Àcids nucleics

...

Tenen ARN monocatenari:

- ARN de transferència: té entre 70 i 90 nucleòtids, té un pes molecular aproximadament de 25.000 i es troba en el citoplasma en forma de molècula dispersa. La seva funció és transportar aminoàcids específics fins als ribosomes, on, segons la seqüència especificada en una ARN missatger se sintetitzen les proteïnes. És monocatenari, tot i que presenta zones amb estructura secundària en doble hèlix, a causa de la complementarietat entre les bases d’uns segments i les d’uns altres. També es distingeixen diversos trams o braços. En un d’ells, apareix una seqüència de tres nucleòtids, anomenada anticodó. Aquesta seqüència és complementària amb una seqüència de l’ARNm, el codó. En el braç oposat s’uneix un aminoàcid específic de la seqüència d’anticodó.

- ARN missatger: té un pes molecular que oscil·la entre 200.000 i 1.000.000. La seva funció és copiar la informació continguda en l’ADN i dur-la fins als ribosomes perquè sintetitzin les proteïnes a partir dels aminoàcids que aporten els ARN de transferència.

L’ARNm té una estructura diferent en procariotes i en eucariotes. L’ARN eucariòtic presenta algunes poques zones en doble hèlix, a causa de la complementarietat de les bases entre diferents segments, i zones lineals que donen lloc als anomenats llaços en ferradura. Es troba associat a proteïnes formant partícules ribonucleoproteiques. Aquest ARN es forma a partir del transcrit primari o preRNAm, també anomenat ARN heterogeni nuclear (ARNhn). Aquest té una sèrie de segments amb informació, denominats exons, alternats amb uns altres sense informació anomenats introns, que després són suprimits i no apareixen en l’ARNm. Aquest procés es denomina maduració i es produeix al nucli.

Cada tres nucleòtids (codó) correspon a un aminoàcid diferent. Així, la seqüència d’aminoàcids de la proteïna està configurada a partir de la seqüència dels nucleòtids de l’ARNm.

L’ARN té a l’extrem 5’ una guanosina trifosfat invertida i metilada en el nitrogen. Aquesta molècula, que rep el nom de caputxa, bloqueja l’acció dels enzims exonucleases que poden destruir l’ARNm, i constitueix el senyal d’inici en la síntesi de proteïnes. A continuació, hi ha un segment sense informació, seguit d’un altre segment amb informació que sol començar amb la seqüència AUG. A l’extrem 3’ o extrem final hi te de 150 a 200 nucleòtids d’adenina, el que s’anomena cua de poli-A. Es considera que serveix d’estabilitzador enfront dels enzims exonucleases.

L’ARNm eucariòtic és monocistrònic, és a dir, només conté informació per a una cadena polipeptídica, mentre que l’ARN procariòtic no adopta l’estructura d’ARN eucariòtic, ni presenta exons ni introns, està mancat de caputxa i de cua de poli-A, i a més es policistrònic, és a dir, conte informacions separades per a diferents proteïnes.

- ARN ribosòmic: constitueix els ribosomes. Unit a les proteïnes ribosòmiques, origina en els ribosomes llocs adequats per donar allotjament a l’ARNm i també als ARNt, que són els portadors dels aminoàcids que formen les proteïnes.

L’ARNr se sintetitza a partir d’un ARN precursor anomenat ARN nucleolar (ARNn) i adquireix una estructura secundària en plegar-se sobre sí mateix i formar bucles.

DUPLIACIÓ D’ADN

- Hi ha una seqüència de nucleòtids al DNA, anomenada «origen de la replicació», que actua com a senyal d'iniciació de tot el procés de duplicació.

- El procés s'inicia amb un enzim anomenat helicasa que trenca els ponts d'hidrogen entre els dos filaments complementaris i els separa perquè serveixin de patrons o motlles. Com que el desenrotllament de la doble hèlix dóna lloc a superenrotllaments en la resta de la molècula, capaços d'aturar el procés, cal l'acció de topoisomerases que eliminin les tensions de la fibra. Aquestes proteïnes actuen tallant una fibra (les topoisomerases I) o les dues fibres (les topoisomerases II) i, un cop eliminades les tensions, empalmant-les novament.

- A continuació, hi intervenen unes proteïnes que s'enllacen sobre el DNA de filament únic. Són les proteïnes estabilitzadores (SSB), que tenen com a funció mantenir la separació dels dos filaments complementaris. D'aquesta manera s'inicia la formació de la forqueta de replicació.

- El procés és bidireccional, és a dir, hi ha una helicasa que treballa en un sentit i una altra que treballa en sentit oposat. Les dues forquetes de replicació formen les anomenades bombolles o ulls de replicació.

- Com que cap ADN-polimerasa no pot actuar sense encebador, primer hi intervé una ARN-polimerasa que sí que ho pot fer. Aquest enzim s'anomena primasa i sintetitza un fragment curt d’ARN format per uns deu nucleòtids, anomenat primer, que actua com a encebador.

- Després hi intervé l’ADN-polimerasa III, que, a partir del primer, comença a sintetitzar en direcció 5'→3', com totes les polimerases, un filament d’ADN a partir de nucleòtids trifosfat. Els mateixos nucleòtids, que perden dos dels seus grups fosfat, aporten l'energia necessària per al procés. Aquest nou filament és de creixement continu, ja que l'helicasa no s'atura, i s'anomena filament conductor.

- Sobre l'altre filament, que és antiparal·lel, l’ARN-polimerasa sintetitza uns quaranta nucleòtids d'ARN en un punt que dista uns mil nucleòtids del senyal d'iniciació. A partir d'aquests, l’ADN-polimerasa III sintetitza uns mil nucleòtids d’ADN i aleshores es forma un fragment d'Okazaki. Aquest procés es va repetint a mesura que es van separant els dos filaments patró.

- Posteriorment, hi intervé l’ADN-polimerasa I que primer, gràcies a la funció exonucleasa, retira els segments d'ARN i després, gràcies a la funció polimerasa, omple els buits amb nucleòtids d’ADN.

- Finalment, hi intervé l’ADN-lligasa, que empalma entre si els diferents fragments. Així doncs, aquest filament és de creixement discontinu. Com que necessita que es desespiralitzi un segment d'uns quants milers de nucleòtids per a que se n'iniciï la síntesi, tarda més a créixer que l'altre, i per això s'anomena filament retardat.

- El procés continua d'aquesta manera fins a la duplicació total de l’ADN.