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22.3: Estructura y función del ARN - Biología

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habilidades para desarrollar

  • Describir la estructura bioquímica de los ribonucleótidos.
  • Describir las similitudes y diferencias entre el ARN y el ADN.
  • Describir las funciones de los tres tipos principales de ARN utilizados en la síntesis de proteínas.
  • Explicar cómo el ARN puede servir como información hereditaria.

Hablando estructuralmente, el ácido ribonucleico (ARN) es bastante similar al ADN. Sin embargo, mientras que las moléculas de ADN son típicamente largas y bicatenarias, las moléculas de ARN son mucho más cortas y típicamente monocatenarias. Las moléculas de ARN desempeñan una variedad de funciones en la célula, pero participan principalmente en el proceso de síntesis de proteínas (traducción) y su regulación.

Estructura de ARN

El ARN es típicamente monocatenario y está hecho de ribonucleótidos que están unidos por enlaces fosfodiéster. Un ribonucleótido en la cadena de ARN contiene ribosa (el azúcar pentosa), una de las cuatro bases nitrogenadas (A, U, G y C) y un grupo fosfato. La sutil diferencia estructural entre los azúcares le da al ADN una estabilidad adicional, lo que lo hace más adecuado para el almacenamiento de información genética, mientras que la inestabilidad relativa del ARN lo hace más adecuado para sus funciones más a corto plazo.

Figura ( PageIndex {1} ): (a) Los ribonucleótidos contienen el azúcar pentosa ribosa en lugar de la desoxirribosa que se encuentra en los desoxirribonucleótidos. (b) El ARN contiene pirimidina uracilo en lugar de timina que se encuentra en el ADN.

El uracilo de pirimidina específico de ARN forma un par de bases complementarias con la adenina y se usa en lugar de la timina que se usa en el ADN. Aunque el ARN es monocatenario, la mayoría de los tipos de moléculas de ARN muestran un extenso emparejamiento de bases intramoleculares entre secuencias complementarias dentro de la cadena de ARN, creando una estructura tridimensional predecible esencial para su función (Figura ( PageIndex {1} ) y Figura ( PageIndex {2} )).

Figura ( PageIndex {2} ): (a) El ADN es típicamente bicatenario, mientras que el ARN es típicamente monocatenario. (b) Aunque es monocatenario, el ARN se puede plegar sobre sí mismo, con los pliegues estabilizados por áreas cortas de apareamiento de bases complementarias dentro de la molécula, formando una estructura tridimensional.

Ejercicio ( PageIndex {1} )

¿En qué se diferencia la estructura del ARN de la estructura del ADN?

Funciones del ARN en la síntesis de proteínas

Las células acceden a la información almacenada en el ADN creando ARN para dirigir la síntesis de proteínas a través del proceso de traducción. Las proteínas dentro de una célula tienen muchas funciones, incluida la construcción de estructuras celulares y sirven como catalizadores de enzimas para reacciones químicas celulares que dan a las células sus características específicas. Los tres tipos principales de ARN que participan directamente en la síntesis de proteínas son el ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosómico (ARNr) y el ARN de transferencia (ARNt).

En 1961, los científicos franceses François Jacob y Jacques Monod plantearon la hipótesis de la existencia de un intermediario entre el ADN y sus productos proteicos, al que llamaron ARN mensajero.1 Poco después, se recopilaron pruebas que respaldaban su hipótesis, que mostraban que la información del ADN se transmite al ribosoma para la síntesis de proteínas utilizando ARNm. Si el ADN sirve como la biblioteca completa de información celular, el ARNm sirve como una fotocopia de la información específica necesaria en un momento específico que sirve como instrucciones para producir una proteína.

El ARNm transmite el mensaje del ADN, que controla todas las actividades celulares en una célula. Si una célula requiere que se sintetice una determinada proteína, el gen de este producto se "enciende" y el ARNm se sintetiza mediante el proceso de transcripción (consulte Transcripción de ARN). El ARNm luego interactúa con los ribosomas y otra maquinaria celular (Figura ( PageIndex {3} )) para dirigir la síntesis de la proteína que codifica durante el proceso de traducción (ver Síntesis de proteínas). El ARNm es relativamente inestable y de corta duración en la célula, especialmente en las células procariotas, lo que garantiza que las proteínas solo se produzcan cuando sea necesario.

