Ácido desoxirribonucleico

El ácido desoxirribonucleico ( ADN ) es una macromolécula (una de las tres principales, las otras dos son ARN y proteínas ), que proporciona almacenamiento, transmisión de generación en generación e implementación del programa genético para el desarrollo y funcionamiento de los organismos vivos . La molécula de ADN almacena información biológica en forma de un código genético que consta de una secuencia de nucleótidos [1] . El ADN contiene información sobre la estructura de varios tipos de ARN y proteínas .

En las células eucariotas ( animales , vegetales y fúngicas ), el ADN se encuentra en el núcleo celular como parte de los cromosomas , así como en algunos orgánulos celulares ( mitocondrias y plástidos ). En las células de los organismos procarióticos ( bacterias y arqueas ), una molécula de ADN circular o lineal, el llamado nucleoide , está unida internamente a la membrana celular . Ellos y los eucariotas inferiores (por ejemplo , la levadura ) también tienen pequeñas moléculas de ADN autónomas, en su mayoría circulares, llamadas plásmidos . Además, las moléculas de ADN de cadena simple o doble pueden formar el genoma de virus que contienen ADN .

Desde un punto de vista químico, el ADN es una molécula polimérica larga que consta de bloques repetitivos: nucleótidos . Cada nucleótido está formado por una base nitrogenada , un azúcar ( desoxirribosa ) y un grupo fosfato . Los enlaces entre los nucleótidos de una cadena están formados por desoxirribosa y un grupo fosfato (enlaces fosfodiéster). En la gran mayoría de los casos (excepto en algunos virus que contienen ADN monocatenario), la macromolécula de ADN consta de dos cadenas orientadas entre sí por bases nitrogenadas. Esta molécula de doble cadena está retorcida en una hélice . La estructura de la molécula de ADN en su conjunto ha recibido el tradicional pero erróneo nombre de "doble hélice ": de hecho, es un "doble tornillo ". La hélice puede ser derecha (formas A y B de ADN) o izquierda (forma Z de ADN) [2] .

Hay cuatro tipos de bases nitrogenadas que se encuentran en el ADN ( adenina (A), guanina (G), timina (T) y citosina (C)). Las bases nitrogenadas de una de las cadenas están unidas a las bases nitrogenadas de la otra cadena por enlaces de hidrógeno según el principio de complementariedad : la adenina (A) se combina solo con la timina (T), la guanina  (G) solo con la citosina (C) . La secuencia de nucleótidos le permite "codificar" información sobre varios tipos de ARN, los más importantes de los cuales son el de información o molde ( ARNm ), el ribosómico ( ARNr ) y el de transporte ( ARNt ). Todos estos tipos de ARN se sintetizan en la plantilla de ADN copiando la secuencia de ADN en la secuencia de ARN sintetizada durante la transcripción y participan en la biosíntesis de proteínas ( proceso de traducción ). Además de las secuencias de codificación, el ADN celular contiene secuencias que realizan funciones reguladoras y estructurales. Además, las regiones que pertenecen a "parásitos genéticos", como los transposones , se encuentran a menudo en el genoma eucariótico .

Descifrar la estructura del ADN ( 1953 ) fue uno de los puntos de inflexión en la historia de la biología. Por sus destacadas contribuciones a este descubrimiento , Francis Crick , James Watson y Maurice Wilkins recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1962 . Rosalind Franklin , que recibió rayos X , sin los cuales Watson y Crick no habrían podido sacar conclusiones sobre la estructura del ADN, murió en 1958 de cáncer ( el Premio Nobel no se otorga a título póstumo) [3] .

Historia del estudio

El ADN como sustancia química fue aislado por Johann Friedrich Miescher en 1869 a partir de restos de células contenidas en el pus. Aisló una sustancia, que incluye nitrógeno y fósforo. Inicialmente, la nueva sustancia se denominó nucleína , y más tarde, cuando Misher determinó que esta sustancia tiene propiedades ácidas, la sustancia se denominó ácido nucleico [4] . La función biológica de la sustancia recién descubierta no estaba clara y durante mucho tiempo se consideró que el ADN era un depósito de fósforo en el cuerpo . Además, incluso a principios del siglo XX, muchos biólogos creían que el ADN no tenía nada que ver con la transmisión de información, ya que la estructura de la molécula, en su opinión, era demasiado uniforme y no podía contener información codificada.

Hasta la década de 1930, se pensaba que el ADN se encontraba solo en las células animales y que el ARN se encontraba en las células vegetales . En 1934, en la revista "Zeitschrift fur fisiologishe Chemie de Hoppe-Seyler" [5] , luego en 1935 en las " Notas científicas de la Universidad Estatal de Moscú " [6] , aparecieron artículos de los bioquímicos soviéticos A. N. Belozersky y A. R. Kizel , en los que demostró la presencia de ADN en células vegetales. En 1936, el grupo de Belozersky aisló ADN de semillas y tejidos de leguminosas, cereales y otras plantas [7] . El resultado de la investigación realizada por el mismo grupo de científicos soviéticos en 1939-1947  fue la primera información en la literatura científica mundial sobre el contenido de ácidos nucleicos en varios tipos de bacterias.

Poco a poco, se demostró que es el ADN, y no las proteínas, como se pensaba anteriormente, el portador de la información genética . Una de las primeras pruebas decisivas provino de los experimentos de Oswald Avery, Colin Macleod y Maclean McCarthy (1944) sobre la transformación bacteriana . Pudieron demostrar que el ADN aislado de los neumococos es responsable de la llamada transformación (la adquisición de propiedades causantes de enfermedades por parte de un cultivo inofensivo como resultado de la adición de bacterias patógenas muertas). Un experimento realizado por los científicos estadounidenses Alfred Hershey y Martha Chase ( experimento de Hershey-Chase , 1952 ) con proteínas marcadas radiactivamente y ADN de bacteriófagos mostró que solo el ácido nucleico del fago se transmite a una célula infectada, y una nueva generación de fagos contiene las mismas proteínas y ácido nucleico, como el fago original [8] .

Hasta la década de 1950, se desconocía la estructura exacta del ADN, así como el modo de transmisión de la información hereditaria. Aunque se sabía con certeza que el ADN estaba formado por varias cadenas de nucleótidos, nadie sabía exactamente cuántas de estas cadenas eran y cómo estaban conectadas.

Como resultado del trabajo del grupo del bioquímico Erwin Chargaff en 1949-1951. se formularon las llamadas reglas de Chargaff . Chargaff y sus colaboradores pudieron separar nucleótidos de ADN mediante cromatografía en papel y determinar las proporciones cuantitativas exactas de diferentes tipos de nucleótidos. La proporción revelada para adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C) resultó ser la siguiente: la cantidad de adenina es igual a la cantidad de timina y la guanina es igual a la cantidad de citosina: A=T, G=C [9] [10 ] . Estas reglas, junto con los datos del análisis de difracción de rayos X, jugaron un papel decisivo para descifrar la estructura del ADN.

La estructura de doble hélice del ADN fue propuesta por Francis Crick y James Watson en 1953 basándose en datos de rayos X obtenidos por Maurice Wilkins y Rosalind Franklin y las reglas de Chargaff [11] . Más tarde, se probó el modelo de estructura del ADN propuesto por Watson y Crick, y su trabajo fue galardonado con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1962.  Rosalind Franklin, quien había muerto de cáncer en ese momento, no estaba entre los laureados, ya que el el premio no se concede a título póstumo [12] .

Es interesante que en 1957 los estadounidenses Alexander Rich, Gary Felsenfeld y David Davis describieran un ácido nucleico compuesto por tres hélices [13] . Y en 1985-1986, Maxim Davidovich Frank-Kamenetsky en Moscú mostró cómo el ADN de doble cadena se pliega en la llamada forma H, compuesta no por dos, sino por tres cadenas de ADN [14] [15] .

Estructura de la molécula

Nucleótidos

El ácido desoxirribonucleico (ADN) es un biopolímero ( polianión ) cuyo monómero es un nucleótido [16] [17] .

