La estructura del ARN

 

A diferencia del ADN  todos los tipos de ARN, son de una sola hebra, la cual que se sintetiza a partir de moldes de ADN. Aún así, los ARNs, tienen estructuras estables (regiones de doble hélice antiparalelas) que les permite tener estructuras tridimensionales.

 

En los ARN los pares de bases son generalmente AU y GC aunque eventualmente existen pares GU. En  algunos (tARN) existe complementariedad inteARN que hace que tengan estructuras específicas y estructura terciaria.

 

Dos principios del plegamiento de las proteínas se aplican al ARN:

 

1.- La estructura está dada por la secuencia de los grupos funcionales de la cadena (aminoácidos en proteínas y nucleotidos en ARN) y 2.- la estructura se forma al sintetizarse la cadena; es importante mencionar que la estructura del ARN que se está sintetizando puede afectar la transcripción de lo que resta de la cadena.  En las células el ARN tiene tamaños que van desde 50 hasta decenas de miles de nucleótidos (excepcionalmente puede haber ARNs circulares).

 

La complementariedad de los pares de bases de W-C es cierta para los complejos ADN-ADN, ARN-ARN y ADN-ARN. La evidencia directa de lo anterior, se tuvo al descubrir a la enzima ARN polimerasa, que existe virtualmente en todos los organismos. En una célula de E. coli  hay alrededor de 3X103 moléculas de esta enzima. La ARN polimerasa une ribonucleotidos  catalizando la formación de un enlace  fosfodiester en dirección 3´-5´. Esta reacción ocurre solamente en presencia de ADN. Es decir el ADN especifica a la ARN polimerasa qué nucleótido debe unir, como se puede observar en la siguiente Tabla.

 

 

                                       Composición Composición

FX174         predicha                 observada

 

A                  0.25             0.33                       0.32

U                  0.33(T)         0.25                       0.25

G                 0.24             0.18                       0.2

C                 0.18             0.24                       0.23

Total            1.0               1.0                         1.0

 

Tabla: La composición de bases en el ARN  enzimáticamente sintetizado usando como molde el ssDNA (ADN de una dola hebra) del virus  FX174

En este caso se forma una doble hebra híbrida (ADN-ARN).

 

Cuando el proceso se lleva a cabo en una hebra ADN-ADN el producto de ARN sale rápidamente del templado y las hebras de ADN vuelven a unirse. En este momento el ARN está listo para unirse al ribosoma.

 

El mecanismo de síntesis de ARN es fundamentalmente igual al de ADN, los precursores son ribonucleotidos trifosfato. La síntesis de ARN es un proceso apresurado y su precisión no se acerca a la del ADN

 

Desnaturalización y renaturalización del ADN de doble hebra:

 

Ejemplo:

gen (ADN):

 

       AATTCGTATCGATTAGCTGCGTGCAGTACGTC     

 

       TTAAGCATAGCTAATCGACGCACGTCATGCAG     

 

ARN:

       AAUUCGUAUCGAUUAGCUGCGUGCAGUACGUC    Þ PROTEÍNA 1

       UUAAGCAUAGCUAAUCGACGCACGUCAUGCAG     Þ PROTEÍNA 2

 

La ARN polimerasa reconoce una secuencia específica en la hebra que se va a copiar a esta región específica que únicamente está en una de las hebras se le denomina promotor.  En algunos fagos (T/ y SP8), la información está en una de las hebras, en otras (T4 y l), ambas hebras son transcritas, en una se encuentra la información para unas proteínas y en la otra, para otras; lo anterior también sucede también en E. coli .

 

La síntesis de ARN ocurre en una dirección fija:

 

La molécula de 3´-desoxiadenosina, es un inhibidor metabólico análogo a la adenosina que carece del O en posición 3´. Esta molécula se utilizó para determinar que la transcripción no ocurre a partir de ambos extremos de la cadena.

 

El experimento se puede resumir como sigue:

 

E. coli  + 3´-desoxiadenosina ® 3´-desoxiadenosina-trifosfato ® unida a la cadena en 3´

 

Como la 3´-desoxiadenosina no tiene el O-3´ la transcripción se detiene, si la dirección de la síntesis del ARN fuera en la dirección contraria (3´-5´) el inhibidor no se uniría.

 

 

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Dr. Edgar Vázquez-Contreras

Instituto de Química, UNAM

 

 

 

 

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Última actualización: 01 de Octubre de 2003

 

 

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