Figura ( PageIndex {3} ): Una ilustración generalizada de cómo se utilizan el ARNm y el ARNt en la síntesis de proteínas dentro de una célula.

El ARNr y el ARNt son tipos estables de ARN. En procariotas y eucariotas, el ARNt y el ARNr se codifican en el ADN y luego se copian en moléculas de ARN largas que se cortan para liberar fragmentos más pequeños que contienen las especies de ARN maduras individuales. En eucariotas, la síntesis, corte y ensamblaje de ARNr en ribosomas tiene lugar en la región del nucleolo del núcleo, pero estas actividades ocurren en el citoplasma de los procariotas. Ninguno de estos tipos de ARN lleva instrucciones para dirigir la síntesis de un polipéptido, pero desempeñan otras funciones importantes en la síntesis de proteínas.

Los ribosomas están compuestos de ARNr y proteínas. Como sugiere su nombre, el ARNr es un componente principal de los ribosomas, que compone hasta aproximadamente el 60% del ribosoma en masa y proporciona la ubicación donde se une el ARNm. El ARNr asegura la alineación adecuada del ARNm, el ARNt y los ribosomas; el ARNr del ribosoma también tiene actividad enzimática (peptidil transferasa) y cataliza la formación de enlaces peptídicos entre dos aminoácidos alineados durante la síntesis de proteínas. Aunque durante mucho tiempo se pensó que el ARNr tenía una función principalmente estructural, su función catalítica dentro del ribosoma se demostró en 2000.2 Los científicos de los laboratorios de Thomas Steitz (1940–) y Peter Moore (1939–) en la Universidad de Yale pudieron cristalizar la estructura del ribosoma a partir de Haloarcula marismortui, un arqueón halófilo aislado del Mar Muerto. Debido a la importancia de este trabajo, Steitz compartió el Premio Nobel de Química 2009 con otros científicos que hicieron contribuciones significativas a la comprensión de la estructura de los ribosomas.

El ARN de transferencia es el tercer tipo principal de ARN y uno de los más pequeños, por lo general de solo 70 a 90 nucleótidos de longitud. Lleva el aminoácido correcto al sitio de síntesis de proteínas en el ribosoma. Es el apareamiento de bases entre el ARNt y el ARNm lo que permite insertar el aminoácido correcto en la cadena polipeptídica que se sintetiza (Figura ( PageIndex {4} )). Cualquier mutación en el tRNA o rRNA puede resultar en problemas globales para la célula porque ambos son necesarios para la síntesis adecuada de proteínas (Table ( PageIndex {1} )).

Figura ( PageIndex {4} ): Una molécula de ARNt es una molécula monocatenaria que exhibe un apareamiento de bases intracelulares significativo, lo que le da su característica forma tridimensional.

Tabla ( PageIndex {1} ): Estructura y función del ARN
ARNmARNrARNt
EstructuraARN corto, inestable, monocatenario que corresponde a un gen codificado en el ADNMoléculas de ARN más largas y estables que componen el 60% de la masa del ribosomaARN estable, corto (70-90 nucleótidos) con apareamiento de bases intramolecular extenso; contiene un sitio de unión de aminoácidos y un sitio de unión de ARNm
FunciónSirve como intermediario entre el ADN y la proteína; utilizado por el ribosoma para dirigir la síntesis de la proteína que codificaAsegura la alineación adecuada de ARNm, ARNt y ribosoma durante la síntesis de proteínas; cataliza la formación de enlaces peptídicos entre aminoácidosLleva el aminoácido correcto al sitio de síntesis de proteínas en el ribosoma.

Ejercicio ( PageIndex {1} )

¿Cuáles son las funciones de los tres tipos principales de moléculas de ARN involucradas en la síntesis de proteínas?

