La síntesis de proteínas es un proceso importante en todas las células eucariotas, ya que la proteína forma componentes estructurales de cada célula y es esencial para la vida. La proteína a menudo se llama el bloque de construcción de las células. Existen tres formas principales de ARN: ARN mensajero, ARN de transferencia y ARN ribosómico. El ADN controla todas las actividades de la célula y se sintetiza cuando la célula necesita más proteínas. Pequeños trozos de ADN se transforman en ARN a través del proceso de síntesis de proteínas.
¿El ARN está hecho de ADN?
Cuando una célula sigue sus instrucciones genéticas, copia una porción del ADN como un gen para cámbielo a un nucleótido de ARN. El ARN difiere del ADN en dos formas distintas. Los nucleótidos en el ARN están hechos de azúcar ribosa y se llaman ribonucleótidos. El ADN tiene desoxirribosa como contenido de azúcar. El ARN tiene las mismas bases que el ADN de la adenina, la guanina y la citosina, pero tiene la base o el uracilo en lugar de la timina que está en el ADN. La estructura del ADN y el ARN son muy diferentes, ya que el ADN es una hélice bicatenaria y el ARN es monocatenario. Las cadenas de ARN pueden plegarse en una amplia variedad de formas de la misma manera que una cadena de polipéptidos se pliega para formar la forma final de una proteína.
¿Cuántos tipos principales de ARN existen?
Hay tres principales tipos de ARN que se producen como moléculas en el núcleo de las células humanas y animales. El ARN también se encuentra en el citoplasma de una célula. El citoplasma de una célula es todo el contenido fuera del núcleo que está encerrado por la membrana celular individual. Los tres tipos principales de ARN son ARN mensajero, ARN de transferencia y ARN ribosómico, o ARNr. Cada uno de los tres tipos de ARN tiene un papel distinto en la síntesis de proteínas de la transcripción, decodificación y traducción del código genético que comienza con el ADN.
¿Cuál es el proceso de síntesis de proteínas?
La transcripción es la primera Paso de síntesis de proteínas en el que el ARN mensajero juega un papel muy importante. El ARN mensajero es inestable y no vive mucho tiempo en una célula para garantizar que las proteínas solo se produzcan cuando sean necesarias para el crecimiento o la reparación de las células. La transcripción es cuando la información genética dentro del ADN de una célula se transforma en un mensaje en forma de ARN. Las proteínas de los factores de transcripción desenrollan la cadena de ADN para permitir que la enzima ARN polimerasa transcriba una sola cadena de ADN. El ADN está hecho de cuatro bases de nucleótidos de adenina, guanina, citosina y timina. Se combinan en pares de adenina más guanina y citosina más timina. Cuando el ARN transcribe el ADN en una molécula de ARN mensajero, la adenina se empareja con uracilo y la citosina se empareja con guanina. Al final del proceso de transcripción, el ARN mensajero se transporta fuera del núcleo hacia el citoplasma.
Luego está el proceso de traducción, durante el cual el ARN de transferencia juega un papel importante en la síntesis de proteínas. El ARN de transferencia es el tipo más pequeño de ARN y generalmente tiene una longitud de aproximadamente 70 a 90 nucleótidos. Traduce el mensaje dentro de las secuencias de nucleótidos del ARN mensajero en secuencias de aminoácidos. Los aminoácidos se unen con otros aminoácidos para formar proteínas, que son necesarias para todas las funciones celulares. Las proteínas se forman a partir de un conjunto de 20 aminoácidos. El ARN de transferencia tiene la misma forma que una hoja de trébol con tres asas en forma de horquilla. El ARN de transferencia tiene un sitio de unión de aminoácidos en un extremo y una sección en el bucle central que se llama sitio anticodón. El sitio anticodón reconoce los codones en el ARN mensajero. Un codón tiene tres bases de nucleótidos continuas que crean un aminoácido y señalan el final del proceso de traducción. El ARN de transferencia y los ribosomas leen los codones del ARN mensajero para producir una cadena polipeptídica, que sufre varios cambios antes de que pueda convertirse en una proteína completamente funcional.
El ARN ribosómico (o ARNr) tiene una función específica. Los ribosomas están hechos de proteínas ribosómicas y ARN ribosómico. El ARN ribosómico constituye aproximadamente el 60 por ciento de la masa del ribosoma. Por lo general, se componen de una subunidad grande y una subunidad pequeña. Las subunidades son sintetizadas en el núcleo por el nucleolo. Los ribosomas son de naturaleza única, ya que contienen un sitio de unión para el ARN mensajero y dos sitios de unión para la transferencia de ARN en la ubicación del ARN en la subunidad ribosómica grande. Una pequeña subunidad ribosómica se une a una molécula de ARN mensajero y simultáneamente una molécula de ARN de transferencia iniciadora reconoce y se une a una cierta secuencia de codones en la misma molécula de ARN ribosómico durante la traducción. A continuación, la función de ARNr incluye una gran subunidad ribosómica que se une al complejo recién formado, luego ambas subunidades ribosómicas viajan a lo largo de la molécula de ARN mensajero a medida que traducen los codones en toda la cadena de polipéptidos a medida que pasan sobre ellos. El ARN ribosómico crea los enlaces peptídicos entre los aminoácidos en la cadena polipeptídica. Cuando se alcanza un codón de terminación en la molécula de ARN mensajero, el proceso de traducción terminará y la cadena de polipéptidos se liberará de la molécula de ARN de transferencia, en cuyo momento el ribosoma se divide de nuevo en las subunidades grandes y pequeñas como estaban al comienzo de la fase de traducción.
