1. DNA y RNA; replicación
y transcripción
Cecilia Mariana Iglesias Palomares
José David Velasco Munguía
Bioquímica
Marzo 2012

2. Introducción
El ADN es la molécula de la herencia en todos
los organismos vivos (procariontes y
eucariontes). Sin embargo, en el caso de los
virus, el material genético puede ser ADN o ARN.
Los ácidos nucleicos son biomoléculas
portadoras del material genético. Tienen una
estructura polimérica, lineal, cuyos monómeros
son los nucleótidos.

3. Todos los ADN están formados por dos muy
largas cadenas helicoidales de bases
nitrogenadas, que son:
Estas bases se encuentran enrolladas a lo largo
de un eje común. Las dos hebras de la doble
hélice están dispuestas en direcciones opuestas,
es decir, mientras una tiene dirección 5´  3´ la
otra tiene dirección 3´  5´.

4. Las dos cadenas permanecen juntas por enlaces de
hidrógeno entre los pares de bases:
Adenina siempre se aparea con Timina
(unidas por dos enlaces de hidrógeno)
Guanina está siempre apareada con Citosina
(unidas por tres enlaces de hidrógeno).

5. La función de los ácidos nucleicos no se
reduce, por otra parte con tener la información
necesaria para la síntesis de las proteínas
celulares. Hay secuencias regulatorias que
controlan la expresión de las diferentes unidades
genéticas, por si mismas o a su vez controladas
por otras moléculas. Hay así mismo ácidos
nucleicos implicados en la transmisión y
procesado de información genética

6. Replicación
Es la síntesis de DNA. La
replicación es
conceptualmente
sencilla, pero compleja en su
mecánica. La transferencia de
información implica
simplemente desenrrollar las
cadenas de una doble hélice
de DNA original, acompañada
de la síntesis de dos cadenas
hijas complementarias. En
otras palabras, la replicación
es semiconservativa.

7. En todos los organismos los requerimientos
generales para la síntesis de ADN son los mismos:
una hebra de ADN como molde, en otras
palabras una sección de ADN que será copiado.
la enzima encargada de copiar el ADN, llamada
ADN polimerasa.

8. Existen sitios específicos donde comienza la
replicación denominados orígenes de
replicación. La replicación es ordenada y
secuencial.

9. Esta replicación se produce durante la fase S del
ciclo celular.

10. La replicación del DNA es un proceso
ordenado, que comporta el desenrrollamiento de
las cadenas progenitoras, la incorporación de los
precursores de los nucleótidos y la
renaturalización de las moléculas replicadas;
todos estos procesos se producen dentro del
mismo micromedio, denominado horquilla de
replicación.

11. Como otros procesos de biosíntesis, la
replicación de DNA utiliza sustratos
activados, los desoxirribonucleósido 5’-
trifosfatos (dNTP), que son el dATP, dGTP, dCTP
y dTTP.

12. El proceso de síntesis se puede resumir como
sigue:
Mg+2
d (NMP)n + d NTP d (NMP)n+1 + PPi
ADN polimerasa
donde d NTP es el desoxirribonucleósido trifosfato y
d (NMP)n se refiere a un polímero de n
desoxirribonucleótidos. El pirofosfato (PPi) generado
por la reacción anterior es hidrolizado a fosfato
inorgánico conduciendo la reacción hacia la derecha
(PPi 2Pi) .

13. Los elementos proteicos que se sabe que actúan en
la horquilla de replicación o cerca de ella son:
DNA polimerasa
Proteínas de unión al DNA de cadena única
Helicasas
Primasas
Topoisomerasas
DNA ligasa

14. Proceso de replicación
La DNA polimerasa
cataliza la reacción
química de la síntesis
de DNA, la creación
de los enlaces
fosfodiéster entre los
desoxirribonucleótidos
en una cadena de
DNA.

15. La reacción comporta la salida de pirofosfato cuya
hidrólisis consiguiente impulsa la reacción desde el
punto de vista energético.