ARN como información hereditaria

Aunque el ARN no sirve como información hereditaria en la mayoría de las células, el ARN tiene esta función para muchos virus que no contienen ADN. Por lo tanto, es evidente que el ARN tiene la capacidad adicional de servir como información genética. Aunque el ARN es típicamente monocatenario dentro de las células, existe una diversidad significativa en los virus. Rinovirus, que causan el resfriado común; virus de la influenza; y el virus del Ébola son virus de ARN monocatenario. Los rotavirus, que causan gastroenteritis grave en niños y otras personas inmunodeprimidas, son ejemplos de virus de ARN bicatenario. Debido a que el ARN bicatenario es poco común en las células eucariotas, su presencia sirve como indicador de infección viral. Las implicaciones para un virus que tiene un genoma de ARN en lugar de un genoma de ADN se discuten con más detalle en Virus.

Conceptos clave y resumen

  • Ácido ribonucleico (ARN) es típicamente monocatenario y contiene ribosa como su azúcar pentosa y pirimidina uracilo en lugar de timina. Una hebra de ARN puede sufrir un apareamiento de bases intramolecular significativo para adoptar una estructura tridimensional.
  • Hay tres tipos principales de ARN, todos involucrados en la síntesis de proteínas.
  • ARN mensajero (ARNm) sirve como intermediario entre el ADN y la síntesis de productos proteicos durante la traducción.
  • ARN ribosómico (ARNr) es un tipo de ARN estable que es un componente principal de los ribosomas. Asegura la alineación adecuada del ARNm y los ribosomas durante la síntesis de proteínas y cataliza la formación de enlaces peptídicos entre dos aminoácidos alineados durante la síntesis de proteínas.
  • Transferir ARN (ARNt) es un tipo pequeño de ARN estable que transporta un aminoácido al sitio correspondiente de síntesis de proteínas en el ribosoma. Es el apareamiento de bases entre el ARNt y el ARNm lo que permite insertar el aminoácido correcto en la cadena polipeptídica que se sintetiza.
  • Aunque el ARN no se usa para obtener información genética a largo plazo en las células, muchos virus usan ARN como su material genético.

Opción multiple

¿Cuál de los siguientes tipos de ARN codifica una proteína?

A. dsRNA
B. ARNm
C. ARNr
D. ARNt

B

Se purifica un ácido nucleico a partir de una mezcla. Las moléculas son relativamente pequeñas, contienen uracilo y la mayoría están unidas covalentemente a un aminoácido. ¿Cuál de los siguientes fue purificado?

A. ADN
B. ARNt

D

¿Cuál de los siguientes tipos de ARN es conocido por sus capacidades catalíticas?

A. ARNt

C

Los ribosomas están compuestos de ARNr y ¿qué otro componente?

  1. proteína
  2. polipéptidos
  3. ADN
  4. ARNm

¿Cuál de los siguientes puede usar ARN como su genoma?

  1. una bacteria
  2. un arqueón
  3. un virus
  4. un eucariota

C

Pareo

Empareja la molécula correcta con su descripción:

___tRNA___rRNA___mRNAA. es un componente principal del ribosoma B. es una copia de la información en un genC. lleva un aminoácido al ribosoma

TAXI

Verdadero Falso

Los ribosomas se componen principalmente de ARN.

Cierto

El ARN bicatenario se encuentra comúnmente dentro de las células.

Falso

Respuesta corta

¿Cuáles son las diferencias entre los nucleótidos de ADN y los nucleótidos de ARN?

¿Cómo se almacena la información dentro de la secuencia de bases del ADN para determinar las propiedades de una célula?

¿Cómo contribuyen los pares de bases complementarios al emparejamiento de bases intramoleculares dentro de una molécula de ARN?

Si un ARN antisentido tiene la secuencia 5ʹAUUCGAAUGC3ʹ, ¿cuál es la secuencia del ARNm al que se unirá? Asegúrate de etiquetar los extremos 5ʹ y 3ʹ de la molécula que dibujaste.

¿Por qué el ARN bicatenario (ARNdc) estimula la interferencia del ARN?

Pensamiento crítico

Identifique la ubicación de ARNm, ARNr y ARNt en la figura.

¿Por qué tiene sentido que las moléculas de ARNt y ARNr sean más estables que las moléculas de ARNm?

Notas al pie

  1. 1 A. Rich. "La era del despertar del ARN: biología estructural del ARN en los primeros años". Reseñas trimestrales de biofísica 42 no. 2 (2009): 117–137.
  2. 2 P. Nissen y col. "La base estructural de la actividad ribosómica en la síntesis de enlaces peptídicos". Ciencias 289 no. 5481 (2000): 920–930.