Cada nucleótido consta de un residuo de ácido fosfórico unido en la posición 5' al azúcar desoxirribosa , al que también se une una de las cuatro bases nitrogenadas mediante un enlace glucosídico (C-N) en la posición 1' . Es la presencia de un azúcar característico que es una de las principales diferencias entre el ADN y el ARN , registrado en los nombres de estos ácidos nucleicos (el ARN contiene azúcar ribosa ) [18] . Un ejemplo de un nucleótido es el monofosfato de adenosina , en el que la base unida al fosfato y la ribosa es la adenina (A) (que se muestra en la figura).

Según la estructura de las moléculas, las bases que componen los nucleótidos se dividen en dos grupos: las purinas ( adenina [A] y guanina [G]) están formadas por heterociclos conectados de cinco y seis miembros ; las pirimidinas ( citosina [C] y timina [T]) son heterociclos de seis miembros [19] .

Como excepción, por ejemplo, en el bacteriófago PBS1, el quinto tipo de bases se encuentra en el ADN: uracilo ([U]), una base de pirimidina que se diferencia de la timina en la ausencia de un grupo metilo en el anillo, que generalmente reemplaza a la timina. en ARN [20] .

La timina (T) y el uracilo (U) no están tan estrictamente confinados al ADN y al ARN, respectivamente, como se pensaba anteriormente. Entonces, después de la síntesis de algunas moléculas de ARN, una cantidad significativa de uracilos en estas moléculas se metilan con la ayuda de enzimas especiales, convirtiéndose en timina. Esto ocurre en los ARN de transporte y ribosómicos [21] .

Doble hélice

El polímero de ADN tiene una estructura bastante compleja. Los nucleótidos se unen entre sí de forma covalente en largas cadenas de polinucleótidos . En la gran mayoría de los casos (excepto en algunos virus con genomas de ADN monocatenario), estas cadenas se combinan en pares usando enlaces de hidrógeno en una estructura secundaria llamada doble hélice [11] [18] . La columna vertebral de cada cadena consta de fosfatos y azúcares alternados [22] . Dentro de una hebra de ADN, los nucleótidos adyacentes están conectados por enlaces fosfodiéster , que se forman como resultado de la interacción entre el grupo 3'-hidroxilo (3'-OH) de la molécula de desoxirribosa de un nucleótido y el grupo 5'-fosfato. (5'-RO 3 ) de otro. Los extremos asimétricos de la cadena de ADN se denominan 3' (tres números primos) y 5' (cinco números primos). La polaridad de la cadena juega un papel importante en la síntesis de ADN (el alargamiento de la cadena solo es posible agregando nuevos nucleótidos al extremo 3' libre).

Como se mencionó anteriormente, en la gran mayoría de los organismos vivos, el ADN consiste no en una, sino en dos cadenas de polinucleótidos. Estas dos largas cadenas están enroscadas una alrededor de la otra en forma de doble hélice, estabilizadas por enlaces de hidrógeno formados entre las bases nitrogenadas de sus cadenas constituyentes una frente a la otra. En la naturaleza, esta espiral suele ser dextrógira. Las direcciones desde el extremo 3' hasta el extremo 5' en las dos hebras que forman la molécula de ADN son opuestas (las hebras son "antiparalelas" entre sí).

El ancho de la doble hélice es de 22 a 24 Å , o de 2,2 a 2,4 nm , la longitud de cada nucleótido es de 3,3 Å (0,33 nm) [23] . Así como se pueden ver escalones en el costado de una escalera de caracol, en la doble hélice del ADN, en los espacios entre la columna vertebral de fosfato de la molécula, se pueden ver los bordes de las bases, cuyos anillos están ubicados en un plano perpendicular. al eje longitudinal de la macromolécula.

En la doble hélice, hay surcos pequeños (12 Å) y grandes (22 Å) [24] . Las proteínas, como los factores de transcripción que se unen a secuencias específicas en el ADN de doble cadena, generalmente interactúan con los bordes de la base en el surco principal, donde son más accesibles [25] .

Formación de enlaces entre bases

Cada base de una de las hebras está asociada con una base específica de la segunda hebra. Esta unión específica se denomina complementaria . Las purinas son complementarias a las pirimidinas (es decir, capaces de formar enlaces de hidrógeno con ellas): la adenina forma enlaces solo con la timina y la citosina con la guanina. En la doble hélice, las cadenas también están unidas por interacciones hidrófobas y apilamiento , que son independientes de la secuencia de bases del ADN [26] .

La complementariedad de la doble hélice significa que la información contenida en un hilo también está contenida en el otro hilo. La reversibilidad y especificidad de las interacciones entre pares de bases complementarias es importante para la replicación del ADN y todas las demás funciones del ADN en los organismos vivos.

Dado que los enlaces de hidrógeno no son covalentes , se rompen y restauran fácilmente. Las cadenas de doble hélice pueden divergir como una cremallera bajo la acción de enzimas ( helicasa ) o a alta temperatura [27] . Diferentes pares de bases forman diferentes números de enlaces de hidrógeno. Los AT están unidos por dos, los GC por tres enlaces de hidrógeno, por lo que se requiere más energía para romper los GC. El porcentaje de pares de HC y la longitud de la molécula de ADN determinan la cantidad de energía necesaria para la disociación de las cadenas: las moléculas de ADN largas con un alto contenido de HC son más refractarias [28] . La temperatura de fusión de los ácidos nucleicos depende del entorno iónico y un aumento en la fuerza iónica estabiliza el ADN contra la desnaturalización. Cuando se agrega cloruro de sodio al ADN, existe una relación lineal entre el punto de fusión y el logaritmo de la fuerza iónica de la solución. Se supone que la adición de un electrolito conduce a la detección de cargas en las hebras de ADN y, por lo tanto, reduce las fuerzas de repulsión electrostática entre los grupos de fosfato cargados, lo que contribuye a la rigidez de la estructura. De manera similar, el punto de fusión del ADN aumenta con los iones de manganeso, cobalto, zinc y níquel, pero los iones de cobre, cadmio y plomo, por el contrario, lo reducen [29] .

Las partes de las moléculas de ADN que, debido a su función, deberían ser fácilmente separables, como la secuencia TATA en los promotores bacterianos , suelen contener grandes cantidades de A y T.

Modificaciones químicas de bases nitrogenadas

Las bases nitrogenadas en el ADN pueden modificarse covalentemente, lo que se usa en la regulación de la expresión génica. Por ejemplo, en las células de vertebrados, las células somáticas utilizan la metilación de la citosina para formar 5-metilcitosina para transmitir el perfil de expresión génica a las células hijas. La metilación de la citosina no afecta el apareamiento de bases en la doble hélice del ADN. En los vertebrados, la metilación del ADN en las células somáticas se limita a la metilación de la citosina en la secuencia CH [30] . El nivel promedio de metilación difiere en diferentes organismos, por ejemplo, en el nematodo Caenorhabditis elegans , no se observa metilación de citosina, mientras que en vertebrados se encontró un alto nivel de metilación, hasta 1% [31] . Otras modificaciones de base incluyen la metilación de adenina en bacterias y la glicosilación de uracilo para formar una "base J" en cinetoplastos [32] .

La metilación de citosina con la formación de 5-metilcitosina en la parte promotora del gen se correlaciona con su estado inactivo [33] . La metilación de la citosina también es importante para la inactivación del cromosoma X en los mamíferos [34] . La metilación del ADN se utiliza en la impresión genómica [35] . Durante la carcinogénesis se producen alteraciones significativas en el perfil de metilación del ADN [36] .

A pesar de su papel biológico, la 5-metilcitosina puede perder espontáneamente su grupo amino (desaminar), convirtiéndose en timina , por lo que las citosinas metiladas son fuente de un mayor número de mutaciones [37] .

