseudouracilo o Timina. La misión es la de transportar los aminoácidos en el citoplasma hasta los ribosomas, colocándolos como indique el ARNm. Cada aa tiene un ARNt específico que se une por medio de un enlace éster en el extremo 3 a su grupo hidroxilo terminal. En su extremo 3 hay una secuencia de bases constante, en esta se une el aminoácido fosforilado: CCA. 76

12 Tiene un brazo, en donde aparecen tres bases, denominadas ANTICODÓN, que son complementarias de un codón del ARNm y el anticodón se corresponde con un aminoácidos específico situado en el mismo ARNt. El bucle D, es el lugar de unión con la enzima aminoacil-arnt-sintetasa, que reconoce al aminoácido específico. El bucle TψC, es el sitio de unión al ribosoma. El brazo aceptor, formado por los extremos 3 y 5, es el lugar de unión del aminoácido, al grupo OH de la secuencia CCA del extremo 3 De esta manera los aminoácidos pueden ser llevados y colocados en el orden preciso que marca el ARNm. ADN A G A C T T G C A -... ARNM U C U G A A C G U -... Ser Glu ARN RIBOSOMICO Son moléculas de diferentes tamaños, con estructura secundaria y terciaria en algunas regiones de su molécula, que forman las subunidades de los ribosomas. Es el más abundante en la célula. ARN NUCLEAR Se encuentra en el núcleo. Es el precursor de los ARNr, en los que se transforma después de eliminar secuencias no codificantes y romperse en moléculas más pequeñas. Actividad13: Cuál es la función del ARN mensajero? y del ARN de transferencia? Actividad14: Si comparas la síntesis de proteínas con la construcción de un edificio qué tipo de ARN representaría el papel del arquitecto? y el del albañil que coloca los ladrillos que levantan la pared? qué molécula se correspondería con los ladrillos? Actividad15. Esta molécula representa un esquema del ARNt: a) Identifica los extremos 3 y 5. b) a qué codón se unirá? c) Qué aminoácido transportará? (utiliza el código genético) 77

13 Actividad16: Teniendo en cuenta las diferencias entre el ADN y el ARN qué nucleótido será más abundante en la célula UTP o dttp? y el dutp y TTP? Actividad17: Qué modalidad de ARN presenta las moléculas más grandes? Y las más pequeñas? Activiadad18: Qué modalidad se caracteriza por no presentar a penas regiones con bases apareadas? y con bases atípicas? Actividad19: En la purificación de unas moléculas de ARNt se obtiene un fragmento cuya secuencia de bases es la siguiente: AUACGCUAUCAGA UAUGCGAUAGUCU Puede encontrarse en ese fragmento la secuencia del anticodón? Razona tu respuesta. Actividad20: Qué crees que será más fácil, separar las dos hebras de una molécula de ADN o separar los nucleótidos que componen cada hebra. Razona tu respuesta. Actividad21: La temperatura a la cual se separan las dos hebras de ADN se denomina punto de fusión. Tendrá el mismo punto de fusión un ADN en el que predomina la base guanina que otro ADN donde hay abundante adenina? Razona tu respuesta. Actividad22: Observa las dos siguientes secuencias de bases de fragmentos de ADN. Intenta construir un fragmento de ADN híbrido, uniendo con una raya las bases que establezcan puentes de hidrógeno entre ellas. ATTTACGCGGCTGCATT ATTAACGCGGCAGGCTT TAAATGCGCCGACGTAA TAATTGCGCCGTCCGAA 78

14 5. REPLICACIÓN DEL ADN MECANISMO Nombremos en primer lugar las hipótesis que han intentado explicar cómo se duplica o replica el ADN: Hipótesis dispersiva: la molécula de ADN se fragmenta, se replica cada fragmento y se reúnen de nuevo para dar una molécula que sería una mezcla. Hipótesis conservativa: de cada una de las hebras del ADN se copia una cadena nueva y posteriormente las dos hebras originales se reúnen de nuevo y las dos hebras nuevas se unen. Hipótesis semiconservativa: de cada una de las dos hebras originales se copia una nueva y posteriormente se unirán una hebra original con una copia. Esta es la forma correcta. MODELO