16. Debido a que se replican las dos cadenas en la
misma horquilla, debe existir un mecanismo para la
replicación de cada cadena. Este mecanismo
comporta la acción de una DNA polimerasa
dimérica, es decir, una molécula enzimática que
replica en la misma dirección del movimiento de la
horquilla y otra que efectúa la replicación retrógrada
en la horquilla.

17. El término cadena conductora identifica la
cadena hija que se extiende en la misma
dirección que la horquilla y la cadena que se
sintetiza hacia atrás se denomina cadena
retardada.

19. La cadena retardada se sintetiza de manera
discontinua, mediante una serie de segmentos
cortos, mientras que la síntesis de la cadena
conductora puede producirse sin interrupción.
Estos fragmentos de la cadena retardada se
denominan fragmentos de Okazaki.

20. Para iniciar la síntesis de un fragmento de Okazaki
debe intervenir otra enzima, la primasa. Como la
DNA polimerasa, la primasa copia una cadena molde
de DNA para formar un producto polinucleótido. Sin
embargo, ese producto es RNA, no DNA.

21. Una vez polimerizados varios ribonucleótidos
para formar un RNA cebador, la primasa se
aparta de alguna manera del camino y la DNA
polimerasa añade un 5’ desoxirribonucleico al
extremo 3’ del cebador de RNA y continúa
añadiendo luego dNTP en su dirección habitual
5’ 3’.

22. 1. La primasa forma un RNA
cebador.
2. La DNA polimerasa III
agrega nucleótidos al nuevo
fragmento de Okazaki
solamente en el extremo
3’, continuando hasta
encontrarse con el cebador
del previo fragmento de
Okazaki.
3. La DNA polimerasa I
hidroliza el cebador y lo
remplaza con DNA.
4. La DNA ligasa entonces
cataliza la formación del
enlace fosfodiéster que
finalmente une a los dos
fragmentos de Okazaki.

23. Cada cadena del DNA original tiene su propia
helicasa; la que se asocia con la cadena
retardada forma complejos con la primasa como
parte de una unidad denominada primosoma.

24. El proceso de desenrrollamiento deja al
descubierto el DNA original de una sola cadena.
La proteína de unión al DNA de cadena única
(SSB), se une al DNA para estabilizar una
estructura en que la superficies de enlaces de
hidrógeno de las bases del DNA tienen una
orientación espacial dirigida hacia los
nucleótidos que llegan.

26. La doble cadena del DNA original está
sobreenrrollada por encima de la horquilla como
consecuencia de su desenrrollamiento en la
horquilla. Esta tensión de torsión debe aliviarse
con algún tipo de mecanismo “giratorio”, o de lo
contrario el desenrrollamiento de la cadena
resultaría imposible energéticamente. Este
dispositivo giratorio lo proporcionan las
topoisomerasas.

27. Síntesis del ADN en
Eucariontes
El mecanismo de síntesis del ADN en
eucariontes es probablemente similar al proceso
en procariontes.
La velocidad de las polimerasas en eucariontes
es mucho menor que en procariontes. Para
compensar esto, las células eucarióticas
contienen más de 20.000 moléculas de enzimas.
Además, las células eucarióticas tienen un gran
número de horquillas de duplicación y
fragmentos de Okasaki mas pequeños de 40 -
300 bases. De esta forma la velocidad de
duplicación del ADN es mayor en eucariontes.

28. El ADN en eucariontes esta unido con histonas, por
lo tanto la duplicación involucra dos pasos extras:
Primero el ADN se debe disociar de las histonas
para comenzar la duplicación.
La síntesis de histonas tiene lugar al mismo
tiempo que la síntesis de ADN y las histonas se
deben unir al nuevo ADN.

29. Transcripción
La transcripción es el proceso por el cual se sintetiza
un ARN usando como molde al ADN. La síntesis de
ARN usando un ADN patrón es llamada
transcripción, mientras que la síntesis de proteína a
partir de un ARN patrón es llamado traducción.

30. Clases de ARN
Existen tres clases de RNA:
ARN mensajero (mRNA)
ARN de transferencia (tRNA)
ARN ribosomal (rRNA)
Los ARN más pequeños son los tARNs, que
contienen alrededor de 75 nucleótidos, mientras que
el más grande esta entre los mARN, que pueden
tener más de 5.000 nucleótidos.