Contribuyente

  • Nina Parker, (Shenandoah University), Mark Schneegurt (Wichita State University), Anh-Hue Thi Tu (Georgia Southwestern State University), Philip Lister (Central New Mexico Community College) y Brian M. Forster (Saint Joseph's University) con muchos autores contribuyentes. Contenido original a través de Openstax (CC BY 4.0; acceso gratuito en https://openstax.org/books/microbiology/pages/1-introduction)


Las estructuras de ARN G-quadruplex existen y funcionan in vivo en plantas

Fondo: Las secuencias ricas en guanina pueden formar estructuras complejas de ARN denominadas ARN G-cuadruplex in vitro. Debido a su alta estabilidad, se propone que los ARN G-cuádruplex existan in vivo y se sugiere que estén asociados con una importancia biológica importante. Sin embargo, hay una falta de evidencia directa de la formación de ARN G-quadruplex en células eucariotas vivas. Por lo tanto, no está claro si alguna función supuesta está asociada con el contenido de la secuencia específica o la formación de una estructura G-cuádruplex de ARN.

Resultados: Usando rG4-seq, perfilamos el paisaje de esas regiones ricas en guanina con el potencial de plegamiento in vitro en el transcriptoma de Arabidopsis. Encontramos un enriquecimiento global de ARN G-cuadruplex con dos G-cuartetos por lo que el potencial de plegamiento está fuertemente influenciado por estructuras secundarias de ARN. Usando perfiles de estructura química de ARN in vitro e in vivo, determinamos que cientos de estructuras de ARN G-quadruplex están fuertemente plegadas tanto en Arabidopsis como en arroz, lo que proporciona evidencia directa de la formación de ARN G-quadruplex en células eucariotas vivas. Los análisis genéticos y bioquímicos posteriores muestran que el plegamiento del ARN G-quadruplex es capaz de regular la traducción y modular el crecimiento de las plantas.

Conclusiones: Nuestro estudio revela la existencia de ARN G-quadruplex in vivo e indica que las estructuras de ARN G-quadruplex actúan como importantes reguladores del desarrollo y crecimiento de las plantas.

Palabras clave: Regulación de genes Desarrollo de plantas Estructura de ARN G-quadruplex Acilación selectiva de 2′-hidroxilo con extensión de cebadores basada en iones de litio (SHALiPE) rG4-seq.

Declaracion de conflicto de interes

Los autores declaran no tener intereses en competencia.

Cifras

rG4-seq revela el panorama global ...

rG4-seq revela el panorama global de las regiones ricas en G con el potencial de doblarse ...

SHALiPE-Seq determina los estados de plegado de…

SHALiPE-Seq determina los estados de plegamiento de las regiones ricas en G de forma robusta . a Esquema de SHALiPE-Seq…

In vivo SHALiPE-Seq revela cientos ...

SHALiPE-Seq in vivo revela cientos de RG4 plegados en Arabidopsis. a Esquema de ...

In vivo SHALiPE-Seq revela cientos ...

SHALiPE-Seq in vivo revela cientos de RG4 plegados en arroz. a Esquema de ...

RG4 regula el crecimiento de las plantas y ...

RG4 regula el crecimiento y la traducción de las plantas. a Gráfico de violín de la eficiencia de la traducción (TE)…


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Estos autores contribuyeron igualmente: Dhaval Varshney, Jochen Spiegel, Katherine Zyner.

Afiliaciones

Cancer Research UK Cambridge Institute, Li Ka Shing Centre, Cambridge, Reino Unido

Dhaval Varshney, Jochen Spiegel, Katherine Zyner, David Tannahill y Shankar Balasubramanian

Departamento de Química, Universidad de Cambridge, Cambridge, Reino Unido

Facultad de Medicina Clínica, Universidad de Cambridge, Cambridge, Reino Unido

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Contribuciones

Los autores contribuyeron igualmente a todos los aspectos del artículo.

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Información del autor

Afiliaciones

Departamento de Biología, Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, Chapel Hill, NC, EE. UU.

Christine Roden y amperio Amy S. Gladfelter

The Lineberger Comprehensive Cancer Center, Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill, NC, EE. UU.

