Central Dogma of Molecular Biology (Francis Crick) El dogma central comenzó su marcha en una época en la cual muchas de las bases que constituyen hoy a la genética molecular no existían. Era claro ya que una proteína poseía una estructura tridimensional y que su funcionamiento dependía de ésta. Crick pensó y delimitó que en vez de considerar la enorme lista de aminoácidos encontrados en las proteínas, de los cuales muchos no eran más que modificaciones secundarias, se debía considerar sólo una lista de 20 aminoácidos que eran utilizados comúnmente y casi globalmente en la naturaleza. El problema real en esa época radicaba en la estructuración de reglas generales para la transferencia de información de un polímero con un alfabeto definido, a otro. Se pensaba que todas las combinaciones posibles para la trasferencia entre estos polímeros (DNA, RNA, proteínas) eran una realidad. Pero de haber sido así, el establecimiento de dichas reglas hubiera sido un trabajo realmente difícil, así, se consideró que no todos esos caminos podían ocurrir, de esta manera, se determinó que la transferencia podía ser acomodada en tres grupos: el primero que contaba con algún tipo de evidencia de su existencia, por ejemplo, información de DNA a DNA. El segundo contenía dos tipos de transferencia (RNA a DNA y DNA a proteína), para los cuales no existía ni evidencia experimental, ni un buen fundamento teórico. El tercer grupo correspondía a la trasferencia de proteínas a proteínas y hacia los demás polímeros, pero se sabía que por razones estereoquímicas, era muy difícil que este grupo fuera posible debido a que la traducción en reversa representaba una complejidad enorme. Así, el dogma central no trata la maquinaria involucrada en la transferencia, ni los mecanismos de control; únicamente es aplicable a organismos vivientes y no a eventos pasados, y finalmente, deja claro que la trasferencia partiendo de una proteína, no existe. Crick nos habla de que para los años 70’s era conveniente clasificar a todas las transferencias ya descritas en sólo tres clases, las generales, las especiales y las desconocidas. Las primeras ocurren en todas las células, el segundo grupo corresponde a aquellas que no ocurren en todas la células, pero que pueden hacerlo bajo circunstancias especiales, mientras que para las del último grupo, el dogma central establece que no ocurren (Proteína a proteína, a DNA y a RNA). Así, aunque hay mucha incertidumbre para las transferencias especiales, el dogma central posee un gran poder al hacer predicciones teóricas sobre éstas. Aunque los avances son muchos y muy sólidos, aún hay muchas limitantes y huecos en el conocimiento de la biología molecular, por lo que el descubrimiento de tipos de células muy distintas a las que conocemos, con RNA como material genético y DNA como mensajero o con la ocurrencia de los tres tipos de transferencia conocidos, cambiaría totalmente las bases existentes dentro de la biología molecular.
Molecular Biology: The Central Dogma Los temas centrales y fundamentales sobre los cuales la biología molecular trabaja, son la identificación de las macromoléculas que transportan información y la determinación de cómo ésta es trasferida y cómo es utilizada para la construcción de otros tipos de macromoléculas. El DNA, compuesto por dos cadenas de subunidades de nucleótidos complementarios entre sí, es capaz de guardar y trasmitir información genética, así, tanto la información primaria, como el molde necesario para la realización de copias nuevas de esta información, están presentes en esta macromolécula, evitando así, la pérdida de información. La estabilidad de esta molécula se ve alterada con los procesos de trascripción y replicación, en el primero la maquinaria molecular produce una copia química menos estable que la molécula original, este nuevo ácido nucleico posee una molécula de azúcar distinta a la del DNA en cada nucleótido, así, esta molécula funge como mensajero y es llamada RNA. Con el conocimiento de que el DNA es un polímero lineal, al igual que las proteínas, y que el primero sólo está compuesto por cuatro tipos distintos de subunidades de nucleótidos, mientras que las segundas están compuestas por 20 aminoácidos distintos, fue posible deducir que la transferencia de información entre estos polímeros debía ser en algún grado indirecta. Los mecanismos del flujo de información de un ácido nucleico hacia una proteína han sido respaldados por mucha evidencia acumulada en muchos años, se sabe que la información necesariamente fluye del DNA a otra molécula de DNA o a una de RNA, para finalmente llegar a una proteína. Igualmente, la información fluye entre los ácidos nucleicos, ya que estos sirven como modelos para su propia síntesis. Al ser los ácidos nucleicos y las proteínas polímeros lineales, se ha establecido que la información presente en una proteína puede ser utilizada para especificar la información contenida en los ácidos nucleicos. De esta manera, como el DNA y RNA poseen sólo una forma de especificidad y las proteínas poseen una distinta, una maquinaria muy compleja es necesaria para la trasferencia informativa a partir de un ácido nucleico hacia una proteína, por lo que, como lo establece el Dogma Central, no hay ninguna evidencia de algún tipo de maquinaria que pueda utilizar la información lineal de una proteína y además traducirla para producir un ácido nucleico. Francis Crick a finales de los 50’s se ocupó en dos hipótesis, la primera denotando la importancia de considerar a los genes como secuencias de nucleótidos, y la segunda relacionada con las diferencias entre la especificidad de los ácidos nucleicos y la de las proteínas, a esta última la llamó el Dogma Central; en una publicación en 1958, hace una relación muy atractiva entre las escasas, pero importantes observaciones hechas hasta ese año. Crick también postuló que una proteína podía doblarse por sí misma mientras era sintetizada, y que este mecanismo no involucraba ningún tipo de acción directa de un gen. El dogma central se ha mantenido de pie ante todos los retos y objeciones que han surgido en torno al mismo, desde el intento de refutarlo usando el descubrimiento de las transcriptasas de marcha atrás, como las DNA polimerasas dependientes de RNA, hasta el problema que surgió en cuanto al carácter dirigido o no con fin en la adaptación de las mutaciones. El Dogma Central predice que una proteína no puede ser utilizada para alterar una secuencia particular de nucleótidos, de esta manera, la información fluye de los ácidos nucleicos hacia las proteínas a través de una maquinaria usada para traducir la información de los ácidos a los aminoácidos. Igualmente, deja claro que no hay ninguna evidencia para creer que una célula posee una maquinaria de marcha atrás para la traducción de información genética. Finalmente, establece que las mutaciones no se dan de una manera dirigida, simplemente pueden resultar de alguna manera ventajosas para una célula bajo circunstancias muy particulares.
Molecular Biology: The Central Dogma En el siglo xx, se entendió a los mecanismos que rigen la especificación y la transmisión de rasgos genéticos por primera vez. Ya era de conocimiento general que los seres vivos estamos compuestos por células. Los ácidos nucleicos (ADN o ARN) se componen de cuatro tipos de subunidades llamadas nucleótidos, mientras que las proteínas se componen de 20 tipos de subunidades llamadas aminoácidos. Nos hablan en particular del ADN, ARN y las secuencias de proteínas. Entre las distintas clases de macromoléculas, es necesario considerar cómo se transporta la información. Así, en la biología molecular se proponen a identificar las macro-moléculas que llevan la información, y el determinar cuánta información se utilizó para hacer otras macromoléculas. Nos mencionan al ADN como un transportador de información de las macromoléculas la cual se adapta a la necesidad de almacenamiento y a la transmisión de información genética. La molécula del ADN está formada por dos cadenas individuales de nucleótidos que se complementan entre sí, en ambas cadenas se encuentra la misma información y esta se utiliza para hacer una nueva copia de sí misma (se replica la información) al momento de crear un nuevo ser, esta información puede servir además para reparar el original en base a la copia idéntica en caso de que llegue a haber un fallo en la información. Existen varios peligros que rodean a la transmisión de información genética, pues si estas cadenas estuvieran sueltas una buena parte de la información esencial se podría llegar a perder, muy probablemente es por ello que desarrollaron el mecanismo de duplicación. La estabilidad química que presenta el ADN resulta ventajoso para su particularidad de almacenar dato, dicha estabilidad se puede llegar a ver alterada por los mecanismos en los cuales se separen temporalmente las dos cadenas para poder copiar la información de modo que pueda ser aprovechada y que cada cadena del cromosoma produzca otros dos para la división celular. Durante la transcripción la llamada “maquina” hace una copia que en términos macromoleculares y químicamente hablando es menos estable, de modo que la información genética presente puede ser utilizado de forma selectiva en diferentes momentos o por diferentes tipos de células del organismo.
Parte 2 Este ácido nucleico posee una molécula de azúcar ligeramente diferente en cada subunidad de nucleótidos y RNA. Durante la transferencia el ARN transferente, o también conocido como el ARNt es un tipo de ácido ribonucleico que se encarga de transportar los aminoácidos a los ribosomas y ordenarlos a lo largo de la molécula de ARNm, a la cual se unen por medio de enlaces peptídicos para poder formar proteínas durante el proceso de la síntesis proteica. Existe una molécula de ARNt para cada aminoácido, con un triplete específico de bases no apareadas, que también se conoce como el anticodón. Los Acido adaptadores Nucleicos (supongo) contienen tripletes de nucleótidos complementarios y un mensajero del ARN. La información que se necesita para especificar varios tipos de proteínas que deben de cooperar para la transcripción y replicar del ADN se encuentran en el mismo, junto con la Información necesaria para poder especificar como se formaran las denominadas máquinas macromoleculares en la célula. Por lo tanto no es la necesidad de que la información fluya a partir de un ADN a otro y/o al ARN. Al ser acidos nucleicos y las proteínas integrales, se establecio que la información que estaba presente en una proteína podía ser utilizada para especificar la información contenida en los acidos nucleicos. De esta manera como el ADN y el RNA poseen una forma de especificidad y las proteínas poseen una distinta forma de especificidad y las proteínas poseen una maquinaria muy compleja es necesario para la transerencia informativa a partir de un ácido nucleico hacia una proteína, por lo que como está establecido en el dogma central, no existe ninguna evidencia de algún tipo de que la maquinaria que puedaser utilizado para la información lineal de una proteína y además poder traducirla para producir ácido nucleico. En el dogma central no hay evidencia de algún tipo sobre la presencia de algún tipo de maquinaria que puede.