DE REPLICACIÓN IN VIVO DEL ADN. La enzima que lleva a cabo la replicación del ADN es la ADN POLIMERASA, esta enzima tiene unos requerimientos específicos para trabajar, que le imponen restricciones: Solo añade nucleótidos en la dirección 5 3. Necesita para poder a empezar a copiar y unir nucleótidos un molde de ADN al cual copiar. Necesita un pequeño trocito de ARN al cual unir los nucleótidos, ella no puede empezar a unir los nucleótidos sin tener ya una pequeña cadena ya formada. Utiliza nucleótidos trifosfato. Sabiendo estas necesidades de la enzima y sabiendo también que la molécula de ADN está formada por dos hebras antiparalelas, se plantea un problema en la cadena del ADN que va en la dirección 5 3 porque aquí la enzima estaría trabajando en la dirección contraria, y sin embargo las dos hebras se observa que se van replicando. Este problema se solucionó gracias a un investigador llamado Okazaki, que descubrió unos pequeños fragmentos de uno 1000 a 2000 nucleótidos, en los que se detectaban unos pocos ribonucleótidos, así se podía explicar como se copia esta cadena, siendo de forma discontinua en la dirección 5 3 y la otra cadena de forma continúa, y también quedaba solucionado el problema de que la enzima necesitara una cadena de ARN a la cual unir los nucleótidos. A estas pequeñas cadenas se las denomina fragmentos de Okazaki. Veamos ahora como se lleva a cabo el proceso: Las cadenas del ADN están unidas por puentes de hidrógeno, que debemos romper para facilitar la separación de las cadenas para ser copiadas, esta separación la lleva a cabo las enzimas HELICASAS, también sabemos que la molécula de ADN está girada en hélice y debe deshacerse, la eliminación del giro lo llevan a cabo las enzimas TOPOISOMERASAS, por último para evitar que las dos hebras vuelvas a reunirse y formar los puentes de hidrógeno se colocan unas proteínas llamadas SSB, que estabilizan las cadenas sencillas. Una vez que las cadenas están separadas, se puede empezar el copiado: 1. La enzima ARN POLIMARASA sintetiza la pequeña cadena de ARN que le va a servir de cebador a la ADN polimerasa III, denominamos a la cadenita PRIMER. 2. La ADN POLIMERASA III utilizando como primer dicho fragmento llamado primer, va alargando la cadena añadiendo nucleótidos que se encuentran fosforilados. La cadena se sintetiza en el sentido que se abre la horquilla de replicación, lo hace de forma continua. En la cadena complementaria se sintetizará un fragmento de Okazaki. 79

15 3. A continuación interviene la ADN POLIMERASA I, que degrada el fragmento de ARN y rellena el hueco colocando desoxirribonucleótidos. 4. Finalmente la ADN LIGASA unirá los dos extremos, tanto en la cadena continua como los sucesivos fragmentos de Okzaki que se van formando, en la cadena discontinua. Cuando se observa como se produce la replicación se ve que la cadena continua va más rápida que la discontinua, esto es debido a que cada vez que se forma un fragmento de Okazaki hay que realizar todo este proceso como si se comenzara la síntesis de nuevo cada vez, formando el primer y todo el resto de pasos y sin embargo en la continua solo se realizará una vez. Hebra continua HORQUILLA DE REPLICACIÓN Dirección de la replicación Fragm. De Okazaki

16 REPLICACIÓN EN EUCARIOTAS Es similar a la de los procariontes, es decir, semiconservativa y bidireccional. Existe una hebra conductora y una hebra retardada con fragmentos de Okazaki. Se inicia en la burbujas de replicación (puede haber unas 100 a la vez). Intervienen enzimas similares a los que actúan en las células procariontes y otros enzimas que han de duplicar las histonas que forman parte de los nucleosomas. Los nucleosomas viejos permanecen en la hebra conductora. CORRECIÓN DE ERRORES 81

