bioquímica y biología molecular

La actinomicina D es un antineoplásico (anticancerigeno), producido por el hongo Streptomyces antibioticus que inhiben tanto a la ARN como a la  ADN polimerasa debido a que se une fuertemente al ADN de doble cadena. La estructura obtenida por cristalografía de rayos X indica que el sistema de anillos de fenoxazona, se intercalan entre pares bases C·Gcentrales, lo  que ocasiona  un desorden en la estructura del ADN (pareciéndose al ADN-A)

Figura: representación de la estructura de la Actinomicina D.

Daunomicina y adriamicina funcionan como quimioterapéuticos en cánceres humanos: estos agentes, se intercalan en hebras ADN dúplex inhibiendo la transcripción y replicacióni.e.  el recorrido ARN polimerasa.

También el bromuro de etidio y la proflavina inhiben la síntesis de ácidos nucleicos, presumiblemente por un mecanismo parecido al mencionado anteriormente.

La elongación es el proceso de adición de nucleótidos en el extremo 3´ de la hebra naciente (en un crecimiento 5´ – 3´), o por la adición en el extremo 5´  (crecimiento 3´ – 5´).

5´ –  3´

  N₁           N₂           N_x                             N_x+1                        N₁            N₂          N_x            N_x+1

                     OH           OH       OH                 OH                           OH          OH       OH          OH

  OH             OH                                            OH        OH

+                                                                             +    PPi

 ppp           P           P...        ppp                   ppp          P          P...     P

 

 

 

3´ – 5´

N_x+1                  N_x            N₂           N₁                           N_x+1          N_x             N₂          N₁           

                   OH                    OH                    OH         OH                           OH          OH       OH                OH

       OH                                     OH                                            OH        OH

+                          +                                                                          

PPP          PPi            P          P                    PPP           P          P          P      ....             

 

 

 

Figura: representación de la elongación de la cadena de ADN

Este proceso fue descrito en un experimento en presencia de la cordicepina, análogo de la adenosina que carece del hidroxilo en posición 3´ y que inhibe la síntesis de ARN en procariontes. Su adición al extremo 3´ del ARN como se espera para un crecimiento 5´– 3´ previene la elongación de la cadena de ARN. Esta molécula, no tiene ese efecto si la cadena crece en la dirección contraria.

Figura: estructura de la cordicepina

In vivo la velocidad de la transcripción es de 20 a 50 nucleotidos/s a 37°C (las células, no pueden tomar nucleósidos trifosfato del medio). La síntesis de proteínas requiere miles de copias de un gen. La transcripción es un evento repetitivo, una ARN polimerasa seguida de otra, a una distancia que depende de los fenómenos estéricos (de tamaño):

Cromosoma bacteriano  –

   Sitio de iniciación     –

    • Fibras de ARN

              

       Sitio de terminación       –

Figura: representación de la transcripción en procariontes.

La frecuencia de error en síntesis de ARN, derivada de la transcripción de poli[d(AT)], es de 1 base errónea / » 10⁴ transcritos. Esta cantidad de errores es tolerable debido a los siguientes factores:

1.- repetida transcripción de muchos genes.

2.- Sinónimos del código genético.

3.- “En muchos casos” la substitución de un aminoácido es innocua.