Comparison of DNA Replication in Cells from Prokarya and Eukarya (1)
La utilización del ADN como material genético surgió después de la existencia de un mundo de ARN (Gesteland y Atkins 1993) y que todos los organismos contemporáneos han evolucionado de un ancestro común relacionada con bacterias fotosintéticas primitivas. En los organismos desde las bacterias hasta los eucariotas multicelulares, la replicación del ADN está íntimamente acoplado a la fisiología de la célula individual y para el control de crecimiento global impuesto a una población de células, ya sea en una colonia de bacterias o en un subconjunto de células dentro de un organismo en desarrollo. Estas vías de regulación son diferentes en bacterias y eucariotas, y también varían entre diferentes tipos de células dentro de un solo organismo. Sin embargo, el proceso real de la replicación del ADN tiene paralelos ING huelguistas entre los dos grupos de organismos. Un reto universal para la maquinaria de replicación es que el proceso debe ser precisa y estrechamente controlada para asegurar fiel transmisión de la herencia genética a la siguiente generación de células. Si no se logra este objetivo, consecuencias desastrosas esperan el organismo o sus descendientes. la diferencia más obvia entre las dos clases de células es cómo se organiza el material genético en los cromosomas. Las bacterias tienen un cromosoma circular que contiene un origen principal de la replicación de ADN situado en el locus OriC en Escherichia Coli. Los genomas de eucariotas son mucho más grandes que los cromosomas bacterianos. La existencia de un único origen en el cromosoma bacteriano fija el orden relativo de la duplicación de genes, excepto tal vez para la amplificación selectiva de genes ocasional. los eucariotas tienen una enorme flexibilidad en el tiempo relativo durante la F - S cuando los genes específicos replican. Esto permite la replicación de regiones específicas del genoma de estar vinculada a la expresión de genes. Un tipo de célula, llamada célula de tallo, replica todo el cromosoma después de la división celular, mientras que el otro tipo de célula, la célula swarmer, cates solamente replicación de su ADN después de un retraso. Considerando la influencia de la estructura de los cromosomas en la replicación del ADN en bacterias y eucariotas también debe tener en cuenta la organización diferente de ADN en la célula. El cromosoma bacteriano se asocia con la membrana celular pero por lo demás está expuesto a todo el entorno intracelular. Por el contrario, la replicación del ADN eucariota se produce en un compartimiento distinto en la célula, produciendo la separación de proteínas que pueden influir en la iniciación de la replicación del ADN. Una característica común de las proteínas de iniciador es que a menudo oligomerize tras la unión al ADN. Las proteínas DNA y H 0 iniciadores forman complejos de 8 o de 20 proteínas unidas a OriC o Orih, respectivamente, a pesar de que sólo hay cuatro secuencias de reconocimiento de ADN en el replicador.
(2) La fosforilación de las proteínas se sabe que no es un mecanismo directo para el control de la replicación del ADN en las bacterias, pero es un importante mecanismo para la regulación de algunas proteínas iniciadoras virus eucariotas. Por ejemplo, la capacidad del antígeno T de SV40 para relajarse el origen de la replicación del ADN es regulada positivamente por la fosforilación de un único treonina por una quinasa dependiente de ciclina proteína (Ismail et al 1993; McVey et al., 1993). Por otro lado, la actividad de unión al ADN es regulada negativamente por la fosforilación de dos residuos de serina por la caseína quinasa, que pueden ser revertidos por la acción de la fosfatasa 2A. Tras el reconocimiento secuencia de ADN y el establecimiento del complejo de proteínas iniciador en el origen de replicación del ADN, los próximos eventos importantes son el desenrollado de la plantilla de ADN y replicación de ADN cebado. Proteína iniciador tal como la proteína DNA Una helicasa de ADN tiene que ser cargado en el complejo ADN- iniciador para desenrollar una más extensa que se produzca. SV40 T antígeno es un caso inusual porque es una helicasa de ADN, así como una proteína iniciador; por lo tanto, la helicasa se encuentra de forma automática en un sitio privilegiado para desenrollar extensa. Las proteínas helicasa de carga también pueden facilitar el montaje de una helicasa ADN sobre la plantilla de ADN en ausencia de un origen de replicación del ADN. Por ejemplo, el gen 59 de T4 bacteriófago proteína (GP-59) se une tanto a ADN monocatenario y el fago proteína de unión de una sola Strand-GP-32 . Después de desenrollado de la plantilla de ADN que rodea el replicador, el cebado de la síntesis de ADN se produce, por lo general por una primasa de ADN. Cómo discutidas por otros en este volumen (Brush y Kelly; Salas), el cebado puede ocurrir por un número de diferentes mecanismos, incluyendo cebado por un nucleótido unido a una proteína tal como se produce durante 29 del fago y DNA adenovirus de replicación. Los eucariotas han ideado un mecanismo de DNA polimerasa de conmutación que implica la POL-A: complejo primasa en cebar la replicación del ADN en el origen de la replicación del ADN y para cada fragmento de Okazaki, y luego una segunda ADN polimerasa que no está asociado con la primasa. Una característica común de la tenedor la replicación del ADN en bacterias y eucariotas es que el ADN se sintetiza de una manera semi discontinuous , con una hebra , la hebra que lleva , polimerizado de manera continua y el otro filamento de revestimiento formada de una manera discontinua a través de la síntesis de Okazaki fragmentos. La ADN polimerasa se carga en la plantilla de ADN en el sitio de la imprimación por un mecanismo que se conserva notablemente entre procariotas y eucariotas, lLas proteínas accesorias de la polimerasa de E. cofi , bacteriófago T4 , y eucariotas incluyen la proteína de una sola hebra de unión. Hay, sin embargo, las secuencias de ADN en los genomas eucariotas que causan la replicación del ADN para detener y terminar de vez en cuando. Por ejemplo, los sitios de reconocimiento de ADN repetidas para el virus de Epstein- Barr (EBV) antígeno nuclear 1 horquillas. Por otra parte, el ADN de la horquilla de replicación barreras se han encontrado en las repeticiones de ADN ribosomal en s. cerevisiae. Por lo tanto, es posible que las proteínas de unión específica de la secuencia de ADN puede afectar a la aprobación de la replicación de ADN eucariotación tenedor de la misma manera como el sistema de TUS- Ter en E. coli y que estos sitios puede jugar algún papel regulador que aún no se ha apreciado.
Biología molecular: El Dogma Central Los ácidos nucleicos (ADN o ARN) se componen de cuatro tipos de subunidades llamadas nucleótidos, mientras que las proteínas se componen de 20 tipos de subunidades llamadas aminoácidos. Nos hablan en particular del ADN, ARN y las secuencias de proteínas. Entre las distintas clases de macromoléculas, es necesario considerar cómo se transporta la información. Nos mencionan al ADN como un transportador de información de las macromoléculas la cual se adapta a la necesidad de almacenamiento y a la transmisión de información genética. La molécula del ADN está formada por dos cadenas individuales de nucleótidos que se complementan entre sí, en ambas cadenas se encuentra la misma información y esta se utiliza para hacer una nueva copia de sí misma (se replica la información).Existen varios peligros que rodean a la transmisión de información genética.Durante la transcripción la llamada “maquina” hace una copia que en términos macromoleculares y químicamente hablando es menos estable, de modo que la información genética presente puede ser utilizado de forma selectiva en diferentes momentos o por diferentes tipos de células del organismo. Este ácido nucleico posee una molécula de azúcar ligeramente diferente en cada subunidad de nucleótidos y RNA. Durante la transferencia el ARNt es un tipo de ácido ribonucleico que se encarga de transportar los aminoácidos a los ribosomas y ordenarlos a lo largo de la molécula de ARNm,para poder formar proteínas durante el proceso de la síntesis proteica. Existe una molécula de ARNt para cada aminoácido, con un triplete específico de bases no apareadas, que también se conoce como el anticodón. Al ser acidos nucleicos y las proteínas integrales, se establecio que la información que estaba presente en una proteína podía ser utilizada para especificar la información contenida en los acidos nucleicos.
Central Dogma of Molecular Biology Francis Crick El artículo comienza hacienda referencia a los trabajos de Dr. Howard Temin donde se describe que los tumores virales pueden usar RNA como si fuera DNA (descubrimiento de la transcriptasa inversa), generando mucha controversia con respecto al dogma central de la Biología. Francis Crick brinda recalca su fundamental importancia que tiene el dogma central de la biología y busca brindar solución a lo que parecería una violación al dogma central de la biología, en primer lugar nos dice debemos de hacer un lado el plegamiento de las proteínas obtenidas en estas transferencias ya que son modificaciones secundarias y que antes que nada no debemos asumir tácitamente que no pueden producirse dichas transferencias debido a las concepciones que se posean sino buscar explicar la manera en que puedan ocurrir. Haciendo un pequeño análisis Crick revela que las transferencias pueden dividirse aproximadamente en tres grupos: Transferencias (I) de las que se tiene evidencia directa o indirecta y que por tanto existen: DNA--DNA, DNA----RNA, RNA--- PROTEÍNA, RNA---RNA Transferencias (II)en las cuales no se poseen evidencia teórica ni experimental, pero que existe una reducida probabilidad que puedan ocurrir: RNA---DNA, DNA---Proteína Transferencias (III) que han sido refutadas, por tanto no ocurren: PROTEÍNA-- PROTEÍNA, PROTEÍNA --- RNA, PROTEÍNA ---DNA Según su análisis decide El propone una clasificación donde las transferencias se pueden dividir en generales, especiales y desconocidas. En la transferencia general puede ocurrir en todas las células, obviamente con casos especiales y son: DNA---DNA, DNA---RNA, RNA--PROTEÍNA. La transferencia especial no puede ocurrir en la mayoría de las células, pero si en circunstancias especiales, sus posibilidades son: RNA--RNA, RNA---DNA, DNA--PROTEÍNA. Finalmente asigna tres transferencias la clasificación desconocidas, en las cuales el dogma central nunca podría producirse: PROTEÍNA--- PROTEÍNA, PROTEÍNA--DNA, PROTEÍNA--RNA. Constanza Enriquez Toledo
Molecular biology: The Central Dogma El DNA es una elegante estructura que contiene toda la información necesaria para ser transmitida. Una molécula de DNA está compuesta de dos cadenas simples con subunidades llamadas nucleótidos los cuales son complementarios unos de otros. Dentro de estas cadenas está presenta la información primaria y tiene la forma necesaria para crear una nueva copia con esta información que contiene el DNA. Esta redundancia ayuda a asegurar que la información esencial no se pierda, porque si una copia se llega a dañar, la otra puede servir como modelo para poder repararla. La estabilidad química del DNA debe ser cambiada para que la información presente en esta pueda ser usada por la célula y ser transmitida a otras. La estabilidad entonces, es alterada por mecanismos que separan las cadenas temporalmente y se hace una copia de cada cadena o ciertas partes de la cadena. Este proceso de la separación de la cadena, el preparar copias de porciones seleccionadas (transcripción) y de hacer copias de todo el DNA (replicación) son realizadas por ‘máquinas’ macromoleculares. La transcripción y replicación usan las reglas dadas por la paridad que hay entre los nucleótidos. Durante la transcripción, las máquinas macromoleculares producen una copia que es químicamente menos estable. Esta copia es entonces formada por un azúcar distinto al que tiene la cadena original de DNA en cada uno de los nucleótidos, y a esta nueva copia se le denomina RNA. Después de que se descubrió que el DNA era un polímero lineal, se descubrió que las proteínas también son polímeros lineales. Con esto, se sabe que sólo hay cuatro tipos de subunidades en el DNA o RNA pero que hay 20 diferentes tipos de aminoácidos. Los aminoácidos son aquellos que tienen codones (un triplete de nucleótidos) y que van a formar, uniéndose, a las proteínas. Por lo que, esto trajo a considerar que el mecanismo central de la información presente en cada organismo fluye de los ácidos nucleicos hacia las proteínas. Entonces, la información necesaria para especificar diferentes tipos de proteínas que de hecho cooperan para la transcripción y replicación del DNA se encuentra en el mismo DNA. Por lo que, la información viaja del DNA hacia otro DNA para luego ser RNA y finalmente se forme una proteína. A todo este proceso se le conoce como el ‘dogma central’. De hecho, durante mucho tiempo no se supo de esto hasta que Crick influyó decisivamente en determinar el mecanismo y comprender que realmente la información provenía del DNA para luego sintetizar a las proteínas que son máquinas macromoleculares que permiten el funcionamiento de los organismos. Hubo además, otro descubrimiento. Que en lugar de seguir este camino descrito del dogma central, se considera que podrían haber caminos diferentes, que de hecho Crick los consideró que podría ser la transferencia de un RNA a otro RNA, o del RNA al DNA o incluso del DNA a una proteína sin que intermediara el RNA. Para lo cual Crick dijo que si se lograra demostrar este tipo de mecanismos tienen que ser de células especiales o distintas a las nuestras. Y justo se descubrió sobre las ‘retrotranscriptasas’, las cuales sintetizan DNA a partir de RNA. El dogma central de la biología molecular predice que una secuencia particular de aminoácidos (una proteína) no puede ser usada para especificar o incluso alterar una secuencia en particular de los nucleótidos (gen). En lugar de ello, la información fluye desde los ácidos nucleicos hacia las proteínas, para ello hay una compleja maquinaria que permite traducir el ‘alfabeto’ del ácido nucleico a un ‘alfabeto’ de aminoácidos de acuerdo a las reglas establecidas de paridad entre los nucleótidos que está en la información genética. Las células no exhiben una maquinaria para una ‘retro-traducción’ y los organismos lo que pueden hacer es transmitir únicamente sus genes a su descendencia. Algo que hay que agregar es que el material genético no es completamente constante, pueden ocurrir ‘fallas’ al momento de traducir o transcribir que van a dar lugar a las mutaciones.