Christine Roden y Amy S. Gladfelter

Centro Whitman, Laboratorio de Biología Marina, Woods Hole, MA, EE. UU.

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Estructura y función del ARNt

Los ARN de transferencia están codificados por varios genes y, por lo general, son moléculas cortas, de entre 70 y 90 nucleótidos (5 nm) de longitud. Las dos partes más importantes de un ARNt son su anticodón y el grupo hidroxilo terminal 3 ', que puede formar un enlace éster con un aminoácido. Sin embargo, hay otros aspectos de la estructura de un ARNt, como el brazo en D y el brazo en T, que contribuyen a su alto nivel de especificidad y eficiencia. Solo 1 de cada 10,000 aminoácidos está unido incorrectamente a un tRNA, que es un número notable dadas las similitudes químicas entre muchos aminoácidos.

Los ARN de transferencia tienen una estructura de azúcar-fosfato como todos los demás ácidos nucleicos celulares y la orientación del azúcar ribosa da lugar a la direccionalidad en la molécula. Un extremo del ARN tiene un grupo fosfato reactivo unido al quinto átomo de carbono de la ribosa, mientras que el otro extremo tiene un grupo hidroxilo libre en el tercer átomo de carbono. Esto da lugar a los extremos 5 'y 3' del ARN ya que todos los demás grupos fosfato e hidroxilo están involucrados en enlaces fosfodiéster dentro del ácido nucleico.

Las últimas tres bases en el extremo 3 'del ARNt son siempre CCA: dos citosinas seguidas de una base de adenina. Este tramo es parte del brazo aceptor de la molécula, donde un aminoácido se une covalentemente al grupo hidroxilo en el azúcar ribosa del nucleótido de adenina terminal. El brazo aceptor también contiene partes del extremo 5 'del tRNA, con un tramo de 7-9 nucleótidos de extremos opuestos de la base de la molécula emparejándose entre sí.

La otra estructura que influye en el papel del ARNt en la traducción es el brazo en T. Similar al brazo en D, contiene un tramo de nucleótidos que se emparejan entre sí y un bucle que es monocatenario. La región emparejada se llama "tallo" y en su mayoría contiene 5 pares de bases. El bucle contiene bases modificadas y también se denomina brazo TΨC, para especificar la presencia de residuos de timidina, pseudouridina y citidina (bases modificadas). Las moléculas de ARNt son inusuales porque contienen una gran cantidad de bases modificadas y contienen timidina, que generalmente se observa solo en el ADN. El brazo en T participa en la interacción del ARNt con el ribosoma.

Finalmente, un brazo variable que contiene menos de 20 nucleótidos se sitúa entre el bucle anticodón y el brazo en T. Desempeña un papel en el reconocimiento de ARNt por AATS, pero podría estar ausente en algunas especies.

Se dice que la estructura secundaria del ARNt que contiene la región aceptora, los brazos D y T y el bucle anticodón se asemeja a una hoja de trébol. Después de que el ARN se pliega en su estructura terciaria, tiene forma de L, con el vástago aceptor y el brazo en T formando una hélice extendida y el bucle anticodón y el brazo en D formando de manera similar otra hélice extendida. Estas dos hélices se alinean perpendicularmente entre sí de una manera que acerca el brazo D y el brazo T, mientras que el bucle anticodón y el brazo aceptor se colocan en los extremos opuestos de la molécula.

En esta imagen, la región CCA de 3 'está en amarillo, el brazo aceptor está en púrpura, el bucle variable en naranja, el brazo D en rojo, el brazo en T en verde y el bucle anticodón en azul.


22.3: Estructura y función del ARN - Biología

Si bien el ADN y el ARN son similares, tienen diferencias muy distintas. La Tabla 1 resume las características del ADN y el ARN.