Daño en el ADN

El ADN puede ser dañado por una variedad de mutágenos , que incluyen sustancias oxidantes y alquilantes , así como radiación electromagnética de alta energía  : ultravioleta y rayos X. El tipo de daño en el ADN depende del tipo de mutágeno. Por ejemplo, los rayos ultravioleta dañan el ADN al formar en él dímeros de timina, que se producen durante la formación de enlaces covalentes entre bases vecinas [39] .

Los oxidantes como los radicales libres o el peróxido de hidrógeno causan varios tipos de daños en el ADN, incluidas modificaciones de bases, especialmente guanosina, así como roturas de doble cadena en el ADN [40] . Según algunas estimaciones, alrededor de 500 bases son dañadas diariamente por compuestos oxidantes en cada célula humana [41] [42] . Entre los diferentes tipos de daños, los más peligrosos son las roturas de doble cadena, ya que son difíciles de reparar y pueden provocar la pérdida de secciones cromosómicas ( deleciones ) y translocaciones .

Muchas moléculas mutágenas se insertan ( intercalan ) entre dos pares de bases adyacentes. La mayoría de estos compuestos, por ejemplo: bromuro de etidio , daunorrubicina , doxorrubicina y talidomida , tienen una estructura aromática . Para que un compuesto intercalado encaje entre las bases, estas deben separarse, desenrollándose y rompiendo la estructura de la doble hélice. Estos cambios en la estructura del ADN interfieren con la replicación , causando mutaciones y transcripción . Por lo tanto, los compuestos intercalados suelen ser carcinógenos , siendo los más conocidos el benzopireno , las acridinas , las aflatoxinas y el bromuro de etidio [43] [44] [45] . A pesar de estas propiedades negativas, debido a su capacidad para inhibir la transcripción y la replicación del ADN, los intercaladores se utilizan en la quimioterapia para suprimir las células cancerosas de crecimiento rápido [46] .

Algunas sustancias ( cisplatino [47] , mitomicina C [48] , psoraleno [49] ) forman enlaces cruzados entre las hebras de ADN e inhiben la síntesis de ADN, por lo que se utilizan en la quimioterapia de ciertos tipos de cáncer (ver Quimioterapia de tumores malignos ). neoplasias ).

Supergiro

Si toma los extremos de la cuerda y comienza a torcerlos en diferentes direcciones, se acorta y se forman "súper bobinas" en la cuerda. El ADN también se puede superenrollar. En el estado normal, la cadena de ADN da una vuelta cada 10,4 pares de bases, pero en el estado superenrollado, la hélice puede enrollarse más apretada o desenredarse [50] . Hay dos tipos de supergiro: positivo: en la dirección de los giros normales, en los que las bases se encuentran más cerca una de la otra; y negativo en sentido contrario. En la naturaleza, las moléculas de ADN suelen estar en superenrollamiento negativo, que es introducido por enzimas, las topoisomerasas [51] . Estas enzimas eliminan la torsión adicional que se produce en el ADN como resultado de la transcripción y la replicación [52] .

Estructuras en los extremos de los cromosomas

En los extremos de los cromosomas lineales hay estructuras de ADN especializadas llamadas telómeros . La función principal de estas regiones es mantener la integridad de los extremos cromosómicos [54] . Los telómeros también protegen los extremos del ADN de la degradación por exonucleasas y evitan la activación del sistema de reparación [55] . Dado que las ADN polimerasas convencionales no pueden replicar los extremos 3' de los cromosomas, una enzima especial, la telomerasa , hace esto .

En las células humanas, los telómeros suelen estar representados por ADN monocatenario y constan de varios miles de unidades repetitivas de la secuencia TTAGGG [56] . Estas secuencias ricas en guanina estabilizan los extremos de los cromosomas, formando estructuras muy inusuales llamadas G-quadruplexes , que consisten en cuatro en lugar de dos bases que interactúan. Cuatro bases de guanina, todos cuyos átomos están en el mismo plano, forman una placa estabilizada por puentes de hidrógeno entre las bases y la quelación de un ion metálico en el centro (la mayoría de las veces potasio ). Estas placas se apilan una encima de la otra [57] .

También se pueden formar otras estructuras en los extremos de los cromosomas: las bases se pueden ubicar en una cadena o en diferentes cadenas paralelas. Además de estas estructuras "apiladas", los telómeros forman grandes estructuras similares a bucles llamadas bucles en T o bucles teloméricos. En ellos, el ADN monocatenario se localiza en forma de un amplio anillo estabilizado por proteínas teloméricas [58] . Al final del bucle en T, el ADN telomérico monocatenario se une al ADN bicatenario, interrumpiendo el emparejamiento de cadenas en esta molécula y formando enlaces con una de las cadenas. Esta formación de tres hilos se llama D-loop (del bucle de desplazamiento inglés  ) [57] .

Funciones biológicas

El ADN es el portador de la información genética , escrita como una secuencia de nucleótidos utilizando el código genético . Dos propiedades fundamentales de los organismos vivos están asociadas con las moléculas de ADN: la herencia y la variabilidad . Durante un proceso llamado replicación del ADN , se forman dos copias de la cadena original, que son heredadas por las células hijas durante la división , lo que significa que las células resultantes son genéticamente idénticas a las originales.

La información genética se realiza durante la expresión génica en los procesos de transcripción (síntesis de moléculas de ARN en una plantilla de ADN) y traducción (síntesis de proteínas en una plantilla de ARN ).

La secuencia de nucleótidos "codifica" información sobre varios tipos de ARN: informativo o molde ( ARNm ), ribosómico ( ARNr ) y de transporte ( ARNt ). Todos estos tipos de ARN se sintetizan a partir del ADN a través del proceso de transcripción . Su papel en la biosíntesis de proteínas ( proceso de traducción ) es diferente. El ARN mensajero contiene información sobre la secuencia de aminoácidos en una proteína , el ARN ribosomal sirve como base para los ribosomas (complejos de nucleoproteínas complejas, cuya función principal es ensamblar una proteína a partir de aminoácidos individuales basados ​​en ARNm), el ARN de transferencia entrega amino ácidos al sitio de ensamblaje de la proteína - al centro activo del ribosoma, "arrastrándose" a lo largo del ARNm.

Estructura del genoma

La mayor parte del ADN natural tiene una estructura de doble cadena, ya sea lineal ( eucariotas , algunos virus y ciertos géneros de bacterias ) o circular ( procariotas , cloroplastos y mitocondrias ). Algunos virus y bacteriófagos contienen ADN lineal monocatenario . Las moléculas de ADN se encuentran in vivo en un estado condensado y densamente empaquetado [59] . En las células eucariotas, el ADN se encuentra principalmente en el núcleo y en la etapa de profase, metafase o anafase de la mitosis , está disponible para su observación mediante un microscopio óptico en forma de un conjunto de cromosomas . El ADN bacteriano (procariotas) suele estar representado por una sola molécula de ADN circular ubicada en una formación de forma irregular en el citoplasma llamada nucleoide [60] . La información genética del genoma está formada por genes. Un gen es una unidad de transmisión de información hereditaria y una sección de ADN que afecta a una determinada característica de un organismo. El gen contiene un marco de lectura abierto que se transcribe así como secuencias reguladoras, como promotor y potenciador , que controlan la expresión de marcos de lectura abiertos.

En muchas especies, solo una pequeña parte de la secuencia total del genoma codifica proteínas. Por lo tanto, solo alrededor del 1,5% del genoma humano consiste en exones que codifican proteínas , y más del 50% del ADN humano consiste en secuencias de ADN repetitivas no codificantes [61] . Las razones de la presencia de una cantidad tan grande de ADN no codificante en los genomas eucariotas y la enorme diferencia en el tamaño del genoma (valor C) es uno de los misterios científicos sin resolver [62] ; la investigación en esta área también apunta a una gran cantidad de fragmentos de virus reliquia en esta parte del ADN.