17 La actividad de la ADN polimerasa debe ser exacta, rápida y fiel, pues la vida entera y su continuidad de generación en generación dependen de la exactitud y precisión con que se transmite la información, es decir, de la fidelidad de la duplicación del ADN. La selección de los nucleótidos por la ADN pol. Y su actividad autocorrectora, constituyen mecanismos de prevención de errores, pero, aún así, se comete un error de apareamiento por cada 10 millones de bases. Esta precisión podría resultar suficiente para una bacteria, cuyo genoma contiene 3 millones de pares de bases, pero resulta insuficiente para el genoma humano que contiene pares de bases. Un error por cada diez millones de bases supondría 300 equivocaciones en cada duplicación del ADN humano, y teniendo en cuenta que durante el desarrollo embrionario a partir del zigoto el genoma humano se duplica casi mil billones de veces, se produciría una acumulación de trescientos mil billones de errores, lo que evidentemente, es incompatible con la vida, pues la información inicial pronto se perdería como consecuencia de las divisiones celulares. Por ello, para aumentar todavía más la precisión de la duplicación, existe una maquinaria enzimática que corrige los posibles errores cometidos por el ADN pol en ADN recién sintetizados (corrección postreplicativa), con lo que la exactitud de la réplica alcanza la increíble perfección de un error por cada diez mil millones de bases (1010). Esta corrección se realiza por medio de un conjunto de enzimas agrupados en un complejo multienzimático que detecta el nucleótido mal emparejado, lo elimina y regenera la secuencia correcta, del siguiente modo: Para detectar el nucleótido mal emparejado, el aparato de corrección debe reconocer la cadena recién sintetizada, donde se encuentra el error y diferenciarla de la cadena molde. Ambas cadenas son complementarias, pero mientras que la cadena molde tiene metiladas las adeninas de las secuencias GATC, existe un lapso de tiempo durante el cual las adeninas de estas secuencias en la cadena réplica permanecen sin metilar, y es en este intervalo cuando actúa el complejo multienzimático y detecta los posibles errores. La eliminación se realiza mediante una endonucleasa que corta el segmento en el lugar donde se encuentra el error. Por último, la secuencia correcta se regenera cuando la ADN pol I rellena el hueco utilizando como molde la cadena original, y por último una ligasa unirá los fragmentos. TELOMEROS Y TELOMERASA Los cromosomas eucariotas son lineales y tienen en sus extremos unas regiones denominadas telómeros, con secuencias repetitivas del tipo, TTAGGGTTAGGG cuando se replica el ADN lineal, los extremos 5 de los telómeros, no se pueden replicar, ya que cuando se eliminan los cebadores o primer del extremo 5 de cada una de las hebras recién sintetizadas, el hueco que queda no puede ser rellenado por la enzima ADN polimerasa, ya que no encuentra extremos hidroxilos 3 libres sobre los que añadir nucleótidos. Esto implica que a medida que una molécula de ADN se replica, se va acortando, hasta llegar a una cantidad crítica. Esta pérdida deja al descubierto los extremos de los cromosomas que se unen unos a otros y produce la imposibilidad de la replicación. Este acortamiento de los telómeros está relacionado con el envejecimiento celular y la muerte programada o apoptósis de las células. El acortamiento de los telómeros puede se remediado mediante una enzima, la telomerasa, que repara este daño y hace a las células inmortales, es el caso de las células embrionarias y las tumorales. La telomerasa en una ribonucleoproteína que actúa como transcriptasa inversa, ya que tiene una hebra de ARN con la secuencia apropiada para actuar como molde para la síntesis de la secuencia telomérica de ADN que se añade en los extremos 3 de cada cromosoma para evitar su acortamiento en cada proceso de replicación. 82

