¿Cómo leen los organismos al ADN y diferencian, por ejemplo, si debe ser una zanahoria o un ser humano?

Entonces, para aproximarse, hay dos cosas (relevantes para esta pregunta) que le pueden pasar al ADN. El primero es que una ARN polimerasa encuentra un sitio de inicio de la transcripción cuando ese sitio está activo. Esa polimerasa luego viaja a lo largo del ADN, formando una cadena de ARN con secuencia idéntica (con todas las bases de timina reemplazadas por bases de uracilo, pero eso no es importante) a una de las dos cadenas de ADN a medida que avanza, hasta que alcanza un punto que la activa detente y vete. También hay varias cosas que le pueden pasar al ARN, algunas de las cuales volveré a mencionar, pero la más importante es que el ARN puede ser traducido por el ribosoma en una proteína: el ribosoma “lee” la cadena de ARN hasta encuentra un codón de inicio (AUG), luego “lee” tres bases (un “codón”) a la vez, cada secuencia de tres bases especifica uno de los 20 aminoácidos, hasta que encuentra una parada (UAG, UGA o UAA) ) codon. Esa proteína luego se libera en la célula para hacer lo que sea que haga. Esto se llama el “dogma central de la biología molecular”: el ADN se transcribe en ARN que se traduce en proteínas, y es la base sobre la cual se construye el comportamiento más complejo. Todo esto es asíncrono y paralelo , es decir, nada “lee” todo el genoma y luego toma una decisión, sino que todo sucede de una vez, en un orden indeterminado, pero de él emerge un comportamiento complejo.

Lo segundo que le puede pasar al ADN es que algunas proteínas se unen a él. Algunas proteínas son efectivamente capaces de “leer” tramos cortos de ADN (a menudo del orden de 6 bases más o menos, como una guía muy flexible) y unirse a una secuencia específica. Cuando están unidos, a veces pueden reclutar otras proteínas, que pueden actuar como represores o activadores de la transcripción; Estos a menudo se denominan factores de transcripción. Es decir, no todas las proteínas codificadas por el ADN se transcriben y traducen en todo momento; algunos requieren un activador, algunos simplemente no deben ser reprimidos, algunos siempre están activados y algunos tienen arreglos muy complejos de activadores y represores que determinan su transcripción o no. Hay algunos detalles más, como cómo algunos ARN, en lugar de traducirse, se unen a otros ARN y evitan que se traduzcan, u otras funciones que no entendemos correctamente, pero esta es la idea básica de cómo una sola célula “lee” el ADN para determinar lo que se supone que debe hacer.

En cuanto a cómo nuestras células descubren en qué organismo convertirse, nuestro ADN en realidad no es suficiente para el desarrollo de una sola célula. Los óvulos humanos, como casi todos los óvulos / embriones animales de varias maneras, comienzan con algún tipo de patrón, algunas ubicaciones dentro del óvulo / embrión que tienen más factores de transcripción que otros. A medida que la célula se divide, algunas de las células hijas obtienen más factores de transcripción y otros obtienen más de otros, lo que hace que expresen diferentes genes y se diferencien. Si ciertos genes se expresan determina si las células se dividen o se detienen (proteínas de ciclina y quinasas dependientes de ciclina), si se mueven (dónde actúan y el citoesqueleto en general) o dónde se unen a otras células, qué hormonas secretan en el torrente sanguíneo o las señales enviar a las células cercanas, qué señales reciben y cómo las interpretan, y todo lo demás que le dice a una célula cuál es su lugar en el cuerpo, y cómo esa célula debe decirle a otras células cuál es su lugar en el cuerpo. Todo esto es asíncrono y paralelo, y toda la información necesaria para hacer esto (aparte del patrón inicial del embrión) está en el ADN, pero en comparación con el tipo de instrucciones con las que estamos acostumbrados a trabajar, está más ofuscado que Concurso internacional de códigos C ofuscados. A pesar de eso, el código se ejecuta.

No hay duda de que la estructura del ADN y la composición química son las mismas en todos los organismos (bacterias, plantas o animales).

Me encanta cómo Xu describe que el ADN se parece a los bloques de Lego. Pero para explicar cómo cada organismo se diferencia entre sí a pesar de compartir el mismo ADN, preferiría describir el ADN como un manual de Lego.