Las macromoléculas están conformadas por subunidades simples. El ADN y el ARN, están conformados por nucleótidos y las proteínas, por aminoácidos. Las dos cadenas que componen al ADN son complementarias por lo que presentan la información y la estructura necesarias para crear una copia de esa información, además, es de gran ventaja tener dos cadenas, pues si una se daña, la otra sirve como molde para repararla y es más difícil transmitir esa información dañada a la descendencia. El ADN tienen una gran estabilidad que es afectada al momento de la replicación y la traducción, este último proceso, convierte el ADN a ARN. Y un grupo de tres nucleótidos es suficiente para generar un aminoácido específico. Francis Crick estableció el dogma central de la biología molecular, el cual se refiere a la manera en la que fluye la información, es decir, la información sólo puede ser transmitida desde el DNA a proteínas y no al revés. A pesar de que una gran cantidad de investigadores hicieron pruebas para desmentir el dogma, hoy en día sigue vigente. Se encontró que había una enzima transcriptasa de reversa y se dieron objeciones con respecto a las mutaciones dirigidas. A la fecha, se sabe que una secuencia particular de aminoácidos no puede especificar o alterar los genes. A pesar de que existen cambios en el material genético, las mutaciones no se dan de manera dirigida, es decir, las mutaciones generadas al azar en una célula pueden ser beneficiosos, por lo cual ella podrá dejar más descendientes que las que no tienen la mutación, pero no es un proceso que se haga en pro del beneficio, este sucede por selección.
Central Dogma of Molecular Biology Francis Crick Luego de haber postulado la teoría de la doble hélice junto a Watson, Crick, comenzó a preguntarse cómo podía ser el material genético el portador del gran código humano, y a su vez expresarlo sintetizando proteínas. El mejor candidato, era el ARN, debido a que presentaba una estructura muy similar al ADN y del mismo modo era capaz de hacer su ruta para encontrarse fuera del núcleo, y por lo tanto, realizar este trabajo. Esto es de lo que se habla en la lectura y fue denominado con El Dogma central de la biología molecular, lo cual en definitiva postulaba que el ADN generaba una copia similar a él la cual era transportada hacia el citoplasma y ahí daba origen a las proteínas. Los dos conceptos centrales que habían sido producidos originalmente sin ninguna declaración explícita de la simplificación, fueron las de la información secuencial y de alfabetos definidos. Ninguno de estos pasos fue trivial. La ruta, consiste en tres fenómenos, replicación, transcripción y traducción. Primero el DNA, es replicado siguiendo el mismo camino que siempre, una replicación común y corriente. Luego, esta hebra es separada para que la ARN polimerasa pueda entrar en acción y sintetizar una hebra complementaria, esta vez cambiando la timina por uracilo. Esto da origen al RNA mensajero el cual luego es llevado al citoplasma y la hélice de ADN es nuevamente cerrada. Una vez en el citoplasma, este ARN se une al ribosoma el cual lee la secuencia de bases nitrogenadas, y une aminoácidos para dar origen a proteínas. Uno de los errores que ha sido señalado por Fleischman y por razones más generales de Hershey es que no dice nada acerca de lo que la maquinaria de la transferencia hace y nada de sus errores, no dice nada sobre lo que son los mecanismos de que el control, ni acerca de la velocidad a la que los procesos de trabajo se realizan, y por último, menciona que fue pensado para aplicarse únicamente a la actual variedad de organismos , y no a los del pasado remoto , da el ejemplo del origen de la vida. En particular, la hipótesis de la secuencia era una declaración positiva, diciendo que el transferir ácido nucleico, existía la proteína, mientras que el dogma central era un declaración negativa, diciendo que no existían las transferencias provenientes de proteínas. Esto fue sin duda de gran interés para encontrar una célula en oposición a un virus que tenía ARN como su material genético en vez de ADN. Por otro lado, el descubrimiento de un solo tipo de célula presente, que podría llevar a cabo cualquiera de las tres transferencias desconocidas sacudiría a toda la base intelectual de la biología molecular , y es por esta razón que el dogma central es tan importante hoy como cuando se propuso.
Molecular Biology: The Central Dogma Patricia J Pukkila El Dogma Central de la Biología Molecular se refiere a los tres procesos llevados a cabo por los ácidos nucleicos, tanto ADN como ARN: replicación, transcripción y traducción. Ilustra los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia genética. Son procesos vitales para la vida, y tienen gran importancia biológica. En primer lugar es esencial para darse cuenta de que estas macromoléculas complejas con una desconcertante variedad de formas y tamaños que están compuestos de subunidades más simples. Por ejemplo, los ácidos nucleicos (ADN o ARN) se componen de cuatro tipos de subunidades llamadas nucleótidos, mientras que las proteínas se componen de 20 tipos de subunidades de aminoácidos. En segundo lugar, una descripción completa de un ácido nucleico o proteína macromolécula se puede obtener simplemente determinar el tipo de subunidad en cada posición en la cadena lineal de subunidades. Se habla del particular DNA, ARN o secuencias de proteínas debido a que estas macromoléculas son polímeros lineales no ramificados de subunidades unidas por un solo tipo de vinculación. Por último, algunas macromoléculas sirven para almacenar información necesaria para especificar la formación de otras macromoléculas, mientras que otros dependen de esos depósitos para su propia creación. Dado que no existe especialización entre clases de macromoléculas, es necesario considerar cómo se transmite la información entre estas clases. Así, los temas centrales de la biología molecular son identificar las macromoléculas que llevan la información, y determinar cómo se utiliza esa información para hacer otras macromoléculas necesarias. El dogma central de la biología molecular predice que una secuencia particular de aminoácidos ( una proteína) no se puede utilizar para especificar o incluso alterar una secuencia particular de nucleótidos ( un gen ). A pesar de que el material genético no es totalmente constante, existen mutaciones ventajosas que no surgen de una manera dirigida. Las predicciones del dogma central han resistido todos los desafíos, y es probable que permanezca como uno de los principios organizadores centrales de la biología molecular. Aunque es una estructura organizativa útil, el "dogma central" tiene numerosas excepciones. Por ejemplo, los retrovirus utilizan una "transcripción inversa" para la construcción de ADN a partir de ARN. En general, no todos los genes consiguen expresar todo el camino para la construcción de las proteínas. Algunos ARNs tienen otras tareas que hacer, como el ARN ribosomal y otros ARN encargados de tareas específicas en la célula.
Central Dogma of Molecular Biology Francis Crick Luego de haber postulado la teoría de la doble hélice junto a Watson, Crick, comenzó a preguntarse cómo podía ser el material genético el portador del gran código humano, y a su vez expresarlo sintetizando proteínas. El mejor candidato, era el ARN, debido a que presentaba una estructura muy similar al ADN y del mismo modo era capaz de hacer su ruta para encontrarse fuera del núcleo, y por lo tanto, realizar este trabajo. Esto es de lo que se habla en la lectura y fue denominado con El Dogma central de la biología molecular, lo cual en definitiva postulaba que el ADN generaba una copia similar a él la cual era transportada hacia el citoplasma y ahí daba origen a las proteínas. Los dos conceptos centrales que habían sido producidos originalmente sin ninguna declaración explícita de la simplificación, fueron las de la información secuencial y de alfabetos definidos. Ninguno de estos pasos fue trivial. La ruta, consiste en tres fenómenos, replicación, transcripción y traducción. Primero el DNA, es replicado siguiendo el mismo camino que siempre, una replicación común y corriente. Luego, esta hebra es separada para que la ARN polimerasa pueda entrar en acción y sintetizar una hebra complementaria, esta vez cambiando la timina por uracilo. Esto da origen al RNA mensajero el cual luego es llevado al citoplasma y la hélice de ADN es nuevamente cerrada. Una vez en el citoplasma, este ARN se une al ribosoma el cual lee la secuencia de bases nitrogenadas, y une aminoácidos para dar origen a proteínas. Uno de los errores que ha sido señalado por Fleischman y por razones más generales de Hershey es que no dice nada acerca de lo que la maquinaria de la transferencia hace y nada de sus errores, no dice nada sobre lo que son los mecanismos de que el control, ni acerca de la velocidad a la que los procesos de trabajo se realizan, y por último, menciona que fue pensado para aplicarse únicamente a la actual variedad de organismos , y no a los del pasado remoto , da el ejemplo del origen de la vida. En particular, la hipótesis de la secuencia era una declaración positiva, diciendo que el transferir ácido nucleico, existía la proteína, mientras que el dogma central era un declaración negativa, diciendo que no existían las transferencias provenientes de proteínas. Esto fue sin duda de gran interés para encontrar una célula en oposición a un virus que tenía ARN como su material genético en vez de ADN. Por otro lado, el descubrimiento de un solo tipo de célula presente, que podría llevar a cabo cualquiera de las tres transferencias desconocidas sacudiría a toda la base intelectual de la biología molecular, y es por esta razón que el dogma central es tan importante hoy como cuando se propuso.
Central Dogma of Molecular Biology by Francis Crick El contexto socio-histórico en el que se estableció el ‘dogma central’ fue en el que no se había establecido lo que ahora se conoce como la genética molecular. Era un momento en el que había mucha confusión con los experimentos y resultados que se obtenían. En esos momentos, se formularon dos conceptos centrales sin ninguna declaración sólida de cómo se producen que son la información secuencial y sobre un alfabeto definido. En ese entonces ya era bastante claro que las proteínas tenían un estructura bien definida de tres dimensiones, y que su actividad dependía crucialmente de su forma, por lo que era necesario poner en claro el cómo una proteína pasaba de ser tres dimensional a una proteína de una dimensión. Además se tenía que probar que los diferentes tipos de aminoácidos encontrados en las proteínas, algunos de ellos, son estructuras secundarias, en lugar de ser muchísimos como se consideraba y asegurar que sólo se trataba de 20 diferentes con diferentes estructuras. De la misma manera, las pequeñas modificaciones de las bases de los ácidos nucleicos fueron ignoradas. Bueno, además uno de los problemas principales pudo haber sido el de establecer las reglas mediante las cuales la información se transfiere de un polímero con un alfabeto a otro. Existían o se postularon ideas sobre la transferencia que se dividieron en tres clases: I (a) DNA a DNA I (b) DNA a RNA I (c) RNA a proteína I (d) RNA a RNA
Luego estaba una segunda clase que en realidad no tenía evidencias experimentales ni fuertes requerimientos teóricos II (a) RNA a DNA II (b) DNA a proteína
Y una última manera propuesta que era, pero fue considerada improbable por razones estereoquímicas, porque una transferencia como tal no puede ser tan simple. III (a) Proteína a proteína III (b) Proteína a RNA III (c) Proteína a DNA
Lo que se creía es que la primera clase muy seguramente existe. Con esto, Crick consideró que sólo debería haber una forma en la que se hiciera la transferencia y una vez que la información pasa a ser una proteína ya no puede volver por el mismo camino. Por lo que se enfocó en la primera clase de transferencia.