18 Actividad23: Los investigadores George Beadle y Edgard Tatum sometieron esporas de del moho rojo Neurospora crassa a la acción de rayos X. Posteriormente comprobaron que en algunos casos, los mohos procedentes de esas esporas irradiadas no eran capaces de desarrollarse en el medio de cultivo habitual si no agregaba a dicho medio un aminoácido determinado, el cual era distinto según los casos: a) Qué efecto tuvieron los rayos X sobre la espora del hongo? b) A qué crees que se debe el hecho de que algunos mohos no pudieran crecer en el medio de cultivo habitual? c) Por qué crecen bien cuando se suplementan el medio de cultivo con el aminoácido? d) qué se demostró con este experimento? Actividad25: Cuáles son los pasos por medio de los que Griffith demostró la existencia de una sustancia que después se llamó factor transformante? Actividad26: Describe la hipótesis semiconservativa de la replicación del ADN. Actividad27: El siguiente esquema representa un proceso llevado a cabo en una bacteria: a) De qué proceso se trata? b) qué errores pueden apreciarse en este esquema? c) complétalo añadiendo lo que falta. d) sería correcto el esquema si se tratara de una célula eucariota? Por qué? 83

19 Actividad28: Señala en el dibujo de la burbuja de replicación los extremos 3 y 5 de cada cadena de nucleótidos e indica la cadena adelantada y la cadena retardada. Qué diferencia hay entre una burbuja y una horquilla de replicación? Actividad29: A qué se llama ARN cebador o primer? Cómo se sintetiza? Qué son los fragmentos de Okazaki? Actividad30: Cuáles son las enzimas que están implicadas en la replicación del ADN? Actividad31: Escribe la secuencia de una cadena con la que, mediante las reglas de la complementariedad, podría formar una doble hélice el segmento de ADN indicado. Sería continúa o discontinua su síntesis? Razona tu respuesta. 5 ATTCTTGGCATTCGC 3 Actividad32: Describe las características y la importancia del código genético, así como el contexto histórico y los autores que contribuyeron a descifrarlo. AGENTES MUTAGÉNICOS El ADN es un compuesto que se encuentra sometido continuamente a las agresiones de sustancias químicas, tanto de nuestro propio metabolismo como del exterior. También agentes físicos alteran el ADN. Efecto de la temperatura: Las células humanas por el mero hecho de encontrarse a 37ºC, pierden diariamente y de forma espontánea una bases púricas (A y G) en un proceso denominado despurinización, por rotura del enlace N- glucosídico. 84

20 Radiación ultravioleta procedente del sol: Esta radiación induce la formación de enlaces covalentes entre dos bases pirimidínicas sucesivas en la misma cadena, lo que da lugar a los dímeros de Timina y de citosina; como consecuencia de ello se rompen los puentes de hidrogeno que mantenían con sus correspondientes bases complementarias y la doble hélice se desorganiza alrededor de los dímeros. Estos dímeros pueden repararse fotoquímicamente, pues las células poseen unas enzimas que pueden activarse por la acción de la luz ultravioleta. Los enfermos de xerodermia pigmentosum, que produce un escoriamiento de la piel al contacto con la luz, no tienen esta enzima que repara los dímeros de Timina. Metabolitos reactivos: Algunos residuos del metabolismo, sobre todo los radicales libres derivados del oxígeno, son compuestos altamente reactivos y capaces de inducir lesiones en el ADN. Radiaciones ionizantes: Se conoce con este nombre a determinadas radiaciones electromagnéticas de longitud de onda muy corta y por ello altamente energéticas, como los rayos γ, los rayos X y los flujos de neutrones y protones originados en los reactores nucleares, que al colisionar con los átomos y las moléculas que encuentran en su camino, los transforman en iones y radicales muy reactivos, capaces de atacar a numerosas moléculas de las células, entre ellas al ADN, produciendo rotura de sus cadenas. Las consecuencias