Secuencias del genoma que no codifican proteínas

Actualmente, se acumulan cada vez más datos que contradicen la idea de secuencias no codificantes como "ADN basura" ( eng.  junk DNA ). Los telómeros y centrómeros contienen pocos genes, pero son importantes para la función y la estabilidad de los cromosomas [55] [63] . Una forma común de secuencias no codificantes humanas son los pseudogenes , copias de genes inactivados como resultado de mutaciones [64] . Estas secuencias son algo así como fósiles moleculares , aunque en ocasiones pueden servir como material de partida para la duplicación de genes y la posterior divergencia [65] . Otra fuente de diversidad de proteínas en el cuerpo es el uso de intrones como "líneas de corte y pegado" en empalmes alternativos [66] . Por último, las secuencias que no codifican proteínas pueden codificar ARN auxiliares celulares , como los ARNsn [67] . Un estudio reciente de transcripción del genoma humano mostró que el 10 % del genoma da lugar a ARN poliadenilado [68] y un estudio del genoma del ratón mostró que el 62 % se transcribe [69] .

Transcripción y traducción

La información genética codificada en el ADN debe leerse y finalmente expresarse en la síntesis de los diversos biopolímeros que componen las células. La secuencia de bases en una hebra de ADN determina directamente la secuencia de bases en el ARN , en el que se "reescribe" en un proceso llamado transcripción. En el caso del ARNm , esta secuencia define los aminoácidos de la proteína. La relación entre la secuencia de nucleótidos del ARNm y la secuencia de aminoácidos está determinada por reglas de traducción , que se denominan código genético . El código genético consiste en "palabras" de tres letras llamadas codones , que consisten en tres nucleótidos (es decir, ACT, CAG, TTT, etc.). Durante la transcripción, la ARN polimerasa copia los nucleótidos de un gen en el ARN sintetizado . Esta copia, en el caso del ARNm, es decodificada por el ribosoma , que "lee" la secuencia del ARNm emparejando el ARN mensajero con el ARN de transferencia , que está unido a los aminoácidos. Dado que se usan 4 bases en combinaciones de 3 letras, hay 64 codones en total (combinaciones de 4³). Los codones codifican 20 aminoácidos estándar, cada uno de los cuales corresponde en la mayoría de los casos a más de un codón. Uno de los tres codones que se encuentran al final del ARNm no significa un aminoácido y determina el final de la proteína, estos son codones "de parada" o "sin sentido": TAA, TGA, TAG.

Replicación

La división celular es necesaria para la reproducción de un organismo unicelular y el crecimiento de un organismo multicelular, pero antes de la división, una célula debe duplicar el genoma para que las células hijas contengan la misma información genética que la célula original. De varios mecanismos teóricamente posibles de duplicación (replicación) del ADN, se realiza uno semiconservador. Las dos hebras se separan y luego cada secuencia de ADN complementaria que falta es reproducida por la enzima ADN polimerasa . Esta enzima sintetiza una cadena de polinucleótidos al encontrar el nucleótido correcto a través del apareamiento de bases complementarias y agregarlo a la cadena en crecimiento. La ADN polimerasa no puede comenzar una nueva cadena, solo puede construir una existente, por lo que necesita una cadena corta de nucleótidos ( cebador ) sintetizados por primasa . Dado que las ADN polimerasas pueden sintetizar una cadena solo en la dirección 5' -> 3', las cadenas de ADN antiparalelas se copian de diferentes maneras: una cadena se sintetiza de forma continua, mientras que la segunda cadena es discontinua [70] .

Interacción con proteínas

Todas las funciones del ADN dependen de su interacción con las proteínas. Las interacciones pueden ser no específicas, donde la proteína se une a cualquier molécula de ADN, o depender de la presencia de una secuencia particular. Las enzimas también pueden interactuar con el ADN, de las cuales las más importantes son las ARN polimerasas , que copian la secuencia de bases del ADN en el ARN en la transcripción o en la síntesis de una nueva cadena de ADN: la replicación .

Proteínas estructurales y reguladoras

Ejemplos bien estudiados de la interacción de proteínas y ADN, que no depende de la secuencia de nucleótidos del ADN, es la interacción con proteínas estructurales. En una célula, el ADN se une a estas proteínas para formar una estructura compacta llamada cromatina . En los eucariotas, la cromatina se forma uniendo pequeñas proteínas alcalinas, histonas, al ADN; la cromatina procariótica menos ordenada contiene proteínas similares a las histonas [71] [72] . Las histonas forman una estructura de proteína en forma de disco: nucleosoma , alrededor de cada uno de los cuales se ajustan dos vueltas de la hélice de ADN. Los enlaces no específicos entre las histonas y el ADN se forman debido a los enlaces iónicos de los aminoácidos alcalinos de las histonas y los residuos ácidos del esqueleto de azúcar-fosfato del ADN [73] . Las modificaciones químicas de estos aminoácidos incluyen la metilación, la fosforilación y la acetilación [74] . Estas modificaciones químicas alteran la fuerza de la interacción entre el ADN y las histonas, afectando la disponibilidad de secuencias específicas para los factores de transcripción y alterando la tasa de transcripción [75] . Otras proteínas de la cromatina que se unen a secuencias no específicas son proteínas con alta movilidad en geles que se asocian principalmente con ADN plegado [76] . Estas proteínas son importantes para la formación de estructuras de orden superior en la cromatina [77] .

Un grupo especial de proteínas que se adhieren al ADN son las proteínas que se asocian con el ADN monocatenario. La proteína mejor caracterizada de este grupo en humanos es la proteína de replicación A, sin la cual no pueden ocurrir la mayoría de los procesos en los que se desenrolla la doble hélice, incluida la replicación, la recombinación y la reparación . Las proteínas de este grupo estabilizan el ADN monocatenario y previenen la formación de bucles de tallo o la degradación por nucleasas [78] .

Al mismo tiempo, otras proteínas reconocen y se adhieren a secuencias específicas. El grupo más estudiado de tales proteínas son varias clases de factores de transcripción , es decir, proteínas que regulan la transcripción . Cada una de estas proteínas reconoce una secuencia, a menudo en un promotor , y activa o reprime la transcripción génica. Esto ocurre por la asociación de factores de transcripción con la ARN polimerasa , ya sea directamente o a través de proteínas intermediarias. La polimerasa primero se asocia con proteínas y luego comienza la transcripción [79] . En otros casos, los factores de transcripción pueden unirse a enzimas que modifican las histonas ubicadas en los promotores , lo que cambia la accesibilidad del ADN a las polimerasas [80] .

Dado que las secuencias específicas ocurren en muchos lugares del genoma , los cambios en la actividad de un tipo de factor de transcripción pueden cambiar la actividad de miles de genes [81] . En consecuencia, estas proteínas a menudo se regulan en respuesta a cambios ambientales, desarrollo de organismos y diferenciación celular . La especificidad de la interacción de los factores de transcripción con el ADN la proporcionan numerosos contactos entre los aminoácidos y las bases del ADN, lo que les permite "leer" la secuencia del ADN. La mayoría de los contactos de la base ocurren en el surco principal, donde las bases son más accesibles [25] .

Enzimas que modifican el ADN

Topoisomerasas y helicasas

En una célula, el ADN se encuentra en un compacto, llamado. en un estado súper retorcido , de lo contrario no podría caber en él. Para que se lleven a cabo los procesos vitales, el ADN debe estar destorcido, lo cual es producido por dos grupos de proteínas: las topoisomerasas y las helicasas.

Las topoisomerasas  son enzimas que tienen actividades tanto de nucleasa como de ligasa . Cambian el grado de superenrollamiento en el ADN. Algunas de estas enzimas cortan la hélice del ADN y permiten que una de las cadenas gire, lo que reduce el nivel de superenrollamiento, después de lo cual la enzima cierra la brecha [51] . Otras enzimas pueden cortar una de las hebras y pasar la segunda hebra a través de la ruptura y luego ligar la ruptura en la primera hebra [82] . Las topoisomerasas son esenciales en muchos procesos relacionados con el ADN, como la replicación y la transcripción [52] .