Crick considera que todos estos tipos de transferencia podría resumirse en sólo tres tipos de clases, las de transferencia general que ocurre en todas las células que es de DNA a DNA y/o RNA y de RNA a proteína; la transferencia especial que no ocurre en todas las células pero sí en circunstantes especiales que son de RNA a RNA y/o DNA y de DNA a proteína; y las transferencias desconocidas que son las que el dogma central establece que nunca ocurren como son de proteína a proteína, DNA o RNA. Y a pesar de que las transferencias especiales sean bastante raras, el dogma central permite predecir teóricamente lo que podría ocurrir. Además, Crick reitera que él no indica que la transferencia de RNA a DNA no se pueda lograr, sino que es muy poco usado este mecanismo, pero puede suceder. Lo que sí, es que para él, aún se está lo bastante lejos de un conocimiento completo sobre la biología molecular incluso de una simple célula, por lo que aún hace falta completar la información; y que sería genial encontrar alguna célula que tuviera RNA como la molécula con información genética y no el DNA. En conclusión, hay mucho más que descubrir y describir, hay mucho trabajo que hacer y muchas dudas que resolver.
El dogma de la biología molecular En el siglo XX, los mecanismos que rigen la especificación y la transmisión de los rasgos genéticos eran entendidos por primera vez. En primer lugar es esencial darse cuenta que las macromoléculas con una desconcertante variedad de formas y tamaños se componen de subunidades simples. Como por el ejemplo el ADN y el ARN están compuestos de nucleótidos. En segundo lugar, una descripción completa de un ácido nucleico o proteína se puede obtener por simplemente determinar el tipo de subunidad en cada posición en la cadena lineal de subunidades. Por último, algunas macromoléculas sirven para almacenar información necesaria para especificar la formación de otras macromoléculas, mientras otras dependen de esos depósitos para su propia creación. Los temas centrales de la biología molecular son identificar las macromoléculas que llevan la información, y determinar cómo es que la información se utiliza para hacer otras macromoléculas necesarias. La macromolécula de ADN es una elegante estructura que acomoda la necesidad de almacenar y transmitir información genética. Una molécula de ADN cromosómico son dos cadenas individuales de las subunidades de nucleótidos que son complementarios el uno con el otro.
Molecular Biology: TheCentral DogmaPatricia J Pukkila Las proteínas son componentes esenciales de la célula, aunque sabemos que estos no se pueden producir por sí solos. El DNA es una macromolecula que contiene información útil y está compuesto por cuatro subunidades (ácidos nucleicos); las proteínas están compuestas por aminoácidos. Estos últimos se pueden obtener al determinar las subunidades y la posición en que se encuentran en el DNA. Ambos, el DNA y las proteínas son polimerasas lineares. Las secuencias de aminoácidos no pueden ser usadas para poder producir secuencias de ADN y tampoco otros aminoácidos, pues no hay tal maquinaria que permita elaborar estos. El dogma central que fue denominado así por Crick, es que las secuencias de aminoácidos no pueden utilizarse para especificar otros aminoácidos ni secuencias de nucleotidos. Esto fue una gran observación que hizo él en un paper review que le sirvió para explicar la síntesis de proteínas. La primera hipótesis era la que abarcaba la importancia acerca de considerar los genes como secuencias de nucleotidos (hipótesis de la secuencia) y la segunda, como ya había mencionado, el dogma central, en el que las diferencias de especificación entre ácidos nucleicos y proteínas. Dos laboratorios demostraron que el RNA podría ser usado como patrón del DNA y con esto pudo ser evidencia para las predicciones del dogma central de Crick. Al final, aunque no pudo mostrar evidencia suficiente, Crick estaba convencido de que la explicación del dogma central podría seguir siendo útil. Dejando en claro, que la información solo puede fluir de los ácidos nucleicos para elaborar proteinas (y no al revés) con la maquinaria necesaria.
Comparison of DNA Replication in Cells from Prokarya and Eukarya La replicación del DNA está íntimamente relacionada con la fisiología individual de cada célula. Los caminos son distintos entre las bacterias y las eucariontes. En general, la replicación de cromosomas en ambos grupos puede estar separada en diferentes fases. Primero, el reconocimiento secuencias específicas que determinarán dónde debe iniciar la replicación. Luego, un complejo de proteínas se establece en dicha zona para que se puede activar el proceso de la replicación. Las dos enzimas importantes que serán atraídas al origen de la replicación serán la helicasa que desenrollará el DNA, y la primasa que proveerá lo necesario para la iniciación de la síntesis de la copia del DNA. Finalmente, la terminación de la replicación del DNA ocurre anterior a la separación de las cromosomas hijas. Una de las diferencias principales entre ambas clases de células es cómo su material genético está organizado. Las bacterias tienen un cromosoma circular que contiene un origen principal para la replicación del DNA denominado OriC. En eucariontes hay múltiples cromosomas dispuestos en forma lineal, por lo que son diferentes regiones en cada cromosoma donde se iniciará la replicación, esto debido a las distintas zonas de activación para el origen de replicación del DNA distribuidas a lo largo del cromosoma. En cambio en bacterias se tiene un solo origen de replicación. En las células la replicación va a diferir dependiendo del tipo que sea, esto porque el cromosoma puede tener diferencias de disposición. Entonces se considera mucho la influencia de la estructura del cromosoma durante la replicación del DNA y además en la diferente organización del DNA. En lo que respecta a las procariontes, su DNA está expuesto en todo el medio intracelular, en eucariontes la replicación ocurre en el núcleo donde ocurre el establecimiento del complejo proteico para la iniciación de la replicación. Se propone que la replicación necesita de un elemento llamado replicador para iniciar el mecanismo, y además que ese replicador requiere de otro factor llamado iniciador que interactuará él. En bacterias se denomina cis-acting DNA y el iniciador se denomina trans-acting. El entender los replicadores presentes en los eucariontes ha sido muy problemático, pero se ha podido describir el replicador en una levadura. Tienen parecido con los replicadores de las bacterias, incluso de los virus. En cuanto al iniciador en eucariontes, esta proteína es el origen de un complejo de reconocimiento llamado ORC, por sus siglas en inglés. Tanto el replicador como el iniciador juntos, funcionarán como determinantes primarios para la localización del origen de la replicación del DNA. Luego de que se establece este complejo, sigue un paso importante que es el desenrrollamiento del DNA y al replicación del DNA cebador. En bacterias, la proteína DnaA se establece en la región de desenrrollamiento, luego la helicasa (DnaB) lo comienza. Aunque para ello también es necesaria la presencia de una proteína denominada DnaC que permite que la helicasa comience su trabajo. En eucariontes ocurre algo parecido, se ensamblan y desensamblan complejos de proteínas para permitir este mecanismo. Después de esto comienza la síntesis de los ‘priming’ del DNA, dado por una DNA primasa. Las eucariontes para este proceso tienen tres tipos de polimerasas, las procariontes sólo una. Algo que ocurre en ambas células es que se da la replicación de manera continua en una cadena y en la otra es de manera discontinua. Para la cadena discontinua hay una polimerasa accesoria que permitirá unir los fragmentos que se forman en la replicación discontinua. El proceso en ambas es bastante similar. Esto es en general el proceso de replicación de ambos tipos de células aunque hay mucho más que ahondar al respecto, pues se ha encontrado muchas diferencias entre los distintos tipos de células e incuso siendo en bacterias también hay diferencias entre ellas. Además, se discute bastante los mecanismos respecto a sus diferencias y semejanzas.
Central Dogma of molecular biology Éste es un articulo escrito por Francis Crick, en el cual trata de dejar claro a lo que se refería cuando hizo su publicación tiempo atrás sobre el dogma central de la biología molecular. Explica que, a pesar de que lo que había propuesto todavía puede ser válido, se puede mejorar, por lo que propone lo siguiente: las formas de transferencia de informado que pueden ocurrir en todas las células son de DNA a DNA, de DNA a RNA y de RNA a proteínas. Las que pueden ocurrir en circunstancias especiales, de RNA a RNA, RNA a DNA y de DNA a proteínas, de las cuales, dos se han presentado por infecciones virales. Las formas de trasferencia que según el dogma central no pueden ocurrir son, de proteína a proteína, de proteína a DNA y de proteína a RNA. Si se presentara alguna de las situaciones anteriores cambiaría la forma con la que se percibe la biología molecular
Central Dogma of Molecular Biology - Francis Crick
Después de su primera publicación acerca del dogma central, surgieron algunas cuestiones; por ejemplo el Dr Howard Temin propuso que en los virus se podría usar RNA viral como patrón del DNA de síntesis. Aunque aclara Crick que el dogma central ha sido malentendido. De los problemas principales del dogma era que antes propuso los posibles flujos o direcciones de las tres familias de polímeros (DNA, RNA, y las 20 proteínas), que estas podían ir hacia cualquier dirección del esquema que se presenta. Entonces, se desconocía las reglas generales para la transferencia de información de un polímero a otro, estas fueron partes de discusiones. Después, para 1958, las flechas de los flujos se mostraron diferente entre probables flujos, posibles y sin flechas algunas demostrando que es imposible el flujo. En las posibles se podría aplicar para algunos casos específicos de virus.Después de algunas discusiones, Crick determinó que las clases de transferencias, que había dividido entre tres desde el flujo de cada uno, decidió establecer que las transferencias de la clase III no existía (el flujo desde proteínas a DNA y RNA), y de la clase II no quiso profundizar mucho. Dejó la clasificación de forma tentativa como: DNA->DNA DNA->RNA RNA->Proteínas Las posibles como: DNA--->Proteínas RNA--->RNA RNA-->DNA Y por último estableció que podría suceder el flujo de RNA a DNA, que podría utilizarse pero no se sabía ya que los organismos. Sería interesante descubrir una célula que tuviera RNA como su material genético y no DNA, o incluso células con DNA mensajero en lugar de RNA. Es importante, el dogma central, y fundamental, a pesar de todos los cambios observados y cambiados en él.
Central Dogma of Molecular Biology (Francis Crick)
ResponderEliminarEl dogma central comenzó su marcha en una época en la cual muchas de las bases que constituyen hoy a la genética molecular no existían. Era claro ya que una proteína poseía una estructura tridimensional y que su funcionamiento dependía de ésta. Crick pensó y delimitó que en vez de considerar la enorme lista de aminoácidos encontrados en las proteínas, de los cuales muchos no eran más que modificaciones secundarias, se debía considerar sólo una lista de 20 aminoácidos que eran utilizados comúnmente y casi globalmente en la naturaleza.