Tabla 1. Características del ADN y el ARN
ADN ARN
Función Lleva información genética Involucrado en la síntesis de proteínas
Localización Permanece en el núcleo Deja el núcleo
Estructura El ADN es una "escalera" de doble hebra: esqueleto de azúcar-fosfato, con peldaños de base. Generalmente monocatenario
Azúcar Desoxirribosa Ribosa
Pirimidinas Citosina, timina Citosina, uracilo
Purinas Adenina, guanina Adenina, guanina

Hay otra diferencia que vale la pena mencionar. Solo hay un tipo de ADN. El ADN es la información heredable que se transmite a cada generación de células, sus cadenas se pueden "descomprimir" con una pequeña cantidad de energía cuando el ADN necesita replicarse y el ADN se transcribe en ARN. Hay varios tipos de ARN: El ARN mensajero es una molécula temporal que transporta la información necesaria para producir una proteína desde el núcleo (donde permanece el ADN) hasta el citoplasma, donde se encuentran los ribosomas. Otros tipos de ARN incluyen ARN ribosómico (ARNr), ARN de transferencia (ARNt), ARN nuclear pequeño (ARNnn) y microARN.

Aunque el ARN es monocatenario, la mayoría de los tipos de ARN muestran un extenso apareamiento de bases intramoleculares entre secuencias complementarias, creando una estructura tridimensional predecible esencial para su función.

Como ha aprendido, el flujo de información en un organismo tiene lugar desde el ADN hasta el ARN y las proteínas. El ADN dicta la estructura del ARNm en un proceso conocido como transcripción y el ARN dicta la estructura de la proteína en un proceso conocido como traducción. Esto se conoce como el dogma central de la vida, que se aplica a todos los organismos; sin embargo, se producen excepciones a la regla en relación con las infecciones virales.

En resumen: ADN y ARN

Los ácidos nucleicos son moléculas formadas por nucleótidos que dirigen actividades celulares como la división celular y la síntesis de proteínas. Cada nucleótido está formado por un azúcar pentosa, una base nitrogenada y un grupo fosfato. Hay dos tipos de ácidos nucleicos: ADN y ARN. El ADN lleva el modelo genético de la célula y se transmite de padres a hijos (en forma de cromosomas). Tiene una estructura de doble hélice con las dos hebras que corren en direcciones opuestas, conectadas por enlaces de hidrógeno y complementarias entre sí. El ARN es monocatenario y está compuesto por un azúcar pentosa (ribosa), una base nitrogenada y un grupo fosfato. El ARN participa en la síntesis de proteínas y su regulación. El ARN mensajero (ARNm) se copia del ADN, se exporta del núcleo al citoplasma y contiene información para la construcción de proteínas. El ARN ribosómico (ARNr) es parte de los ribosmas en el sitio de síntesis de proteínas, mientras que el ARN de transferencia (ARNt) transporta el aminoácido al sitio de síntesis de proteínas. microARN regula el uso de ARNm para la síntesis de proteínas.


Papel del ARN en biología

El ARN, de una forma u otra, toca casi todo en una célula. El ARN lleva a cabo una amplia gama de funciones, desde traducir información genética en las máquinas moleculares y estructuras de la célula hasta regular la actividad de los genes durante el desarrollo, la diferenciación celular y los entornos cambiantes.

El ARN es un polímero único. Al igual que el ADN, puede unirse con gran especificidad al ADN oa otro ARN a través del emparejamiento de bases complementarias. También puede unir proteínas específicas o moléculas pequeñas y, sorprendentemente, el ARN puede catalizar reacciones químicas, incluida la unión de aminoácidos para producir proteínas.

Todo el ARN en las células son copias de secuencias de ADN contenidas en los genes de los cromosomas de una célula. Los genes que se copian ("transcriben") en las instrucciones para producir proteínas individuales a menudo se denominan "genes codificantes". Por lo tanto, los genes que producen ARN utilizados para otros fines se denominan genes de "ARN no codificante".

Las moléculas de ARN ensamblan proteínas y modifican otros ARN

Varias clases clave de moléculas de ARN ayudan a convertir la información contenida en el ADN de la célula en productos genéticos funcionales como proteínas. Los ARN mensajeros (ARNm) son copias de genes que codifican proteínas individuales y sirven como una lectura amplificada de la secuencia de ácido nucleico de cada gen. Dos ARN no codificantes clave participan en el ensamblaje de las proteínas especificadas por los ARNm. El ARN ribosómico (ARNr) constituye el marco estructural y enzimático central del ribosoma, la máquina que sintetiza proteínas de acuerdo con las instrucciones contenidas en la secuencia de un ARNm. Los ARN de transferencia (ARNt) utilizan un emparejamiento de bases complementarias para decodificar las "palabras" de tres letras en el ARNm, cada una de las cuales corresponde a un aminoácido que se incorporará secuencialmente en una cadena de proteínas en crecimiento.