derivadas de su acción dependen de la intensidad y el tiempo de exposición a la radiación, pues sus efectos son acumulativos; si esta es muy intensa llegan a romperse los cromosomas y se produce la muerte de las células. Son más sensibles las células que se encuentran en división que las que no se dividen; por ello cuando se aplica radioterapia en el tratamiento contra el cáncer, la radiación destruye preferentemente a las células cancerosas, que están continuamente dividiéndose, y deja intactas las restantes células del organismo. Sí la radiación afecta a una mujer embarazada, se producen mutaciones en el ADN del feto que pueden ocasionar la aparición de malformaciones en el recién nacido, de ahí que nunca se utilicen rayos X como método de exploración en las mujeres gestantes. Radiación corpuscular: partículas α y β. Estas partículas se emiten en los procesos de desintegración de isótopos radiactivos, y sus efectos sobre el ADN son similares a los producidos por las radiaciones γ o los rayos X, que ocasionan la rotura de las cadenas de ADN. El caso más grave sucedido últimamente es del accidente nuclear de Chernobyl. Sustancias químicas: Constituyen una autentica legión de sustancias habitualmente utilizadas y que nos rodean. El benzopireno y otros hidrocarburos policiclicos, que son moléculas planas que al intercalarse entre los pares de bases establecen puentes, mediante enlaces covalentes, entre las dos hebras del ADN; el ácido nitroso, que provoca la desaminación de la citosina y la adenina; los agentes alquilantes (gas mostaza), que introducen grupos alquilo (metilo, etilo) en las bases del ADN y alteran la replicación. Como la mayoría de estos agentes mutagénicos favorecen el desarrollo de tumores carcinogénicos. 6. SÍNTESIS DE PROTEÍNAS: EXPRESIÓN DEL CÓDIGO GENÉTICO La información genética del ADN debe descodificarse para poder ser utilizada por la célula, ya que el ADN como tal tiene una escasa acción sobre el funcionamiento de los organismos, por ejemplo, el gen 5de la hemoglobina no puede llevar oxígeno, lo hace la proteína que se sintetiza a partir de dicho gen. No todos los genes almacenan información para sintetizar proteínas, algunos se transcriben para dar lugar a moléculas como el ARNr o el ARNt que colaboran en la síntesis de proteínas. 5 Gen: recuerda que es la secuencia de ADN que contiene información para sintetizar una proteína. 85

21 Los avances en las distintas ramas de la biología y de los distintos tipos de ARN, permitieron a Francis Crack enunciar en 1970 el denominado dogma central de la Biología molecular, hoy perfectamente demostrado y completado hasta el esquema que aparece a continuación: Los genes estructurales son los que formarán proteínas y son los únicos que se transcriben y se traducen, produciendo ARNm. Existen genes que se transcriben pero no se traducen, que darán lugar a moléculas de ARNr y ARNt. Así mismo existen genes reguladores, que ni se transcriben ni se traducen, que actúan como signos de puntuación en la expresión génica. La expresión del código es universal, es decir, igual para todos los seres vivos, pero existen algunas diferencias entre las células eucariotas y procariotas: El ADN en procariotas es de fácil acceso para la transcripción, mientras que en eucariotas está asociado a histonas para formar la cromatina y debe desempaquetarse para acceder a él, por lo tanto es de difícil acceso. En procariotas hay un solo tipo de ARN polimerasa para sintetizar cualquier tipo de ARN; en eucariotas existen tres tipos: ARN pol I para ARNr, ARN pol II para ARNm, y ARN pol III para ARNt. Los organismos procariotas tienen un ADN desnudo disperso en el protoplasma celular de tal manera que la transcripción y la traducción tienen lugar seguidas y en el mismo sitio. Los organismos eucariotas tienen el ADN en el núcleo y el lugar de síntesis