El problema real en esa época radicaba en la estructuración de reglas generales para la transferencia de información de un polímero con un alfabeto definido, a otro. Se pensaba que todas las combinaciones posibles para la trasferencia entre estos polímeros (DNA, RNA, proteínas) eran una realidad. Pero de haber sido así, el establecimiento de dichas reglas hubiera sido un trabajo realmente difícil, así, se consideró que no todos esos caminos podían ocurrir, de esta manera, se determinó que la transferencia podía ser acomodada en tres grupos: el primero que contaba con algún tipo de evidencia de su existencia, por ejemplo, información de DNA a DNA. El segundo contenía dos tipos de transferencia (RNA a DNA y DNA a proteína), para los cuales no existía ni evidencia experimental, ni un buen fundamento teórico. El tercer grupo correspondía a la trasferencia de proteínas a proteínas y hacia los demás polímeros, pero se sabía que por razones estereoquímicas, era muy difícil que este grupo fuera posible debido a que la traducción en reversa representaba una complejidad enorme.
Así, el dogma central no trata la maquinaria involucrada en la transferencia, ni los mecanismos de control; únicamente es aplicable a organismos vivientes y no a eventos pasados, y finalmente, deja claro que la trasferencia partiendo de una proteína, no existe.
Crick nos habla de que para los años 70’s era conveniente clasificar a todas las transferencias ya descritas en sólo tres clases, las generales, las especiales y las desconocidas. Las primeras ocurren en todas las células, el segundo grupo corresponde a aquellas que no ocurren en todas la células, pero que pueden hacerlo bajo circunstancias especiales, mientras que para las del último grupo, el dogma central establece que no ocurren (Proteína a proteína, a DNA y a RNA). Así, aunque hay mucha incertidumbre para las transferencias especiales, el dogma central posee un gran poder al hacer predicciones teóricas sobre éstas.
Aunque los avances son muchos y muy sólidos, aún hay muchas limitantes y huecos en el conocimiento de la biología molecular, por lo que el descubrimiento de tipos de células muy distintas a las que conocemos, con RNA como material genético y DNA como mensajero o con la ocurrencia de los tres tipos de transferencia conocidos, cambiaría totalmente las bases existentes dentro de la biología molecular.
Molecular Biology: The Central Dogma
ResponderEliminarLos temas centrales y fundamentales sobre los cuales la biología molecular trabaja, son la identificación de las macromoléculas que transportan información y la determinación de cómo ésta es trasferida y cómo es utilizada para la construcción de otros tipos de macromoléculas.
El DNA, compuesto por dos cadenas de subunidades de nucleótidos complementarios entre sí, es capaz de guardar y trasmitir información genética, así, tanto la información primaria, como el molde necesario para la realización de copias nuevas de esta información, están presentes en esta macromolécula, evitando así, la pérdida de información. La estabilidad de esta molécula se ve alterada con los procesos de trascripción y replicación, en el primero la maquinaria molecular produce una copia química menos estable que la molécula original, este nuevo ácido nucleico posee una molécula de azúcar distinta a la del DNA en cada nucleótido, así, esta molécula funge como mensajero y es llamada RNA.
Con el conocimiento de que el DNA es un polímero lineal, al igual que las proteínas, y que el primero sólo está compuesto por cuatro tipos distintos de subunidades de nucleótidos, mientras que las segundas están compuestas por 20 aminoácidos distintos, fue posible deducir que la transferencia de información entre estos polímeros debía ser en algún grado indirecta.
Los mecanismos del flujo de información de un ácido nucleico hacia una proteína han sido respaldados por mucha evidencia acumulada en muchos años, se sabe que la información necesariamente fluye del DNA a otra molécula de DNA o a una de RNA, para finalmente llegar a una proteína. Igualmente, la información fluye entre los ácidos nucleicos, ya que estos sirven como modelos para su propia síntesis. Al ser los ácidos nucleicos y las proteínas polímeros lineales, se ha establecido que la información presente en una proteína puede ser utilizada para especificar la información contenida en los ácidos nucleicos. De esta manera, como el DNA y RNA poseen sólo una forma de especificidad y las proteínas poseen una distinta, una maquinaria muy compleja es necesaria para la trasferencia informativa a partir de un ácido nucleico hacia una proteína, por lo que, como lo establece el Dogma Central, no hay ninguna evidencia de algún tipo de maquinaria que pueda utilizar la información lineal de una proteína y además traducirla para producir un ácido nucleico.
Francis Crick a finales de los 50’s se ocupó en dos hipótesis, la primera denotando la importancia de considerar a los genes como secuencias de nucleótidos, y la segunda relacionada con las diferencias entre la especificidad de los ácidos nucleicos y la de las proteínas, a esta última la llamó el Dogma Central; en una publicación en 1958, hace una relación muy atractiva entre las escasas, pero importantes observaciones hechas hasta ese año. Crick también postuló que una proteína podía doblarse por sí misma mientras era sintetizada, y que este mecanismo no involucraba ningún tipo de acción directa de un gen.
El dogma central se ha mantenido de pie ante todos los retos y objeciones que han surgido en torno al mismo, desde el intento de refutarlo usando el descubrimiento de las transcriptasas de marcha atrás, como las DNA polimerasas dependientes de RNA, hasta el problema que surgió en cuanto al carácter dirigido o no con fin en la adaptación de las mutaciones.
El Dogma Central predice que una proteína no puede ser utilizada para alterar una secuencia particular de nucleótidos, de esta manera, la información fluye de los ácidos nucleicos hacia las proteínas a través de una maquinaria usada para traducir la información de los ácidos a los aminoácidos. Igualmente, deja claro que no hay ninguna evidencia para creer que una célula posee una maquinaria de marcha atrás para la traducción de información genética. Finalmente, establece que las mutaciones no se dan de una manera dirigida, simplemente pueden resultar de alguna manera ventajosas para una célula bajo circunstancias muy particulares.
Molecular Biology: The Central Dogma
ResponderEliminarEn el siglo xx, se entendió a los mecanismos que rigen la especificación y la transmisión de rasgos genéticos por primera vez. Ya era de conocimiento general que los seres vivos estamos compuestos por células. Los ácidos nucleicos (ADN o ARN) se componen de cuatro tipos de subunidades llamadas nucleótidos, mientras que las proteínas se componen de 20 tipos de subunidades llamadas aminoácidos. Nos hablan en particular del ADN, ARN y las secuencias de proteínas. Entre las distintas clases de macromoléculas, es necesario considerar cómo se transporta la información. Así, en la biología molecular se proponen a identificar las macro-moléculas que llevan la información, y el determinar cuánta información se utilizó para hacer otras macromoléculas. Nos mencionan al ADN como un transportador de información de las macromoléculas la cual se adapta a la necesidad de almacenamiento y a la transmisión de información genética. La molécula del ADN está formada por dos cadenas individuales de nucleótidos que se complementan entre sí, en ambas cadenas se encuentra la misma información y esta se utiliza para hacer una nueva copia de sí misma (se replica la información) al momento de crear un nuevo ser, esta información puede servir además para reparar el original en base a la copia idéntica en caso de que llegue a haber un fallo en la información. Existen varios peligros que rodean a la transmisión de información genética, pues si estas cadenas estuvieran sueltas una buena parte de la información esencial se podría llegar a perder, muy probablemente es por ello que desarrollaron el mecanismo de duplicación. La estabilidad química que presenta el ADN resulta ventajoso para su particularidad de almacenar dato, dicha estabilidad se puede llegar a ver alterada por los mecanismos en los cuales se separen temporalmente las dos cadenas para poder copiar la información de modo que pueda ser aprovechada y que cada cadena del cromosoma produzca otros dos para la división celular. Durante la transcripción la llamada “maquina” hace una copia que en términos macromoleculares y químicamente hablando es menos estable, de modo que la información genética presente puede ser utilizado de forma selectiva en diferentes momentos o por diferentes tipos de células del organismo.
Parte 2
ResponderEliminarEste ácido nucleico posee una molécula de azúcar ligeramente diferente en cada subunidad de nucleótidos y RNA. Durante la transferencia el ARN transferente, o también conocido como el ARNt es un tipo de ácido ribonucleico que se encarga de transportar los aminoácidos a los ribosomas y ordenarlos a lo largo de la molécula de ARNm, a la cual se unen por medio de enlaces peptídicos para poder formar proteínas durante el proceso de la síntesis proteica. Existe una molécula de ARNt para cada aminoácido, con un triplete específico de bases no apareadas, que también se conoce como el anticodón. Los Acido adaptadores Nucleicos (supongo) contienen tripletes de nucleótidos complementarios y un mensajero del ARN. La información que se necesita para especificar varios tipos de proteínas que deben de cooperar para la transcripción y replicar del ADN se encuentran en el mismo, junto con la Información necesaria para poder especificar como se formaran las denominadas máquinas macromoleculares en la célula. Por lo tanto no es la necesidad de que la información fluya a partir de un ADN a otro y/o al ARN. Al ser acidos nucleicos y las proteínas integrales, se establecio que la información que estaba presente en una proteína podía ser utilizada para especificar la información contenida en los acidos nucleicos. De esta manera como el ADN y el RNA poseen una forma de especificidad y las proteínas poseen una distinta forma de especificidad y las proteínas poseen una maquinaria muy compleja es necesario para la transerencia informativa a partir de un ácido nucleico hacia una proteína, por lo que como está establecido en el dogma central, no existe ninguna evidencia de algún tipo de que la maquinaria que puedaser utilizado para la información lineal de una proteína y además poder traducirla para producir ácido nucleico. En el dogma central no hay evidencia de algún tipo sobre la presencia de algún tipo de maquinaria que puede.
Comparison of DNA Replication in Cells from Prokarya and Eukarya (1)
ResponderEliminarLa utilización del ADN como material genético surgió después de la existencia de un mundo de ARN (Gesteland y Atkins 1993) y que todos los organismos contemporáneos han evolucionado de un ancestro común relacionada con bacterias fotosintéticas primitivas. En los organismos desde las bacterias hasta los eucariotas multicelulares, la replicación del ADN está íntimamente acoplado a la fisiología de la célula individual y para el control de crecimiento global impuesto a una población de células, ya sea en una colonia de bacterias o en un subconjunto de células dentro de un organismo en desarrollo. Estas vías de regulación son diferentes en bacterias y eucariotas, y también varían entre diferentes tipos de células dentro de un solo organismo. Sin embargo, el proceso real de la replicación del ADN tiene paralelos ING huelguistas entre los dos grupos de organismos. Un reto universal para la maquinaria de replicación es que el proceso debe ser precisa y estrechamente controlada para asegurar fiel transmisión de la herencia genética a la siguiente generación de células. Si no se logra este objetivo, consecuencias desastrosas esperan el organismo o sus descendientes. la diferencia más obvia entre las dos clases de células es cómo se organiza el material genético en los cromosomas. Las bacterias tienen un cromosoma circular que contiene un origen principal de la replicación de ADN situado en el locus OriC en Escherichia Coli. Los genomas de eucariotas son mucho más grandes que los cromosomas bacterianos. La existencia de un único origen en el cromosoma bacteriano fija el orden relativo de la duplicación de genes, excepto tal vez para la amplificación selectiva de genes ocasional. los eucariotas tienen una enorme flexibilidad en el tiempo relativo durante la F - S cuando los genes específicos replican. Esto permite la replicación de regiones específicas del genoma de estar vinculada a la expresión de genes. Un tipo de célula, llamada célula de tallo, replica todo el cromosoma después de la división celular, mientras que el otro tipo de célula, la célula swarmer, cates solamente replicación de su ADN después de un retraso. Considerando la influencia de la estructura de los cromosomas en la replicación del ADN en bacterias y eucariotas también debe tener en cuenta la organización diferente de ADN en la célula. El cromosoma bacteriano se asocia con la membrana celular pero por lo demás está expuesto a todo el entorno intracelular. Por el contrario, la replicación del ADN eucariota se produce en un compartimiento distinto en la célula, produciendo la separación de proteínas que pueden influir en la iniciación de la replicación del ADN. Una característica común de las proteínas de iniciador es que a menudo oligomerize tras la unión al ADN. Las proteínas DNA y H 0 iniciadores forman complejos de 8 o de 20 proteínas unidas a OriC o Orih, respectivamente, a pesar de que sólo hay cuatro secuencias de reconocimiento de ADN en el replicador.