Las helicasas  son proteínas que son uno de los motores moleculares . Utilizan la energía química de los trifosfatos de nucleótidos , más comúnmente ATP , para romper los enlaces de hidrógeno entre las bases, desenrollando la doble hélice en hebras separadas [83] . Estas enzimas son esenciales para la mayoría de los procesos en los que las proteínas necesitan acceder a las bases de ADN.

Nucleasas y ligasas

En varios procesos que ocurren en la célula, como la recombinación y la reparación , están involucradas enzimas que pueden cortar y restaurar la integridad de las hebras de ADN. Las enzimas que cortan el ADN se llaman nucleasas. Las nucleasas que hidrolizan los nucleótidos en los extremos de la molécula de ADN se denominan exonucleasas, mientras que las endonucleasas cortan el ADN dentro de la hebra. Las nucleasas más utilizadas en biología molecular e ingeniería genética son las endonucleasas de restricción (enzimas de restricción), que cortan el ADN en torno a secuencias específicas. Por ejemplo, la enzima EcoRV (enzima de restricción #5 de ' E. coli ' ) reconoce la secuencia de seis nucleótidos 5'-GAT|ATC-3' y corta el ADN en la ubicación indicada por la línea vertical. En la naturaleza, estas enzimas protegen a las bacterias de la infección por bacteriófagos al cortar el ADN del fago cuando se introduce en la célula bacteriana. En este caso, las nucleasas forman parte del sistema de modificación-restricción [84] . Las ligasas de ADN "cosen" los extremos de los fragmentos de ADN, catalizando la formación de un enlace fosfodiéster utilizando la energía del ATP . Las nucleasas y ligasas de restricción se utilizan en la clonación y la toma de huellas dactilares .

Polimerasas

También hay un grupo de enzimas, importantes para el metabolismo del ADN, que sintetizan cadenas de polinucleótidos a partir de nucleósidos trifosfatos  : la ADN polimerasa. Agregan nucleótidos al grupo hidroxilo 3' del nucleótido anterior en la cadena de ADN, por lo que todas las polimerasas funcionan en la dirección 5'-->3' [85] . En el centro activo de estas enzimas, el sustrato, el nucleósido trifosfato, se empareja con una base complementaria como parte de una cadena polinucleotídica monocatenaria, una plantilla.

Durante la replicación del ADN, la ADN polimerasa dependiente de ADN sintetiza una copia de la secuencia de ADN original. La precisión es muy importante en este proceso, ya que los errores en la polimerización darán lugar a mutaciones , por lo que muchas polimerasas tienen la capacidad de "editar": corregir errores. La polimerasa reconoce errores en la síntesis por la falta de emparejamiento entre nucleótidos incorrectos. Una vez que no se determina el apareamiento, se activa la actividad exonucleasa 3'-->5' de la polimerasa y se elimina la base errónea [86] . En la mayoría de los organismos, las ADN polimerasas funcionan como un gran complejo denominado replisoma , que contiene numerosas subunidades adicionales, como las helicasas [87] .

Las polimerasas de ADN dependientes de ARN  son un tipo especializado de polimerasas que copian una secuencia de ARN en el ADN. Este tipo incluye la transcriptasa inversa , que está contenida en los retrovirus y se utiliza durante la infección celular, así como la telomerasa , que es necesaria para la replicación de los telómeros [88] . La telomerasa es una enzima inusual porque contiene su propio ARN mensajero [55] .

La transcripción se lleva a cabo por la ARN polimerasa dependiente de ADN , que copia la secuencia de ADN de una hebra en el ARNm . Al comienzo de la transcripción de un gen, la ARN polimerasa se une a una secuencia al comienzo del gen, llamada promotor , y desenrolla la hélice del ADN. Luego copia la secuencia del gen en el ARN mensajero hasta que llega a la región del ADN al final del gen, el terminador , donde se detiene y se separa del ADN. Al igual que la ADN polimerasa dependiente del ADN humano, la ARN polimerasa II, que transcribe la mayoría de los genes del genoma humano , funciona como parte de un gran complejo proteico que contiene unidades reguladoras y adicionales [89] .

Recombinación genética

La doble hélice del ADN normalmente no interactúa con otros segmentos de ADN, y en las células humanas los diferentes cromosomas están espacialmente separados en el núcleo [90] . Esta distancia entre los diferentes cromosomas es importante para la capacidad del ADN de actuar como un portador de información estable. En el proceso de recombinación con la ayuda de enzimas , dos cadenas de ADN se rompen, intercambian secciones, después de lo cual se restablece la continuidad de las hélices, por lo que el intercambio de secciones de cromosomas no homólogos puede dañar la integridad del material genético.

La recombinación permite que los cromosomas intercambien información genética, lo que da como resultado la formación de nuevas combinaciones de genes, lo que aumenta la eficiencia de la selección natural y es importante para la rápida evolución de nuevas proteínas [91] . La recombinación genética también desempeña un papel en la reparación , especialmente en la respuesta celular a la ruptura de ambas cadenas de ADN [92] .

La forma más común de entrecruzamiento es la recombinación homóloga , cuando los cromosomas involucrados en la recombinación tienen secuencias muy similares. A veces, los transposones actúan como regiones de homología . La recombinación no homóloga puede provocar daño celular, ya que las translocaciones resultan de dicha recombinación . La reacción de recombinación es catalizada por enzimas llamadas recombinasas, como Cre. En el primer paso de la reacción, la recombinasa rompe una de las hebras de ADN, permitiendo que esta hebra se separe de la complementaria y se una a una de las hebras de la segunda cromátida . Una segunda ruptura en la hebra de la segunda cromátida le permite también separar y unir la hebra no apareada de la primera cromátida, formando la estructura de Holliday . La estructura de Holliday puede moverse a lo largo del par de cromosomas conectados, cambiando las cadenas en algunos lugares. La reacción de recombinación se completa cuando la enzima corta la unión y se ligan las dos hebras [93] .

La evolución del metabolismo basado en el ADN

El ADN contiene la información genética que hace posible la vida, el crecimiento, el desarrollo y la reproducción de todos los organismos modernos. Sin embargo, se desconoce cuánto tiempo durante los cuatro mil millones de años de la historia de la vida en la Tierra, el ADN fue el principal portador de información genética. Hay hipótesis de que el ARN juega un papel central en el metabolismo , ya que puede transportar información genética y catalizar con la ayuda de ribozimas [94] [95] [96] . Además, el ARN es uno de los componentes principales de las "fábricas de proteínas": los ribosomas . El antiguo mundo del ARN, donde el ácido nucleico se usaba tanto para la catálisis como para la transferencia de información, podría servir como fuente del código genético moderno de cuatro bases. Esto podría deberse al hecho de que la cantidad de bases en el cuerpo era un compromiso entre una pequeña cantidad de bases, lo que aumentaba la fidelidad de la replicación , y una gran cantidad de bases, lo que aumentaba la actividad catalítica de las ribozimas [97] .

Desafortunadamente, los antiguos sistemas genéticos no han sobrevivido hasta nuestros días. El ADN en el medio ambiente persiste durante un promedio de 1 millón de años, degradándose gradualmente a fragmentos cortos. La extracción de ADN de esporas bacterianas atrapadas en cristales de sal hace 250 millones de años y la determinación de la secuencia del gen 16S rRNA [98] es objeto de un animado debate en la comunidad científica [99] [100] .