en el citoplasma, de tal manera que, la transcripción tiene lugar en el núcleo y después en el citoplasma sucede la traducción. Los genes en procariotas llevan información para más de una proteína, policistrónicos y en eucariotas, llevaninformación para una sola proteína, monocistrónicos. Los genes en procariotas son unidades continuas, es decir, un segmento de ADN contiene toda la información para la síntesis de una proteína; sin embargo en los eucariotas, los genes se encuentran fragmentados: cada gen consta de segmentos con información llamados exones y segmentos sin información llamados intrones. Además tanto en los eucariotas como en procariotas hay secuencias que no se traducen pero que desempeñan un papel fundamental en la regulación de la expresión génica, ya que constituyen señales de inicio y final de un gen. TRANSCRIPCIÓN En el proceso de transcripción se forma una cadena de ARN cuya secuencia de bases nitrogenadas es complementaria a una de las hebras de ADN. Este proceso lo realiza una ARN polimerasa, que tiene los siguientes requerimientos: o Une nucleótidos mediante enlace fosfodiester, en sentido 5 3, es decir los nucleótidos se van añadiendo uno a uno en el extremo 3 de la cadena en crecimiento. o Utiliza nucleótidos trifosfato. o Se fija a regiones específicas del ADN, llamadas regiones promotoras, para comenzar su acción a partir de ese punto. 86

22 Necesitan un molécula de ADN que utilizar como molde para realizar la síntesis de ARN, formando una molécula de ARN cuyas bases serán complementarias a dicha hebra del ADN, siempre la hebra en dirección 3 5, denominada hebra molde (a la otra, 5 3 se denomina hebra informativa). El proceso es similar en células procariotas y eucariotas, aunque existen diferencias entre ambas. o Transcripción en procariotas En las células procariotas existe una única ARN polimerasa. Esta, para poder reconocer la secuencia promotora del ADN, donde debe fijarse y comenzar la transcripción tiene que unirse al factor sigma (σ), tras lo cual cambia de conformación y puede unirse a la región promotora, una secuencia rica en bases de T y A (TATAATG). Una vez realizada la unión el factor σ se separa, listo para volver a comenzar. La ARN polimerasa fijada en el ADN produce el desenrollamiento de una vuelta del la hélice y comienza la síntesis del ARN en dirección 5 3. La síntesis termina cuando la polimerasa llega a una zona del ADN denominada señal de terminación, que tiene una secuencia rica en G y C. en esta fase interviene el factor rho (ρ) una enzima con actividad ATPasica, que reconoce esta secuencia. Este proceso sucede en los procariotas en el citoplasma, y una vez formado este ARNm puede de manera inmediata comenzar la siguiente fase de traducción, de hecho antes de que termine la transcripción puede comenzar la traducción, ya que este no necesita maduración y el compartimento de síntesis es el mismo. Transcripción en eucariotas Las ARN polimerasas o ARN pol en eucariotas son de estructura compleja y se han descrito 3 tipos fundamentales: ARN POL I que sintetiza el ARNr. ARN POL II que sintetiza el ARNm. ARN POL III que sintetiza el ARNt, las histonas y otras funciones. En el proceso de transcripción en eucariotas existen algunas diferencias con procariotas: El proceso tiene lugar en el núcleo, incluida la maduración posterior del ARNm. Para la síntesis del ARN es necesario que el ADN este desespiralizado y que las histonas no bloqueen el acceso de las enzimas. Existe al igual que en procariotas una región promotora, con dos tipos, la llamada caja TATA (o de Hogness) y la CAAT. Junto a estas existen otra serie de secuencias que ayudan en el proceso de transcripción. Así mismo, existe una región que indica el final de la transcripción, (TTATTT). En lugar del factor sigma, existen otros factores que ayudan a la localización y unión de la enzima al promotor, denominadas factores basales. La ARN polimerasa procariota no requiere factores de transcripción. Las eucariotas requieren la presencia de factores de transcripción basales y su actividad es regulada por factores de transcripción específicos. 87