(2)
ResponderEliminarLa fosforilación de las proteínas se sabe que no es un mecanismo directo para el control de la replicación del ADN en las bacterias, pero es un importante mecanismo para la regulación de algunas proteínas iniciadoras virus eucariotas. Por ejemplo, la capacidad del antígeno T de SV40 para relajarse el origen de la replicación del ADN es regulada positivamente por la fosforilación de un único treonina por una quinasa dependiente de ciclina proteína (Ismail et al 1993; McVey et al., 1993).
Por otro lado, la actividad de unión al ADN es regulada negativamente por la fosforilación de dos residuos de serina por la caseína quinasa, que pueden ser revertidos por la acción de la fosfatasa 2A. Tras el reconocimiento secuencia de ADN y el establecimiento del complejo de proteínas iniciador en el origen de replicación del ADN, los próximos eventos importantes son el desenrollado de la plantilla de ADN y replicación de ADN cebado. Proteína iniciador tal como la proteína DNA Una helicasa de ADN tiene que ser cargado en el complejo ADN- iniciador para desenrollar una más extensa que se produzca. SV40 T antígeno es un caso inusual porque es una helicasa de ADN, así como una proteína iniciador; por lo tanto, la helicasa se encuentra de forma automática en un sitio privilegiado para desenrollar extensa. Las proteínas helicasa de carga también pueden facilitar el montaje de una helicasa ADN sobre la plantilla de ADN en ausencia de un origen de replicación del ADN. Por ejemplo, el gen 59 de T4 bacteriófago proteína (GP-59) se une tanto a ADN monocatenario y el fago proteína de unión de una sola Strand-GP-32 .
Después de desenrollado de la plantilla de ADN que rodea el replicador, el cebado de la síntesis de ADN se produce, por lo general por una primasa de ADN. Cómo discutidas por otros en este volumen (Brush y Kelly; Salas), el cebado puede ocurrir por un número de diferentes mecanismos, incluyendo cebado por un nucleótido unido a una proteína tal como se produce durante 29 del fago y DNA adenovirus de replicación. Los eucariotas han ideado un mecanismo de DNA polimerasa de conmutación que implica la POL-A: complejo primasa en cebar la replicación del ADN en el origen de la replicación del ADN y para cada fragmento de Okazaki, y luego una segunda ADN polimerasa que no está asociado con la primasa.
Una característica común de la tenedor la replicación del ADN en bacterias y eucariotas es que el ADN se sintetiza de una manera semi discontinuous , con una hebra , la hebra que lleva , polimerizado de manera continua y el otro filamento de revestimiento formada de una manera discontinua a través de la síntesis de Okazaki fragmentos. La ADN polimerasa se carga en la plantilla de ADN en el sitio de la imprimación por un mecanismo que se conserva notablemente entre procariotas y eucariotas, lLas proteínas accesorias de la polimerasa de E. cofi , bacteriófago T4 , y eucariotas incluyen la proteína de una sola hebra de unión.
Hay, sin embargo, las secuencias de ADN en los genomas eucariotas que causan la replicación del ADN para detener y terminar de vez en cuando. Por ejemplo, los sitios de reconocimiento de ADN repetidas para el virus de Epstein- Barr (EBV) antígeno nuclear 1 horquillas. Por otra parte, el ADN de la horquilla de replicación barreras se han encontrado en las repeticiones de ADN ribosomal en s. cerevisiae. Por lo tanto, es posible que las proteínas de unión específica de la secuencia de ADN puede afectar a la aprobación de la replicación de ADN eucariotación tenedor de la misma manera como el sistema de TUS- Ter en E. coli y que estos sitios puede jugar algún papel regulador que aún no se ha apreciado.
Biología molecular: El Dogma Central
ResponderEliminarLos ácidos nucleicos (ADN o ARN) se componen de cuatro tipos de subunidades llamadas nucleótidos, mientras que las proteínas se componen de 20 tipos de subunidades llamadas aminoácidos. Nos hablan en particular del ADN, ARN y las secuencias de proteínas.
Entre las distintas clases de macromoléculas, es necesario considerar cómo se transporta la información. Nos mencionan al ADN como un transportador de información de las macromoléculas la cual se adapta a la necesidad de almacenamiento y a la transmisión de información genética. La molécula del ADN está formada por dos cadenas individuales de nucleótidos que se complementan entre sí, en ambas cadenas se encuentra la misma información y esta se utiliza para hacer una nueva copia de sí misma (se replica la información).Existen varios peligros que rodean a la transmisión de información genética.Durante la transcripción la llamada “maquina” hace una copia que en términos macromoleculares y químicamente hablando es menos estable, de modo que la información genética presente puede ser utilizado de forma selectiva en diferentes momentos o por diferentes tipos de células del organismo.
Este ácido nucleico posee una molécula de azúcar ligeramente diferente en cada subunidad de nucleótidos y RNA. Durante la transferencia el ARNt es un tipo de ácido ribonucleico que se encarga de transportar los aminoácidos a los ribosomas y ordenarlos a lo largo de la molécula de ARNm,para poder formar proteínas durante el proceso de la síntesis proteica. Existe una molécula de ARNt para cada aminoácido, con un triplete específico de bases no apareadas, que también se conoce como el anticodón. Al ser acidos nucleicos y las proteínas integrales, se establecio que la información que estaba presente en una proteína podía ser utilizada para especificar la información contenida en los acidos nucleicos.
Central Dogma of Molecular Biology
ResponderEliminarFrancis Crick
El artículo comienza hacienda referencia a los trabajos de Dr. Howard Temin donde se describe que los tumores virales pueden usar RNA como si fuera DNA (descubrimiento de la transcriptasa inversa), generando mucha controversia con respecto al dogma central de la Biología.
Francis Crick brinda recalca su fundamental importancia que tiene el dogma central de la biología y busca brindar solución a lo que parecería una violación al dogma central de la biología, en primer lugar nos dice debemos de hacer un lado el plegamiento de las proteínas obtenidas en estas transferencias ya que son modificaciones secundarias y que antes que nada no debemos asumir tácitamente que no pueden producirse dichas transferencias debido a las concepciones que se posean sino buscar explicar la manera en que puedan ocurrir.
Haciendo un pequeño análisis Crick revela que las transferencias pueden dividirse aproximadamente en tres grupos:
Transferencias (I) de las que se tiene evidencia directa o indirecta y que por tanto existen: DNA--DNA, DNA----RNA, RNA--- PROTEÍNA, RNA---RNA
Transferencias (II)en las cuales no se poseen evidencia teórica ni experimental, pero que existe una reducida probabilidad que puedan ocurrir: RNA---DNA, DNA---Proteína
Transferencias (III) que han sido refutadas, por tanto no ocurren: PROTEÍNA-- PROTEÍNA, PROTEÍNA --- RNA, PROTEÍNA ---DNA
Según su análisis decide
El propone una clasificación donde las transferencias se pueden dividir en generales, especiales y desconocidas.
En la transferencia general puede ocurrir en todas las células, obviamente con casos especiales y son: DNA---DNA, DNA---RNA, RNA--PROTEÍNA.
La transferencia especial no puede ocurrir en la mayoría de las células, pero si en circunstancias especiales, sus posibilidades son: RNA--RNA, RNA---DNA, DNA--PROTEÍNA.
Finalmente asigna tres transferencias la clasificación desconocidas, en las cuales el dogma central
nunca podría producirse: PROTEÍNA--- PROTEÍNA, PROTEÍNA--DNA, PROTEÍNA--RNA.
Constanza Enriquez Toledo
Molecular biology: The Central Dogma
ResponderEliminarEl DNA es una elegante estructura que contiene toda la información necesaria para ser transmitida. Una molécula de DNA está compuesta de dos cadenas simples con subunidades llamadas nucleótidos los cuales son complementarios unos de otros. Dentro de estas cadenas está presenta la información primaria y tiene la forma necesaria para crear una nueva copia con esta información que contiene el DNA. Esta redundancia ayuda a asegurar que la información esencial no se pierda, porque si una copia se llega a dañar, la otra puede servir como modelo para poder repararla.
La estabilidad química del DNA debe ser cambiada para que la información presente en esta pueda ser usada por la célula y ser transmitida a otras. La estabilidad entonces, es alterada por mecanismos que separan las cadenas temporalmente y se hace una copia de cada cadena o ciertas partes de la cadena. Este proceso de la separación de la cadena, el preparar copias de porciones seleccionadas (transcripción) y de hacer copias de todo el DNA (replicación) son realizadas por ‘máquinas’ macromoleculares. La transcripción y replicación usan las reglas dadas por la paridad que hay entre los nucleótidos. Durante la transcripción, las máquinas macromoleculares producen una copia que es químicamente menos estable. Esta copia es entonces formada por un azúcar distinto al que tiene la cadena original de DNA en cada uno de los nucleótidos, y a esta nueva copia se le denomina RNA.
Después de que se descubrió que el DNA era un polímero lineal, se descubrió que las proteínas también son polímeros lineales. Con esto, se sabe que sólo hay cuatro tipos de subunidades en el DNA o RNA pero que hay 20 diferentes tipos de aminoácidos. Los aminoácidos son aquellos que tienen codones (un triplete de nucleótidos) y que van a formar, uniéndose, a las proteínas. Por lo que, esto trajo a considerar que el mecanismo central de la información presente en cada organismo fluye de los ácidos nucleicos hacia las proteínas. Entonces, la información necesaria para especificar diferentes tipos de proteínas que de hecho cooperan para la transcripción y replicación del DNA se encuentra en el mismo DNA. Por lo que, la información viaja del DNA hacia otro DNA para luego ser RNA y finalmente se forme una proteína. A todo este proceso se le conoce como el ‘dogma central’.
De hecho, durante mucho tiempo no se supo de esto hasta que Crick influyó decisivamente en determinar el mecanismo y comprender que realmente la información provenía del DNA para luego sintetizar a las proteínas que son máquinas macromoleculares que permiten el funcionamiento de los organismos.