Véase también

Notas

  1. ↑ Alejandro Panchin . La suma de la biotecnología [1] . - AST, 2015. - S. 13. - 432 p. - ISBN 978-5-17-093602-1 .
  2. ↑ Bustamante C., Bryant Z., Smith SB Diez años de tensión: mecánica del ADN de una sola molécula   // Nature . - 2003. - vol. 421 , núm. 6921 . - pág. 423-427 .
  3. ↑ Erica Westly. Ningún Nobel para ti: los 10 mejores desaires del Nobel.  Rosalind Franklin: su trabajo sobre la estructura del ADN nunca recibió un Nobel . Scientific American (6 de octubre de 2008). Fecha de acceso: 18 de noviembre de 2013. Archivado desde el original el 8 de enero de 2014.
  4. ↑ Dahm R. Friedrich Miescher y el descubrimiento del ADN  //  Dev Biol : diario. - 2005. - vol. 278 , núm. 2 . - pág. 274-288 . —PMID 15680349 .
  5. ↑ Kiesel A., Zeitschrift fur fisiologishe Chemie de Beloserskii A. Hoppe-Seyler, 229, 160-166. 1934.
  6. ↑ Belozersky A.N. Notas científicas de la Universidad Estatal de Moscú, número 4, 209-215, 1935.
  7. ↑ Belozersky A. N., Chigirev S. D. Bioquímica, 1, 136-146, 1936.
  8. ↑ Hershey A., Chase M. Funciones independientes de la proteína viral y el ácido nucleico en el crecimiento del bacteriófago  // The  Journal of General Physiology : diario. — Prensa de la Universidad Rockefeller, 1952. - vol. 36 , núm. 1 . - P. 39-56 . —PMID 12981234 .
  9. ↑ Elson D., Chargaff E. Sobre el contenido de ácido desoxirribonucleico de los gametos de erizo de mar  // Experientia  :  journal. - 1952. - vol. 8 , núm. 4 . - P. 143-145 . -doi : 10.1007/ BF02170221 . — PMID 14945441 .
  10. ↑ Chargaff E., Lipshitz R., Green C. Composición de los ácidos nucleicos de desoxipentosa de cuatro géneros de erizo de mar  // J Biol Chem  : revista  . - 1952. - vol. 195 , núm. 1 . - P. 155-160 . —PMID 14938364 .
  11. ↑ 1 2 Watson J., Crick F. Estructura molecular de los ácidos nucleicos; una estructura para el ácido nucleico de desoxirribosa  (Rom.)  // Nature. - 1953. - T. 171 , nr. 4356 . - Pág. 737-8 .
  12. ↑ The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962 Archivado el 4 de enero de 2007 en Wayback Machine Nobelprize.org Consultado el 22 de diciembre de 2006
  13. ↑ N. Domrina En Rusia, hay alguien que hace ciencia - si hay algo // Diario "Ciencia y Vida", No. 2, 2002 . Consultado el 21 de abril de 2013. Archivado desde el original el 3 de octubre de 2013.
  14. ↑ Maxim Frank-Kamenetskii Estructura del ADN: ¿Una solución simple para la estabilidad de la doble hélice? // Journal of Nature No. 324, 305 (27 de noviembre de 1986) . Consultado el 21 de abril de 2013. Archivado desde el original el 16 de noviembre de 2005.
  15. ↑ Maxim Frank-Kamenetskii H-form DNA and the hairpin-triple model // Nature No. 333, 214 (19 de mayo de 1988)
  16. ↑ Alberts, Bruce; Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts y Peter Walters. Biología molecular de la célula; Cuarta edición  (inglés) . — Nueva York y Londres: Garland Science, 2002.
  17. ↑ Butler, John M. (2001) Tipificación forense de ADN "Elsevier". páginas. 14 - 15. ISBN 978-0-12-147951-0
  18. ↑ 1 2 Berg J., Tymoczko J. y Stryer L. (2002) Bioquímica. WH Freeman and Company ISBN 0-7167-4955-6
  19. ↑ Abreviaturas y símbolos para ácidos nucleicos , polinucleótidos y sus componentes
  20. ↑ Takahashi I., Marmur J. Sustitución del ácido timidílico por ácido desoxiuridílico en el ácido desoxirribonucleico de un fago transductor para Bacillus subtilis  //  Nature: journal. - 1963. - vol. 197 . - Pág. 794-5 .
  21. ↑ Agris P. Decodificación del genoma: una vista modificada   // Nucleic Acids Res : diario. - 2004. - vol. 32 , núm. 1 . - Pág. 223-38 . — PMID 14715921 .
  22. ↑ Ghosh A., Bansal M. Un glosario de estructuras de ADN de la A a la Z  //  Acta Crystallogr D Biol Crystallogr : diario. - Unión Internacional de Cristalografía , 2003. - Vol. 59 , núm. punto 4 . - Pág. 620-6 .
  23. ↑ Mandelkern M., Elias J., Eden D., Crothers D.  Las dimensiones del ADN en solución  // J Mol Biol : diario. - 1981. - vol. 152 , núm. 1 . - P. 153-61 .
  24. ↑ Wing R., Drew H., Takano T., Broka C., Tanaka S., Itakura K., Dickerson R. Análisis de la estructura cristalina de un giro completo de B-DNA  //  Nature: journal. - 1980. - vol. 287 , núm. 5784 . - Pág. 755-8 .
  25. ↑ 1 2 Pabo C., Sauer R. Proteína-ADN reconocimiento  //  Annu Rev Biochem : diario. — vol. 53 . - pág. 293-321 .
  26. ↑ Ponnuswamy P., Gromiha M. Sobre la estabilidad conformacional de los dúplex de oligonucleótidos y las moléculas de ARNt  // J  Theor Biol : diario. - 1994. - vol. 169 , núm. 4 . - pág. 419-432 . — PMID 7526075 .
  27. ↑ Clausen-Schaumann H., Rief M., Tolksdorf C., Gaub H. Estabilidad mecánica de moléculas de ADN individuales  //  Biophys J : diario. - 2000. - vol. 78 , núm. 4 . - P. 1997-2007 . —PMID 10733978 .
  28. ↑ Chalikian T., Völker J., Plum G., Breslauer K. Una imagen más unificada de la termodinámica de la fusión dúplex de ácidos nucleicos  : una caracterización mediante técnicas calorimétricas y volumétricas  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América  : diario. - 1999. - vol. 96 , núm. 14 _ - Pág. 7853-7858 . — PMID 10393911 .
  29. ↑ EE Criss, KB Yatsimirsky. Interacción de ácidos nucleicos con metales.
  30. ↑ Biología molecular de la célula: en 3 volúmenes / B. Alberts, A. Johnson, D. Lewis et al. - M.-Izhevsk: Research Center "Regular and Chaotic Dynamics", Institute for Computer Research, 2013. - T. I. - S. 719-733. — 808 pág. - ISBN 978-5-4344-0112-8 .
  31. ↑ Bird A. Patrones de metilación del ADN y memoria epigenética  // Genes Dev  : journal  . - 2002. - vol. 16 , núm. 1 . - Pág. 6-21 .
  32. ↑ Gommers-Ampt J., Van Leeuwen F., de Beer A., ​​​​Vliegenthart J., Dizdaroglu M., Kowalak J., Crain P., Borst P. beta-D-glucosil-hidroximetiluracilo: una nueva base modificada presente en el ADN del protozoo parásito T. brucei  (inglés)  // Cell  : journal. - Cell Press , 1993. - vol. 75 , núm. 6 _ - Pág. 1129-36 .
  33. ↑ Jones PA Funciones de la metilación del ADN: islas, sitios de inicio, cuerpos genéticos y más allá  // Nature Reviews Genetics. - 2012. - T. 13 , N º 7 . - S. 484-492 .
  34. ↑ Klose R., Bird A. Metilación del ADN genómico: la marca y sus mediadores  // Trends Biochem  Sci : diario. - 2006. - vol. 31 , núm. 2 . - P. 89-97 .
  35. ↑ Li E., Beard C., Jaenisch R. Rol de la metilación del ADN en la impresión genómica //Nature. - 1993. - T. 366. - No. 6453. - P. 362-365