La mayoría de las moléculas de ARN, una vez transcritas del ADN cromosómico, requieren modificaciones estructurales o químicas antes de que puedan funcionar. En las células eucariotas, los ARNm se ensamblan a partir de transcripciones de ARN más largas por el espliceosoma, que consta de ARN espliceosomales y proteínas asociadas. Los ARN empaliceosomales ayudan a descartar las secuencias intermedias (intrones) de las transcripciones de pre-ARNm y empalmar los segmentos de ARNm (exones) para crear lo que puede ser un surtido complejo de ARNm codificantes de proteínas distintos a partir de un solo gen. Muchos ARN no codificantes también requieren modificaciones postranscripcionales. Por ejemplo, los ARN ribosomales reciben numerosas modificaciones químicas que son necesarias para el correcto ensamblaje y funcionamiento de los ribosomas. Estas modificaciones son introducidas por enzimas proteicas junto con ARN no codificantes especializados (llamados ARNsno) que se emparejan con el ARNr y guían las enzimas modificadoras a ubicaciones precisas en el ARNr.

Algunos ARN poseen actividad enzimática intrínseca y pueden catalizar directamente reacciones de modificación del ARN. Estos ARN catalíticos incluyen ciertas transcripciones de ARN auto-empalmadas, ribozimas y ARNasa P, una enzima de ARN que recorta los extremos de los precursores de ARNt en prácticamente todas las células.

Las moléculas de ARN regulan la expresión génica.

La regulación de la producción de proteínas a partir de genes codificadores es la base de gran parte de la estructura, diferenciación y fisiología celular y orgánica. Diversas clases de ARN no codificantes participan en la regulación génica en muchos niveles, lo que afecta la producción, estabilidad o traducción de productos génicos de ARNm específicos.

En procariotas (por ejemplo, bacterias), los ARN antisentido pequeños ejercen una variedad de actividades reguladoras de genes mediante el apareamiento de bases específicamente con sus ARNm diana. También son comunes en los procariotas los riboconmutadores, secuencias de ARN no codificantes que generalmente funcionan como dominios reguladores contenidos en ARNm más largos. Los ribosconmutadores regulan la actividad de los ARNm de su huésped uniéndose a moléculas pequeñas como nucleótidos o aminoácidos, detectando la abundancia de esas moléculas pequeñas y regulando los genes que las producen o usan en consecuencia.

Las células eucariotas contienen miles de pequeños ARN asociados con varias vías de interferencia de ARN (ARNi). Por ejemplo, los microARN (miARN) son ARN reguladores de aproximadamente 22 nt de largo que se producen a partir de transcripciones más largas que contienen un cierto tipo de estructura de "horquilla" de doble hebra. Los miARN se asocian con una proteína de la clase Argonaute y se emparejan específicamente con los ARNm para inhibir su estabilidad o traducción. Hay cientos de genes de miARN en plantas y animales, y cada miARN puede regular la actividad de cientos de genes que codifican proteínas. Por lo tanto, los miARN individual y colectivamente tienen un impacto profundo en el desarrollo y fisiología de eucariotas multicelulares.

Los ARN de interferencia pequeños (ARNip) son similares en longitud a los microARN y también están asociados con las proteínas Argonaute. A diferencia de los miARN, que se producen a partir de loci genéticos específicos que han evolucionado para regular los ARNm, los ARNip pueden derivar esencialmente de cualquier región transcrita del genoma. Los ARNip normalmente actúan directamente sobre el locus a partir del cual se producen. Entonces, los ARNip ocurren en células donde los genes están bajo autorregulación continua por parte de ARNi.
Un papel importante para ciertas clases de ARN pequeños no codificantes es la defensa de la célula contra virus, transposones y otras secuencias de ácidos nucleicos que representan una amenaza potencial para la homeostasis celular o la estabilidad del genoma. La respuesta de algunas células contra la infección viral incluye la producción de ARNip complementarios al virus. Muchos ARNip endógenos en células eucariotas especifican el silenciamiento de transposones y secuencias repetidas que ya residen en el genoma. De manera similar, en los animales, los ARN asociados a Piwi (piRNA) promueven la integridad del genoma silenciando los transposones y las secuencias repetidas.