31. Todos los ARN celulares son sintetizados por la ARN
polimerasa de acuerdo a las instrucciones dadas por
un ADN-patrón (o molde), empleando
ribonucleósido-5’-trifosfatos como sustrato. La
dirección de la síntesis de ARN es 5’ 3’, similar a la
síntesis de ADN.
La actividad de la ARN polimerasa es diferente a la
actividad de la ADN polimerasa porque no necesita
una secuencia partidora o “primer” y no posee una
actividad nucleasa. Otra diferencia es que el ADN
patrón es totalmente conservado después de la
síntesis de ARN.
La secuencia de ADN transcrito por la ARN polimerasa
en ARN es llamado UNIDAD DE TRANSCRIPCIÓN y
el producto de la síntesis (ARN) es el TRANSCRIPTO
PRIMARIO.

32. El corazón de la enzima consiste de 2 ‘
(enzima núcleo). La sub-unidad sigma ( )
aumenta la velocidad y especificidad de la
transcripción, debido que ayuda a la ARN
polimerasa a reconocer la señal de inicio en el
ADN-patrón. La sub-unidad sigma estaría
reconociendo una región particular del ADN, que se
encuentra a 35 bases antes del sitio de inicio de la
transcripción. Esta región del ADN recibe el nombre
de región PROMOTORA

33. Proceso de síntesis
La unión de la ARN polimerasa a estas regiones
promotoras permiten un desenrollamiento local de
17 pares de bases de la molécula de ADN - patrón
(llamada burbuja de transcripción). La síntesis de
ARN siempre comienzan con GTP ó ATP, es decir,
con una base purina.

34. Transcripción en
eucariontes
La maquinaria transcripcional de eucariontes es
lejos más complejo que en procariontes.
• En eucariontes superiores solamente una
pequeña proporción del genoma es expresada a
ARN.
• Hay proteínas accesorias específicas llamadas
FACTORES DE TRANSCRIPCIÓN. Estos no se
unen a la polimerasa directamente.

35. Enzimas de transcripción
El núcleo de eucariontes contiene tres tipos de ARN
polimerasas:
- ARN polimerasa I (localizada en el nucléolo)
transcribe los genes de ARN ribosomal. El transcrito
primario producido corresponde a un pre-rARN que
posteriormente sufre algunas modificaciones para
transformarse en una rARN maduro.
-ARN polimerasa II (se encuentra en el nucleoplasma)
transcribe los genes que codifican para proteína y el
transcrito primario corresponde a un ARN nuclear
heterogéneo (hnARN), que son los precursores del
ARN mensajeros citoplasmático.
-ARN polimerasa III (nucleoplasmática) transcribe el
rARN 5S (ARN ribosomico) y los tARNs (ARN de

36. Síntesis de ARN mensajeros
1. Comienza la transcripción de un ADN cuando una
ARN polimerasa se encuentra a 20 o 30 nucleótidos
después de la secuencia TATA.
2. Cuando el transcrito (ó ARN) ha alcanzado 30
nucleótidos de largo, en su extremo 5’ es colocado
una guanosina unido a un grupo trifosfato que además
es metilado.
3. La ARN polimerasa se mueve a lo largo del ADN
transcribiendo tanto exones como intrones. Hasta que
se transcribe la secuencia AAUAAA, después de
cerca de 20 nucléotidos de esta secuencia, el
transcrito es cortado.

38. 4. Una enzima adiciona una secuencia de 150 a
200 adeninas en el extremo 3’ de la hebra de
ARN naciente.
5. Los intrones son doblados y cortados
6. Los exones son unidos para formar finalmente el
ARN mensajero maduro

40. http://campus.usal.es/~dbbm/modmol/modmol06
/index06.html
http://genmolecular.wordpress.com/replicacion-y-
transcripcion-del-adn/
BIOSÍNTESIS DE LAS MOLÉCULAS DE LA
VIDA, ALEJANDRO RIQUELME, 2001
Trudy mckee
http://www.youtube.com/watch?v=T-g-G0-kehU
http://www.bioygeo.info/AnimacionesBio2.htm