  36. ↑ Ehrlich M. Metilación del ADN en el cáncer: demasiado, pero también muy poco //Oncogene. - 2002. - T. 21. - No. 35. - S. 5400-5413
  37. ↑ Walsh C., Xu G. Metilación de citosina y reparación de ADN  (neopr.)  // Curr Top Microbiol Immunol. - T. 301 . - S. 283-315 .
  38. ↑ Creado a partir de PDB 1JDG Archivado el 22 de septiembre de 2008 en Wayback Machine .
  39. ↑ Douki T., Reynaud-Angelin A., Cadet J., Sage E. Los fotoproductos de bipirimidina en lugar de las lesiones oxidativas son el principal tipo de daño en el ADN involucrado en el efecto genotóxico de la radiación UVA solar  //  Bioquímica: revista. - 2003. - vol. 42 , núm. 30 . - Pág. 9221-6 .
  40. ↑ Cadet J., Delatour T., Douki T., Gasparutto D., Pouget J., Ravanat J., Sauvaigo S. Radicales hidroxilo y daños en la base del ADN  (neopr.)  // Mutation Research. - Elsevier , 1999. - T. 424 , No. 1-2 . - S. 9-21 .
  41. ↑ Shigenaga M., Gimeno C., Ames B. La 8-hidroxi-2′-desoxiguanosina urinaria como marcador biológico del daño oxidativo del ADN in vivo  //  Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América  : revista. - 1989. - vol. 86 , núm. 24 . - Pág. 9697-701 .
  42. ↑ Cathcart R., Schwiers E., Saul R., Ames B. Timina glicol y timidina glicol en orina humana y de rata: un posible ensayo para el daño oxidativo del ADN   // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América  : diario. - 1984. - vol. 81 , núm. 18 _ - Pág. 5633-7 .
  43. ↑ Ferguson L., Denny W. La toxicología genética de las acridinas  (neopr.)  // Mutation Research. - Elsevier , 1991. - T. 258 , No. 2 . - S. 123-60 .
  44. ^ Jeffrey A. Modificación del ADN por carcinógenos químicos  // Pharmacol Ther  : revista  . - 1985. - vol. 28 , núm. 2 . - Pág. 237-72 .
  45. ↑ Stephens T., Bunde C., Fillmore B. Mecanismo de acción en la teratogénesis de la talidomida  //  Biochem Pharmacol : diario. - 2000. - vol. 59 , núm. 12 _ - Pág. 1489-99 .
  46. ↑ Braña M., Cacho M.,  Gradillas A., de Pascual-Teresa B., Ramos A. Los intercaladores como fármacos anticancerígenos  // Curr Pharm Des : diario. - 2001. - vol. 7 , núm. 17 _ - Pág. 1745-80 .
  47. ↑ Trzaska, Stephen. Cisplatino  // Noticias  sobre química e ingeniería : diario. - 2005. - 20 junio ( vol. 83 , n. 25 ).
  48. ↑ Tomás, María. Mitomicina C: pequeña, rápida y letal (pero muy selectiva  )  // Química y Biología : diario. - 1995. - Septiembre ( vol. 2 , no. 9 ). - Pág. 575-579 . - doi : 10.1016/1074-5521(95)90120-5 . — PMID 9383461 .
  49. ↑ Wu Q., Christensen LA, Legerski RJ, Vasquez KM La reparación de desajustes participa en el procesamiento sin errores de entrecruzamientos entre hebras de ADN en células humanas  // EMBO Rep  . : diario. - 2005. - junio ( vol. 6 , no. 6 ). - Pág. 551-557 . -doi : 10.1038 / sj.embor.7400418 . —PMID 15891767 .
  50. ↑ Benham C., Mielke S. Mecánica del ADN  (neopr.)  // Annu Rev Biomed Eng. - 2005. - T. 7 . - S. 21-53 . — PMID 16004565 .
  51. ^ 1 2 Champoux J. ADN topoisomerasas: estructura, función y mecanismo  //  Annu Rev Biochem : diario. - 2001. - vol. 70 . - pág. 369-413 . — PMID 11395412 .
  52. ↑ 1 2 Wang J. Roles celulares de las topoisomerasas de ADN: una perspectiva molecular  // ​​Nat Rev Mol Cell Biol  : revista  . - 2002. - vol. 3 , núm. 6 _ - Pág. 430-440 . —PMID 12042765 .
  53. ↑ Creado a partir de NDB UD0017 Archivado el 7 de junio de 2013.
  54. ↑ Greider C., Blackburn E. Identificación de una actividad de transferasa terminal de telómero específica en extractos de Tetrahymena  // Cell  :  journal. - Cell Press , 1985. - vol. 43 , núm. 2 punto 1 . - Pág. 405-413 . — PMID 3907856 .
  55. ↑ 1 2 3 Nugent C., Lundblad V. La transcriptasa inversa de la telomerasa: componentes y regulación  // Genes Dev  : revista  . - 1998. - vol. 12 , núm. 8 _ - P. 1073-1085 . —PMID 9553037 .
  56. ↑ Wright W., Tesmer V., Huffman K., Levene S., Shay J. Los cromosomas humanos normales tienen salientes teloméricos largos ricos en G en un extremo  // Genes Dev  : journal  . - 1997. - vol. 11 , núm. 21 . - Pág. 2801-2809 . — PMID 9353250 .
  57. ↑ 1 2 Burge S., Parkinson G., Hazel P., Todd A., Neidle S. Quadruplex DNA: secuencia, topología y estructura  //  Nucleic Acids Res : diario. - 2006. - vol. 34 , núm. 19 _ - Pág. 5402-5415 . — PMID 17012276 .
  58. ↑ Griffith J., Comeau L., Rosenfield S., Stansel R., Bianchi A., Moss H., de Lange T. Los telómeros de mamíferos terminan en un gran  bucle dúplex  // Cell . - Cell Press , 1999. - vol. 97 , núm. 4 . - Pág. 503-514 . —PMID 10338214 .
  59. ↑ Teif VB y Bohinc K. ADN condensado: condensando los conceptos  (neopr.)  // Progreso en biofísica y biología molecular. - 2010. - doi : 10.1016/j.pbiomolbio.2010.07.002 .
  60. ↑ Thanbichler M., Wang S., Shapiro L.  El nucleoide bacteriano: una estructura altamente organizada y dinámica  // J Cell Biochem : diario. - 2005. - vol. 96 , núm. 3 . - Pág. 506-21 .
  61. ↑ Wolfsberg T., McEntyre J., Schuler G. Guía para el borrador del genoma humano   // Naturaleza . - 2001. - vol. 409 , núm. 6822 . - Pág. 824-6 .
  62. ↑ Gregory T. El enigma del valor C en plantas y animales: una revisión de paralelos y un llamado a la asociación   // Ann Bot (Londres): diario . - 2005. - vol. 95 , núm. 1 . - Pág. 133-46 .
  63. ↑ Pidoux A., Allshire R. El papel de la heterocromatina en la función centrómero  (inglés)  // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci  : journal. - 2005. - vol. 360 , núm. 1455 . - Pág. 569-79 .  (enlace no disponible)
  64. ↑ Harrison P., Hegyi H., Balasubramanian S., Luscombe N., Bertone P., Echols N., Johnson T., Gerstein M. Fósiles moleculares en el genoma humano: identificación y análisis de los pseudogenes en los cromosomas 21 y 22  (Inglés)  // Genoma Res : diario. - 2002. - vol. 12 , núm. 2 . - Pág. 272-80 .
  65. ↑ Harrison P., Gerstein M. Estudiando genomas a través de los eones  : familias de proteínas, pseudogenes y evolución del proteoma  // J Mol Biol : diario. - 2002. - vol. 318 , núm. 5 . - Pág. 1155-74 .
  66. ↑ Soller M. Fósiles moleculares en el genoma humano: identificación y análisis de los pseudogenes en los cromosomas 21 y 22  // Cell Mol Life Sci  : journal  . - 2006. - vol. 63 , núm. 7-9 . - Pág. 796-819 .  (enlace no disponible)
  67. ↑ Michalak P. [www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1111/j.1420-9101.2006.01141.x RNA world: la materia oscura de la genómica evolutiva]  (ing.)  : revista. - 2006. - vol. 19 , núm. 6 _ - Pág. 1768-74 . Archivado desde el original el 28 de enero de 2019.