Otra clase de ARN regulador consiste en diversos tipos de transcripciones no codificantes más largas que generalmente funcionan para regular la expresión de loci genéticos distantes, a menudo suprimiendo o promoviendo su transcripción. Por ejemplo, los ARN rox de la mosca de la fruta parecen facilitar la remodelación de la estructura cromosómica para permitir que el cromosoma X masculino se transcriba al doble de velocidad que un solo cromosoma X en las mujeres, que tienen dos X. De manera similar, el ARN de Xist en los mamíferos ayuda a inactivar uno de los dos cromosomas X en las hembras, lo que permite que los machos y las hembras tengan niveles equivalentes de expresión génica del cromosoma X. Xist es un ejemplo de una clase más amplia de ARN reguladores muy versátiles conocidos como ARN no codificantes intergénicos largos (lincRNA). Los lincRNA pueden actuar como andamios para el ensamblaje de complejos de proteínas reguladoras de la transcripción y pueden facilitar el reclutamiento de combinaciones definidas de reguladores de proteínas en genes específicos.

Esta es una página oficial de la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts.

RNA Therapeutics Institute (RTI) y bull 368 Plantation St Worcester, Massachusetts 01605


Transcripción / Síntesis de ARN

El ARNm se forma con la ayuda de los códigos del ADN.

Explicación:

La formación de ARN a partir de códigos escritos en el ADN se conoce como transcripción, donde la doble hélice del ADN se abre y se desenrolla.

Luego están los ribonucleótidos libres que se emparejan con las bases complementarias de una de las cadenas de ADN expuestas.

El azúcar y el fosfato de los ribonucleótidos vecinos se siguen uniendo y se forma la columna vertebral de fosfato de azúcar del ARN. Este emparejamiento de ribonucleótidos complementarios a lo largo de las bases de la cadena de ADN es monitoreado por la ARN polimerasa, una enzima.

()

Al final de este proceso de emparejamiento, se forma un nuevo ARN monocatenario. El ARN recién formado puede someterse a procesamiento y luego se usará para la síntesis de proteínas, es decir, la traducción.

El video a continuación proporciona un resumen de cómo ocurren los procesos de transcripción y traducción usando el tutorial de Shockwave DNA Workshop de PBS.

Respuesta:

Explicación:

Hay muchos detalles de ambos en los que puedes profundizar en wikipedia, pero la principal diferencia es:

La replicación de ADN produce dos nuevas moléculas de ADN de doble hebra a partir de una molécula de ADN de doble hebra original (replicación semiconservativa).

La transcripción produce una sola hebra de ARN a partir de la doble hebra de ADN (utiliza una hebra del ADN como plantilla y produce una hebra única de ARN).

Respuesta:

La transcripción es el proceso en el que se produce el ARNm (ARN mensajero).

Explicación:

Estos son los pasos de la transcripción.

El ADN es descomprimido por la enzima "Helicase".

La ARN polimerasa agrega nucleótidos de ARN a la nueva cadena de ARN. (En el ARN, la timina se reemplaza por uracilo).

El ARNm está completo cuando alcanza un código de parada en el ADN.

Luego, el ARNm sale del núcleo y transporta el código a los sitios de síntesis de proteínas en el citoplasma. (El ADN nunca sale del núcleo).


Ver el vídeo: ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE ARN biología 11º (Mayo 2022).


Comentarios:

  1. Shajinn

    los felicito, magnifica idea y es debidamente

  2. Tyeson

    Lo siento, pero, en mi opinión, se cometen errores. Escríbeme por MP.

  3. Chaz

    Esta cualquier urbanizacion

  4. Oswine

    ¡Dulce!

  5. Mandar

    ¡Hola! Me gustaría expresarte mis condolencias sinceras para ti

  6. Kenath

    En él algo es. Ahora todo está claro, gracias por la ayuda en esta pregunta.

  7. Mezitaxe

    Eh, de alguna manera triste !!!!!!!!!!!!!



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