Hubo además, otro descubrimiento. Que en lugar de seguir este camino descrito del dogma central, se considera que podrían haber caminos diferentes, que de hecho Crick los consideró que podría ser la transferencia de un RNA a otro RNA, o del RNA al DNA o incluso del DNA a una proteína sin que intermediara el RNA. Para lo cual Crick dijo que si se lograra demostrar este tipo de mecanismos tienen que ser de células especiales o distintas a las nuestras. Y justo se descubrió sobre las ‘retrotranscriptasas’, las cuales sintetizan DNA a partir de RNA.
El dogma central de la biología molecular predice que una secuencia particular de aminoácidos (una proteína) no puede ser usada para especificar o incluso alterar una secuencia en particular de los nucleótidos (gen). En lugar de ello, la información fluye desde los ácidos nucleicos hacia las proteínas, para ello hay una compleja maquinaria que permite traducir el ‘alfabeto’ del ácido nucleico a un ‘alfabeto’ de aminoácidos de acuerdo a las reglas establecidas de paridad entre los nucleótidos que está en la información genética. Las células no exhiben una maquinaria para una ‘retro-traducción’ y los organismos lo que pueden hacer es transmitir únicamente sus genes a su descendencia.
Algo que hay que agregar es que el material genético no es completamente constante, pueden ocurrir ‘fallas’ al momento de traducir o transcribir que van a dar lugar a las mutaciones.
Las macromoléculas están conformadas por subunidades simples. El ADN y el ARN, están conformados por nucleótidos y las proteínas, por aminoácidos.
ResponderEliminarLas dos cadenas que componen al ADN son complementarias por lo que presentan la información y la estructura necesarias para crear una copia de esa información, además, es de gran ventaja tener dos cadenas, pues si una se daña, la otra sirve como molde para repararla y es más difícil transmitir esa información dañada a la descendencia.
El ADN tienen una gran estabilidad que es afectada al momento de la replicación y la traducción, este último proceso, convierte el ADN a ARN. Y un grupo de tres nucleótidos es suficiente para generar un aminoácido específico.
Francis Crick estableció el dogma central de la biología molecular, el cual se refiere a la manera en la que fluye la información, es decir, la información sólo puede ser transmitida desde el DNA a proteínas y no al revés.
A pesar de que una gran cantidad de investigadores hicieron pruebas para desmentir el dogma, hoy en día sigue vigente. Se encontró que había una enzima transcriptasa de reversa y se dieron objeciones con respecto a las mutaciones dirigidas.
A la fecha, se sabe que una secuencia particular de aminoácidos no puede especificar o alterar los genes. A pesar de que existen cambios en el material genético, las mutaciones no se dan de manera dirigida, es decir, las mutaciones generadas al azar en una célula pueden ser beneficiosos, por lo cual ella podrá dejar más descendientes que las que no tienen la mutación, pero no es un proceso que se haga en pro del beneficio, este sucede por selección.
Central Dogma of Molecular Biology
ResponderEliminarFrancis Crick
Luego de haber postulado la teoría de la doble hélice junto a Watson, Crick, comenzó a preguntarse cómo podía ser el material genético el portador del gran código humano, y a su vez expresarlo sintetizando proteínas. El mejor candidato, era el ARN, debido a que presentaba una estructura muy similar al ADN y del mismo modo era capaz de hacer su ruta para encontrarse fuera del núcleo, y por lo tanto, realizar este trabajo. Esto es de lo que se habla en la lectura y fue denominado con El Dogma central de la biología molecular, lo cual en definitiva postulaba que el ADN generaba una copia similar a él la cual era transportada hacia el citoplasma y ahí daba origen a las proteínas. Los dos conceptos centrales que habían sido producidos originalmente sin ninguna declaración explícita de la simplificación, fueron las de la información secuencial y de alfabetos definidos. Ninguno de estos pasos fue trivial.
La ruta, consiste en tres fenómenos, replicación, transcripción y traducción.
Primero el DNA, es replicado siguiendo el mismo camino que siempre, una replicación común y corriente. Luego, esta hebra es separada para que la ARN polimerasa pueda entrar en acción y sintetizar una hebra complementaria, esta vez cambiando la timina por uracilo. Esto da origen al RNA mensajero el cual luego es llevado al citoplasma y la hélice de ADN es nuevamente cerrada. Una vez en el citoplasma, este ARN se une al ribosoma el cual lee la secuencia de bases nitrogenadas, y une aminoácidos para dar origen a proteínas.
Uno de los errores que ha sido señalado por Fleischman y por razones más generales de Hershey es que no dice nada acerca de lo que la maquinaria de la transferencia hace y nada de sus errores, no dice nada sobre lo que son los mecanismos de que el control, ni acerca de la velocidad a la que los procesos de trabajo se realizan, y por último, menciona que fue pensado para aplicarse únicamente a la actual variedad de organismos , y no a los del pasado remoto , da el ejemplo del origen de la vida.
En particular, la hipótesis de la secuencia era una declaración positiva, diciendo que el transferir ácido nucleico, existía la proteína, mientras que el dogma central era un declaración negativa, diciendo que no existían las transferencias provenientes de proteínas.
Esto fue sin duda de gran interés para encontrar una célula en oposición a un virus que tenía ARN como su material genético en vez de ADN.
Por otro lado, el descubrimiento de un solo tipo de célula presente, que podría llevar a cabo cualquiera de las tres transferencias desconocidas sacudiría a toda la base intelectual de la biología molecular , y es por esta razón que el dogma central es tan importante hoy como cuando se propuso.
Molecular Biology: The Central Dogma
ResponderEliminarPatricia J Pukkila
El Dogma Central de la Biología Molecular se refiere a los tres procesos llevados a cabo por los ácidos nucleicos, tanto ADN como ARN: replicación, transcripción y traducción. Ilustra los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia genética. Son procesos vitales para la vida, y tienen gran importancia biológica.
En primer lugar es esencial para darse cuenta de que estas macromoléculas complejas con una desconcertante variedad de formas y tamaños que están compuestos de subunidades más simples. Por ejemplo, los ácidos nucleicos (ADN o ARN) se componen de cuatro tipos de subunidades llamadas nucleótidos, mientras que las proteínas se componen de 20 tipos de subunidades de aminoácidos. En segundo lugar, una descripción completa de un ácido nucleico o proteína macromolécula se puede obtener simplemente determinar el tipo de subunidad en cada posición en la cadena lineal de subunidades. Se habla del particular DNA, ARN o secuencias de proteínas debido a que estas macromoléculas son polímeros lineales no ramificados de subunidades unidas por un solo tipo de vinculación. Por último, algunas macromoléculas sirven para almacenar información necesaria para especificar la formación de otras macromoléculas, mientras que otros dependen de esos depósitos para su propia creación. Dado que no existe especialización entre clases de macromoléculas, es necesario considerar cómo se transmite la información entre estas clases. Así, los temas centrales de la biología molecular son identificar las macromoléculas que llevan la información, y determinar cómo se utiliza esa información para hacer otras macromoléculas necesarias.
El dogma central de la biología molecular predice que una secuencia particular de aminoácidos ( una proteína) no se puede utilizar para especificar o incluso alterar una secuencia particular de nucleótidos ( un gen ).
A pesar de que el material genético no es totalmente constante, existen mutaciones ventajosas que no surgen de una manera dirigida. Las predicciones del dogma central han resistido todos los desafíos, y es probable que permanezca como uno de los principios organizadores centrales de la biología molecular.
Aunque es una estructura organizativa útil, el "dogma central" tiene numerosas excepciones. Por ejemplo, los retrovirus utilizan una "transcripción inversa" para la construcción de ADN a partir de ARN. En general, no todos los genes consiguen expresar todo el camino para la construcción de las proteínas. Algunos ARNs tienen otras tareas que hacer, como el ARN ribosomal y otros ARN encargados de tareas específicas en la célula.
Central Dogma of Molecular Biology
ResponderEliminarFrancis Crick
Luego de haber postulado la teoría de la doble hélice junto a Watson, Crick, comenzó a preguntarse cómo podía ser el material genético el portador del gran código humano, y a su vez expresarlo sintetizando proteínas. El mejor candidato, era el ARN, debido a que presentaba una estructura muy similar al ADN y del mismo modo era capaz de hacer su ruta para encontrarse fuera del núcleo, y por lo tanto, realizar este trabajo. Esto es de lo que se habla en la lectura y fue denominado con El Dogma central de la biología molecular, lo cual en definitiva postulaba que el ADN generaba una copia similar a él la cual era transportada hacia el citoplasma y ahí daba origen a las proteínas. Los dos conceptos centrales que habían sido producidos originalmente sin ninguna declaración explícita de la simplificación, fueron las de la información secuencial y de alfabetos definidos. Ninguno de estos pasos fue trivial.
La ruta, consiste en tres fenómenos, replicación, transcripción y traducción.
Primero el DNA, es replicado siguiendo el mismo camino que siempre, una replicación común y corriente. Luego, esta hebra es separada para que la ARN polimerasa pueda entrar en acción y sintetizar una hebra complementaria, esta vez cambiando la timina por uracilo. Esto da origen al RNA mensajero el cual luego es llevado al citoplasma y la hélice de ADN es nuevamente cerrada. Una vez en el citoplasma, este ARN se une al ribosoma el cual lee la secuencia de bases nitrogenadas, y une aminoácidos para dar origen a proteínas.
Uno de los errores que ha sido señalado por Fleischman y por razones más generales de Hershey es que no dice nada acerca de lo que la maquinaria de la transferencia hace y nada de sus errores, no dice nada sobre lo que son los mecanismos de que el control, ni acerca de la velocidad a la que los procesos de trabajo se realizan, y por último, menciona que fue pensado para aplicarse únicamente a la actual variedad de organismos , y no a los del pasado remoto , da el ejemplo del origen de la vida.
En particular, la hipótesis de la secuencia era una declaración positiva, diciendo que el transferir ácido nucleico, existía la proteína, mientras que el dogma central era un declaración negativa, diciendo que no existían las transferencias provenientes de proteínas.
Esto fue sin duda de gran interés para encontrar una célula en oposición a un virus que tenía ARN como su material genético en vez de ADN.
Por otro lado, el descubrimiento de un solo tipo de célula presente, que podría llevar a cabo cualquiera de las tres transferencias desconocidas sacudiría a toda la base intelectual de la biología molecular, y es por esta razón que el dogma central es tan importante hoy como cuando se propuso.
Central Dogma of Molecular Biology by Francis Crick
ResponderEliminarEl contexto socio-histórico en el que se estableció el ‘dogma central’ fue en el que no se había establecido lo que ahora se conoce como la genética molecular. Era un momento en el que había mucha confusión con los experimentos y resultados que se obtenían.
En esos momentos, se formularon dos conceptos centrales sin ninguna declaración sólida de cómo se producen que son la información secuencial y sobre un alfabeto definido. En ese entonces ya era bastante claro que las proteínas tenían un estructura bien definida de tres dimensiones, y que su actividad dependía crucialmente de su forma, por lo que era necesario poner en claro el cómo una proteína pasaba de ser tres dimensional a una proteína de una dimensión. Además se tenía que probar que los diferentes tipos de aminoácidos encontrados en las proteínas, algunos de ellos, son estructuras secundarias, en lugar de ser muchísimos como se consideraba y asegurar que sólo se trataba de 20 diferentes con diferentes estructuras.