  68. ↑ Cheng J., Kapranov P., Drenkow J., Dike S., Brubaker S et al. El mundo del ARN: la materia oscura de la genómica evolutiva  (inglés)  : revista. - 2005. - vol. 308 . - Pág. 1149-54 .
  69. ↑ Mattick JS Regulación del ARN: ¿una nueva genética?  (inglés)  // Nat Rev Genet  : diario. - 2004. - vol. 5 . - P. 316-323 .
  70. ↑ Albà M. ADN polimerasas replicativas  // Genome  Biol : diario. - 2001. - vol. 2 , núm. 1 . — P. COMENTARIOS3002 .
  71. ↑ Sandman K., Pereira S., Reeve J. Diversidad de proteínas cromosómicas procarióticas y el origen del nucleosoma  // Cell Mol Life Sci  : revista  . - 1998. - vol. 54 , núm. 12 _ - Pág. 1350-64 .
  72. ↑ Dame RT El papel de las proteínas asociadas a nucleoides en la organización y compactación de la  cromatina bacteriana //  Microbiología : diario. — Sociedad de Microbiología, 2005. - vol. 56 , núm. 4 . - P. 858-870 . —PMID 15853876 .
  73. ↑ Luger K., Mäder A., ​​​​Richmond R., Sargent D., Richmond T. Estructura cristalina de la partícula del núcleo del nucleosoma a una resolución de 2,8 A  //  Nature: revista. - 1997. - vol. 389 , núm. 6648 . - Pág. 251-60 .
  74. ↑ Jenuwein T., Allis C. Traduciendo el código de histonas   // Ciencia . - 2001. - vol. 293 , núm. 5532 . - Pág. 1074-80 .
  75. ↑ Ito T. Ensamblaje y remodelación de nucleosomas  (indefinido)  // Curr Top Microbiol Immunol. - T. 274 . - S. 1-22 .
  76. ↑ Thomas J. HMG1 y 2: proteínas arquitectónicas de unión al ADN  //  Biochem Soc Trans : diario. - 2001. - vol. 29 , núm. punto 4 . - Pág. 395-401 .
  77. ↑ Grosschedl R., Giese K., Pagel J. Proteínas de dominio HMG: elementos arquitectónicos en el ensamblaje de estructuras de nucleoproteína  //  Trends Genet : diario. - 1994. - vol. 10 , núm. 3 . - P. 94-100 .
  78. ↑ Iftode C., Daniely Y., Borowiec J. Proteína A de replicación (RPA): la SSB eucariota  //  Crit Rev Biochem Mol Biol : diario. - 1999. - vol. 34 , núm. 3 . - Pág. 141-80 .
  79. ↑ Myers L., Kornberg R. Mediador de la regulación transcripcional  (inglés)  // Annu Rev Biochem : diario. — vol. 69 . - Pág. 729-49 .
  80. ↑ Spiegelman B., Heinrich R. Control biológico a través de coactivadores transcripcionales regulados  // Cell  :  journal. - Cell Press , 2004. - Vol. 119 , núm. 2 . - P. 157-167 .
  81. ↑ Li Z., Van Calcar S., Qu C., Cavenee W., Zhang M., Ren B. Un papel regulador transcripcional global para c-Myc en las células del linfoma de Burkitt  //  Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos Estados de América  : revista. - 2003. - vol. 100 , núm. 14 _ - Pág. 8164-9 .
  82. ↑ Schoeffler A., ​​​​Berger J. Avances recientes en la comprensión de las relaciones estructura-función en el mecanismo de la topoisomerasa tipo II  //  Biochem Soc Trans : diario. - 2005. - vol. 33 , núm. punto 6 . - Pág. 1465-70 .
  83. ↑ Tuteja N., Tuteja R. [www.blackwell-synergy.com/links/doi/10.1111/j.1432-1033.2004.04094.x Motivo, estructura, mecanismo y función]  //  Eur J Biochem : diario. - 2004. - vol. 271 , núm. 10 _ - Pág. 1849-1863 .  (enlace no disponible)
  84. ↑ Bickle T., Krüger D. Biología de la restricción del ADN  // Revisiones de  microbiología y biología molecular : diario. — Sociedad Americana de Microbiología, 1993. - vol. 57 , núm. 2 . - Pág. 434-50 .
  85. ↑ Joyce C., Steitz T. Estructuras y función de la polimerasa: ¿variaciones sobre un tema?  (Inglés)  // Sociedad Americana de Microbiología : diario. - 1995. - vol. 177 , núm. 22 . - Pág. 6321-9 .
  86. ↑ Hubscher U., Maga G., Spadari S. ADN polimerasas eucariotas  //  Annu Rev Biochem : diario. — vol. 71 . - Pág. 133-63 .
  87. ↑ Johnson A., O'Donnell M. Replicasas de ADN celular: componentes y dinámica en la horquilla de replicación  //  Annu Rev Biochem : diario. — vol. 74 . - pág. 283-315 .
  88. ↑ Tarrago-Litvak L., Andréola M., Nevinsky G., Sarih-Cottin L., Litvak S. La transcriptasa inversa del VIH-1: de la enzimología a la intervención terapéutica  //  The FASEB Journal : diario. — Federación de Sociedades Americanas de Biología Experimental, 1994. - vol. 8 , núm. 8 _ - Pág. 497-503 .
  89. ↑ Martinez E. Complejos multiproteicos en la transcripción de genes eucarióticos  (neopr.)  // Plant Mol Biol. - 2002. - T. 50 , N º 6 . - S. 925-47 .
  90. ↑ Cremer T., Cremer C. Territorios cromosómicos, arquitectura nuclear y regulación génica en células de mamíferos  (inglés)  // Nat Rev Genet  : revista. - 2001. - vol. 2 , núm. 4 . - P. 292-301 .
  91. ↑ Pál C., Papp B., Lercher M. Una visión integrada de la evolución de proteínas  (inglés)  // Nat Rev Genet  : revista. - 2006. - vol. 7 , núm. 5 . - Pág. 337-48 .
  92. ↑ O'Driscoll M., Jeggo P. El papel de la reparación de roturas de doble cadena: conocimientos de la genética humana  // Nat Rev Genet  : revista  . - 2006. - vol. 7 , núm. 1 . - Pág. 45-54 .
  93. ↑ Dickman M., Ingleston S., Sedelnikova S., Rafferty J., Lloyd R., Grasby J., Hornby D. El resolvasoma RuvABC  //  Eur J Biochem : diario. - 2002. - vol. 269 , núm. 22 . - Pág. 5492-501 .
  94. ↑ Joyce G. La antigüedad de la evolución basada en ARN   // Naturaleza . - 2002. - vol. 418 , núm. 6894 . - Pág. 214-21 .
  95. ↑ Orgel L. Química prebiótica y el origen del mundo del ARN  //  Crit Rev Biochem Mol Biol : diario. — vol. 39 , núm. 2 . - pág. 99-123 . Archivado desde el original el 28 de junio de 2007.
  96. ↑ Davenport R. Ribozimas. Haciendo copias en el mundo del ARN  (Inglés)  // Ciencia. - 2001. - vol. 292 , núm. 5520 . — Pág. 1278 . —PMID 11360970 .
  97. ↑ Szathmáry E. ¿Cuál es el tamaño óptimo para el alfabeto genético?  (inglés)  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América  : revista. - 1992. - vol. 89 , núm. 7 . - Pág. 2614-8 . —PMID 1372984 .
  98. ↑ Vreeland R., Rosenzweig W., Powers D. Aislamiento de una bacteria halotolerante de 250 millones de años a partir de un cristal de sal primario  //  Nature: revista. - 2000. - vol. 407 , núm. 6806 . - Pág. 897-900 .
  99. ↑ Hebsgaard M., Phillips M., Willerslev E. ADN geológicamente antiguo: ¿hecho o artefacto? (ing.)  // Tendencias Microbiol : diario. - 2005. - vol. 13 , núm. 5 . - Pág. 212-20 .
  100. ↑ Nickle D., Learn G., Rain M., Mullins J., Mittler J. ADN curiosamente moderno para una bacteria de "250 millones de años"  // J  Mol Evol : diario. - 2002. - vol. 54 , núm. 1 . - Pág. 134-7 .

Literatura

Enlaces

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