23 Durante y después de la transcripción, los ARNm deben sufrir modificaciones para ser funcionales, se denomina maduración: o Cuando se han unido 30 ribonucleótidos, se añade al extremo 5 una caperuza de 7-metilguanosina trifosfato, que protege al ARNm de su degradación y es lugar de reconocimiento para el inicio de la traducción. o En el extremo 3 del ARN recién sintetizado, se une una cadena de 200 nucleótidos de A, llamada cola de poli-a, formada por la enzima poli-a polimerasa. Interviene en la maduración posterior y en su transporte desde el núcleo. o Se debe producir la eliminación de los intrones y la posterior unión de los exones. En este proceso intervienen un conjunto de ribonucleoproteínas pequeñas nucleares (RNPpn), llamadas en conjunto, espliceosoma. Puede darse la unión de los exones consecutivos como se encontraban en el gen, o hacerlo en una ordenación alternativa. Así mismo, puede producirse la eliminación o introducción de bases, o transformación de unas bases en otras. Todo ello produce una amplificación de la expresión génica, ya que un solo gen puede dar lugar a proteínas distintas según la maduración post-transcripcional que se lleve a cabo.. RETROTRANSCRIPCIÓN O TRANSCRIPCIÓN INVERSA Se creía que no se podía violar el dogma central de la biología molecular y que por tanto la información solo fluía desde el ADN, pero se descubrió que los virus de ARN, como el SIDA, pueden producir ADN polimerasa dependiente de ARN, llamada transcriptasa inversa o retrotranscriptasa, y es capaz de sintetizar una cadena de ADN complementaria del ARN vírico. Otra modificación del dogma central fue el descubrimiento de ciertos pequeños virus de ARN que pueden autorreplicar su ARN, según lo cual el ARN puede actuar de molde y sintetizar otra molécula idéntica a él. SIDA El Virus La envoltura es una bicapa lipídica derivada de la célula El Virus de la Inmunodeficiencia Humana es el agente Síndrome de la Inmunodeficiencia huéspedetiológico donde se del insertan las glucoproteinas con 72 Adquirida (SIDA). El VIH está clasificado en la familia proyecciones Retroviridae externas.y Contiene pertenece lasaproteínas la subfamilia viralesde los gp 41 y el gp17. La más nucleocápsida lentivirus. Se distinguen dos tipos de VIH, VIH-1 y gp120, VIH-2 siendo VIH-1 importantecentral debidooacore su cuyo interiorde se su encuentra el material y lasel VIHpotencial patogénico mayor, reflejado en la rápidaen diseminación infección por todogenético el mundo. enzimasde necesarias para la replicación viral.inmune, En algunas 1 infecta células CD4+ (es decir, que poseen el receptor membrana CD4) del sistema publicaciones la cápside icosaédrica es considerada una conduciendo a una profunda depresión de la inmunidad natural. Sin embargo, este virus también puede tercera capa. El genoma es un ARN de cadena única infectar otras células, incluyendo células neuronales. constituido por 2 hebras idénticas de polaridad positiva. Existen genes encargados de codificar los Estructura del VIH componentes de la partícula vírica (genes estructurales) y de regular la expresión de los mismos (genes reguladores). losuna genes estructurales el gen GAG El VIH-1 está formado por una partícula esférica de nmde con estructura en dos codifica las proteínas delón de ARN en ADN es una capas: característica principal de los retrovirus y se lleva a cabo mediante acciones enzimáticas secuenciales (ADN polimerasa y ribonucleasa de la transcriptasa inversa). Luego de la conversión a la doble hebra de ADN, ésta es integrado al genoma de la célula huésped como provirus. 88