De la misma manera, las pequeñas modificaciones de las bases de los ácidos nucleicos fueron ignoradas. Bueno, además uno de los problemas principales pudo haber sido el de establecer las reglas mediante las cuales la información se transfiere de un polímero con un alfabeto a otro. Existían o se postularon ideas sobre la transferencia que se dividieron en tres clases:
I (a) DNA a DNA
I (b) DNA a RNA
I (c) RNA a proteína
I (d) RNA a RNA
Luego estaba una segunda clase que en realidad no tenía evidencias experimentales ni fuertes requerimientos teóricos
II (a) RNA a DNA
II (b) DNA a proteína
Y una última manera propuesta que era, pero fue considerada improbable por razones estereoquímicas, porque una transferencia como tal no puede ser tan simple.
III (a) Proteína a proteína
III (b) Proteína a RNA
III (c) Proteína a DNA
Lo que se creía es que la primera clase muy seguramente existe. Con esto, Crick consideró que sólo debería haber una forma en la que se hiciera la transferencia y una vez que la información pasa a ser una proteína ya no puede volver por el mismo camino. Por lo que se enfocó en la primera clase de transferencia.
Crick considera que todos estos tipos de transferencia podría resumirse en sólo tres tipos de clases, las de transferencia general que ocurre en todas las células que es de DNA a DNA y/o RNA y de RNA a proteína; la transferencia especial que no ocurre en todas las células pero sí en circunstantes especiales que son de RNA a RNA y/o DNA y de DNA a proteína; y las transferencias desconocidas que son las que el dogma central establece que nunca ocurren como son de proteína a proteína, DNA o RNA. Y a pesar de que las transferencias especiales sean bastante raras, el dogma central permite predecir teóricamente lo que podría ocurrir.
Además, Crick reitera que él no indica que la transferencia de RNA a DNA no se pueda lograr, sino que es muy poco usado este mecanismo, pero puede suceder. Lo que sí, es que para él, aún se está lo bastante lejos de un conocimiento completo sobre la biología molecular incluso de una simple célula, por lo que aún hace falta completar la información; y que sería genial encontrar alguna célula que tuviera RNA como la molécula con información genética y no el DNA. En conclusión, hay mucho más que descubrir y describir, hay mucho trabajo que hacer y muchas dudas que resolver.
El dogma de la biología molecular
ResponderEliminarEn el siglo XX, los mecanismos que rigen la especificación y la transmisión de los rasgos genéticos eran entendidos por primera vez.
En primer lugar es esencial darse cuenta que las macromoléculas con una desconcertante variedad de formas y tamaños se componen de subunidades simples. Como por el ejemplo el ADN y el ARN están compuestos de nucleótidos. En segundo lugar, una descripción completa de un ácido nucleico o proteína se puede obtener por simplemente determinar el tipo de subunidad en cada posición en la cadena lineal de subunidades. Por último, algunas macromoléculas sirven para almacenar información necesaria para especificar la formación de otras macromoléculas, mientras otras dependen de esos depósitos para su propia creación.
Los temas centrales de la biología molecular son identificar las macromoléculas que llevan la información, y determinar cómo es que la información se utiliza para hacer otras macromoléculas necesarias.
La macromolécula de ADN es una elegante estructura que acomoda la necesidad de almacenar y transmitir información genética. Una molécula de ADN cromosómico son dos cadenas individuales de las subunidades de nucleótidos que son complementarios el uno con el otro.
Molecular Biology: TheCentral DogmaPatricia J Pukkila
ResponderEliminarLas proteínas son componentes esenciales de la célula, aunque sabemos que estos no se pueden producir por sí solos.
El DNA es una macromolecula que contiene información útil y está compuesto por cuatro subunidades (ácidos nucleicos); las proteínas están compuestas por aminoácidos. Estos últimos se pueden obtener al determinar las subunidades y la posición en que se encuentran en el DNA. Ambos, el DNA y las proteínas son polimerasas lineares. Las secuencias de aminoácidos no pueden ser usadas para poder producir secuencias de ADN y tampoco otros aminoácidos, pues no hay tal maquinaria que permita elaborar estos.
El dogma central que fue denominado así por Crick, es que las secuencias de aminoácidos no pueden utilizarse para especificar otros aminoácidos ni secuencias de nucleotidos. Esto fue una gran observación que hizo él en un paper review que le sirvió para explicar la síntesis de proteínas. La primera hipótesis era la que abarcaba la importancia acerca de considerar los genes como secuencias de nucleotidos (hipótesis de la secuencia) y la segunda, como ya había mencionado, el dogma central, en el que las diferencias de especificación entre ácidos nucleicos y proteínas.
Dos laboratorios demostraron que el RNA podría ser usado como patrón del DNA y con esto pudo ser evidencia para las predicciones del dogma central de Crick. Al final, aunque no pudo mostrar evidencia suficiente, Crick estaba convencido de que la explicación del dogma central podría seguir siendo útil. Dejando en claro, que la información solo puede fluir de los ácidos nucleicos para elaborar proteinas (y no al revés) con la maquinaria necesaria.
Comparison of DNA Replication in Cells from Prokarya and Eukarya
ResponderEliminarLa replicación del DNA está íntimamente relacionada con la fisiología individual de cada célula. Los caminos son distintos entre las bacterias y las eucariontes.
En general, la replicación de cromosomas en ambos grupos puede estar separada en diferentes fases. Primero, el reconocimiento secuencias específicas que determinarán dónde debe iniciar la replicación. Luego, un complejo de proteínas se establece en dicha zona para que se puede activar el proceso de la replicación. Las dos enzimas importantes que serán atraídas al origen de la replicación serán la helicasa que desenrollará el DNA, y la primasa que proveerá lo necesario para la iniciación de la síntesis de la copia del DNA. Finalmente, la terminación de la replicación del DNA ocurre anterior a la separación de las cromosomas hijas.
Una de las diferencias principales entre ambas clases de células es cómo su material genético está organizado. Las bacterias tienen un cromosoma circular que contiene un origen principal para la replicación del DNA denominado OriC. En eucariontes hay múltiples cromosomas dispuestos en forma lineal, por lo que son diferentes regiones en cada cromosoma donde se iniciará la replicación, esto debido a las distintas zonas de activación para el origen de replicación del DNA distribuidas a lo largo del cromosoma. En cambio en bacterias se tiene un solo origen de replicación.
En las células la replicación va a diferir dependiendo del tipo que sea, esto porque el cromosoma puede tener diferencias de disposición. Entonces se considera mucho la influencia de la estructura del cromosoma durante la replicación del DNA y además en la diferente organización del DNA. En lo que respecta a las procariontes, su DNA está expuesto en todo el medio intracelular, en eucariontes la replicación ocurre en el núcleo donde ocurre el establecimiento del complejo proteico para la iniciación de la replicación.
Se propone que la replicación necesita de un elemento llamado replicador para iniciar el mecanismo, y además que ese replicador requiere de otro factor llamado iniciador que interactuará él. En bacterias se denomina cis-acting DNA y el iniciador se denomina trans-acting.
El entender los replicadores presentes en los eucariontes ha sido muy problemático, pero se ha podido describir el replicador en una levadura. Tienen parecido con los replicadores de las bacterias, incluso de los virus. En cuanto al iniciador en eucariontes, esta proteína es el origen de un complejo de reconocimiento llamado ORC, por sus siglas en inglés.
Tanto el replicador como el iniciador juntos, funcionarán como determinantes primarios para la localización del origen de la replicación del DNA. Luego de que se establece este complejo, sigue un paso importante que es el desenrrollamiento del DNA y al replicación del DNA cebador. En bacterias, la proteína DnaA se establece en la región de desenrrollamiento, luego la helicasa (DnaB) lo comienza. Aunque para ello también es necesaria la presencia de una proteína denominada DnaC que permite que la helicasa comience su trabajo.
En eucariontes ocurre algo parecido, se ensamblan y desensamblan complejos de proteínas para permitir este mecanismo. Después de esto comienza la síntesis de los ‘priming’ del DNA, dado por una DNA primasa. Las eucariontes para este proceso tienen tres tipos de polimerasas, las procariontes sólo una.
Algo que ocurre en ambas células es que se da la replicación de manera continua en una cadena y en la otra es de manera discontinua. Para la cadena discontinua hay una polimerasa accesoria que permitirá unir los fragmentos que se forman en la replicación discontinua. El proceso en ambas es bastante similar.
Esto es en general el proceso de replicación de ambos tipos de células aunque hay mucho más que ahondar al respecto, pues se ha encontrado muchas diferencias entre los distintos tipos de células e incuso siendo en bacterias también hay diferencias entre ellas. Además, se discute bastante los mecanismos respecto a sus diferencias y semejanzas.
Central Dogma of molecular biology
ResponderEliminarÉste es un articulo escrito por Francis Crick, en el cual trata de dejar claro a lo que se refería cuando hizo su publicación tiempo atrás sobre el dogma central de la biología molecular.
Explica que, a pesar de que lo que había propuesto todavía puede ser válido, se puede mejorar, por lo que propone lo siguiente: las formas de transferencia de informado que pueden ocurrir en todas las células son de DNA a DNA, de DNA a RNA y de RNA a proteínas.
Las que pueden ocurrir en circunstancias especiales, de RNA a RNA, RNA a DNA y de DNA a proteínas, de las cuales, dos se han presentado por infecciones virales.
Las formas de trasferencia que según el dogma central no pueden ocurrir son, de proteína a proteína, de proteína a DNA y de proteína a RNA.
Si se presentara alguna de las situaciones anteriores cambiaría la forma con la que se percibe la biología molecular
Central Dogma of Molecular Biology - Francis Crick
ResponderEliminarDespués de su primera publicación acerca del dogma central, surgieron algunas cuestiones; por ejemplo el Dr Howard Temin propuso que en los virus se podría usar RNA viral como patrón del DNA de síntesis. Aunque aclara Crick que el dogma central ha sido malentendido.
De los problemas principales del dogma era que antes propuso los posibles flujos o direcciones de las tres familias de polímeros (DNA, RNA, y las 20 proteínas), que estas podían ir hacia cualquier dirección del esquema que se presenta. Entonces, se desconocía las reglas generales para la transferencia de información de un polímero a otro, estas fueron partes de discusiones. Después, para 1958, las flechas de los flujos se mostraron diferente entre probables flujos, posibles y sin flechas algunas demostrando que es imposible el flujo.
En las posibles se podría aplicar para algunos casos específicos de virus.Después de algunas discusiones, Crick determinó que las clases de transferencias, que había dividido entre tres desde el flujo de cada uno, decidió establecer que las transferencias de la clase III no existía (el flujo desde proteínas a DNA y RNA), y de la clase II no quiso profundizar mucho.
Dejó la clasificación de forma tentativa como:
DNA->DNA
DNA->RNA
RNA->Proteínas
Las posibles como:
DNA--->Proteínas
RNA--->RNA
RNA-->DNA
Y por último estableció que podría suceder el flujo de RNA a DNA, que podría utilizarse pero no se sabía ya que los organismos. Sería interesante descubrir una célula que tuviera RNA como su material genético y no DNA, o incluso células con DNA mensajero en lugar de RNA.
Es importante, el dogma central, y fundamental, a pesar de todos los cambios observados y cambiados en él.