¿Cuánto dura el proceso de síntesis de proteínas?
El proceso de ADN a ARN y el producto de las proteínas puede ocurrir a una velocidad increíblemente rápida. El ARN se libera casi de inmediato cuando se separa de la cadena de ADN. De esta manera, se pueden hacer muchas copias de ARN del mismo gen exactamente en un corto período de tiempo. La síntesis de moléculas de ARN adicionales puede iniciarse antes de que se complete el primer ARN para que pueda producir ARN rápidamente. Cuando las moléculas de ARN se siguen muy de cerca, cada una puede mover alrededor de 20 nucleótidos por segundo en humanos y animales. Más de 1,000 transcripciones pueden ocurrir en una hora de un solo gen.
¿Qué es el agotamiento de ARNr?
El agotamiento de ARN ribosómico es el componente más abundante en ARN, ya que comprende la mayoría de más del 80 al 90 por ciento de El agotamiento del ARN ribosómico es cuando el ARNr se elimina parcialmente de una muestra completa de ARN para estudiar mejor la reacción de secuenciación de ARN para enfocarse en las otras dos partes de una muestra de ARN en la transcripción.
¿Cuáles son los otros tipos de ARN? Producido en células?
Hay tres tipos adicionales de ARN adicionales que pueden producirse en las células. La función del pequeño ARN nuclear en una variedad de procesos del núcleo, como el empalme de los ARN pre-mensajeros. El ARN nucleolar pequeño procesa y modifica químicamente el ARN ribisómico. Otros tipos de ARN que son unidades no codificantes sirven para funcionar en procesos celulares como la síntesis de telómeros, inactivando el cromosoma X y transportando proteínas al retículo endoplásmico para una buena salud celular.
¿Qué son los virus de ARN?
Un virus de ARN tiene un núcleo del material genético que se obtiene del ADN de una célula. Por lo general, tiene una cápside protectora de proteínas y una envoltura de lípidos para una protección aún mayor. Un virus de ARN se adhiere a una célula huésped, lo penetra, reproduce el material genético y crea la cápside protectora que luego emerge de la célula. Los virus de ARN almacenan el material genético del ARN y no el ADN.
Todas las células sanas almacenan material genético en el ADN. El ARN solo se usa cuando el ADN se replica para formar ARN y sintetizar las proteínas que necesita una célula sana para vivir. El ADN es mucho más estable que el ARN, por lo que el ADN comete muy pocos errores cuando las células se están dividiendo, sin embargo, la inestabilidad del ARN y su replicación puede cometer muchos errores e incluso puede interactuar consigo mismo para multiplicar un virus. El ARN puede cometer hasta un error de más de 10,000 nucleótidos cada vez que se copia. También es mucho menos capaz de corregir errores genéticos que el ADN. Cuando un sistema inmunitario aprende a reconocer un virus, forma anticuerpos para combatirlo. Los virus pueden mutar para que el sistema inmunitario no pueda reconocerlo y luego pueda multiplicarse. Esto permite que los virus de ARN se propaguen mucho más rápidamente que los virus de ADN.
Un virus que sobrevive puede reproducirse en nuevas células a través de la secuencia de ARN y dar como resultado que miles de células que se reproducen contengan el virus. Los virus de ARN evolucionan más rápido que cualquier organismo vivo real. Las altas tasas de mutación de las células infectadas con el virus ARN no amenazan la supervivencia del virus.
Existen dos tipos de virus ARN. Pueden ser monocatenarios o sencillos o pareados como hilos antisentido. Los virus de ARN antiesencia de doble cadena tienen que cambiar primero y traducirse en ARN de sentido de cadena sencilla. Esto permite que la célula huésped esté en una forma que los ribosomas puedan leer. El virus de la influenza A mantiene las enzimas necesarias cerca del núcleo de ácido nucleico del virus. Cuando cambia de un ARN antisentido a un sentido, los ribosomas en la célula pueden leerlo para construir proteínas virales y replicarse.
Algunos virus de ARN almacenan su información en una cadena sensorial para que pueda leerse directamente por los ribosomas de la célula y funciona como un ARN mensajero normal. En este caso, los ribosomas sintetizan la transcripción de ARN y crean una célula viral antisentido para que pueda usarla como plantilla para sintetizar más ARN viral junto con las proteínas necesarias para que las células vivan. Uno de los virus más mortales de este tipo es la hepatitis C.
Los ejemplos de retrovirus son el VIH y el SIDA. Almacenan su material genético en forma de ARN, pero usan la enzima de transcripción inversa para convertir su ARN en ADN en la célula infectada. Esto permite realizar muchas copias en las células huésped para que el virus pueda infectar una gran cantidad de células rápidamente.
Los coronavirus son virus de ARN también. Infectan principalmente el tracto respiratorio superior y el tracto gastrointestinal en humanos. El SARS-CoV es un virus grave que infecta el tracto respiratorio superior, así como el tracto respiratorio inferior y también incluye problemas gastrointestinales. Los coronavirus son un porcentaje significativo de todos los resfriados comunes. Los rinovirus son la causa principal del resfriado común. Los conronavirus también pueden provocar neumonía.
El SARS es un síndrome respiratorio agudo severo y contiene genes de ARN que mutan muy lentamente. El SARS se transmite por gotitas respiratorias en el aire al estornudar o toser para infectar a otros.
Las infecciones por norovirus se hicieron famosas por aparecer en cruceros y ser llamados virus similares a Norwalk. Estos causan gastroenteritis y se transmite de una persona a otra por vía fecal-oral. Si una persona infectada trabaja en la cocina, puede contaminar la comida al tener el virus en sus manos y no usar guantes.
