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):
5´ AATTCGTATCGATTAGCTGCGTGCAGTACGTC 3´
3´ TTAAGCATAGCTAATCGACGCACGTCATGCAG 5´
ARN:
5´ AAUUCGUAUCGAUUAGCUGCGUGCAGUACGUC 3´Þ PROTEÍNA 1
3´ UUAAGCAUAGCUAAUCGACGCACGUCAUGCAG 5´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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actualización: 01 de Octubre de 2003
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