Como Joshua había mencionado, el ADN comparte una estrecha relación con el aminoácido. Los aminoácidos son los bloques de construcción para las proteínas, que eventualmente forman un organismo (¿los “bloques de construcción” te suenan?).


En breve,

ADN = Manual de Lego


Aminoácido = Bloques de Lego

Se forma una estructura diferente cuando se coloca el mismo bloque de Lego en una disposición diferente, esto es lo mismo para el aminoácido.

El manual de ADN está codificado con solo 4 letras, A (adenina), T (timina), G (guanina) y C (citosina). Nuestras células leen estos códigos en conjuntos de 3 (conocidos como codones) para determinar qué aminoácido agregar.

Este diagrama ilustra el proceso de construcción de aminoácidos en un ribosoma. Los códigos que se ven aquí son GGG, UUU y AGC

Dado que las secuencias de ADN solo se componen de 4 letras y se leen en conjuntos de 3, esto crea 4 x 4 x 4 = 64 combinaciones diferentes posibles.

El código genético para los 21 aminoácidos.

Por lo tanto, no es difícil ver cómo la secuencia de ADN determina la diferenciación de cada organismo. El ADN dirige el ensamblaje de los aminoácidos. La disposición diferente de los aminoácidos da lugar a diferentes proteínas y las diferentes proteínas dan lugar a diferentes organismos (poniéndolo en una extrema simplicidad).

En resumen, el ADN es el manual de la vida, los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas y las proteínas que forman el organismo. Si bien todos los organismos comparten un sistema similar de ADN y aminoácidos, la variación en las secuencias es la causa de tan grandes variedades de organismos.

A pesar de la gran diferencia que observamos entre un E. coli y un Elefante macroscópicamente, es importante tener en cuenta que las bacterias, plantas y animales comparten muchas similitudes a nivel molecular, lo que muestra una relación probable entre nosotros.

La próxima vez que vea algo que se ve muy diferente a nosotros, puede que no sea tan diferente después de todo.

El ADN es un libro de instrucciones. A menudo se compara con un plano.

Códigos de ADN para proteínas. Cada tres letras en el código de ADN corresponden a un aminoácido:


Ponga los aminoácidos juntos y obtendrá proteínas. Las proteínas son los componentes básicos de la vida.

Es mucho más complicado que eso, por supuesto. El cuerpo no solo está hecho de proteínas; Algunas de las proteínas se unen para formar componentes inorgánicos, como los huesos, u otros componentes no proteicos, como las paredes celulares. Y los componentes encajan en bucles de retroalimentación absurdamente complicados donde la presencia de una cosa hace que otra cosa produzca más de una tercera cosa que promueve que otro conjunto de cosas produzca aún más cosas (y deje de producir otras cosas) … y así.

Pero esa es la esencia: ADN-> proteínas-> vida. Cambia el ADN, obtienes proteínas diferentes y vida diferente. Parte del ADN es prácticamente idéntico en todos los seres vivos (especialmente las partes responsables de los bits que leen el ADN y producen proteínas). Algunas son completamente diferentes (pero cuanto más estrechamente relacionadas estén las dos especies, más ADN tendrán en común).

De hecho, el ADN es un código universal.

Como dijo el chico Nobel Jacques Monod, “lo que es cierto para una E. coli es cierto para un elefante”.
Es una fórmula simple:

tome un azúcar de 5 carbonos (‘desoxi’ significa que le falta una molécula de O en el carbono 2 ‘), un fosfato, una base nitrogenada y tiene un nucleótido (a). Póngalos todos juntos como apilar bloques de lego, y finalmente obtendrá (b)

Entonces el ADN se ve así, químicamente:
Y todo el ADN toma variaciones de esta forma. Increíble, ¿no es así?
No importa cómo se enrollen o se desenrollen, no importa si toman forma de plásmido o no, no importa si forman curvas cerradas, siguen siendo las mismas en un nivel básico.

Pensar que todos somos iguales en este nivel celular fundamental. Todos los seres vivos que alguna vez besó, jugó, amó, odió, abrazó, orinó, jorobó, cortó, comió, cada uno de ellos, comparte exactamente el mismo código fundamental.

Se trata de desarrollo y genes que controlan la formación de patrones corporales en el embrión. La expresión de genes específicos durante las diferentes etapas del desarrollo embrionario (es decir, el transcriptoma o la colección de ARN que se expresan a partir del genoma de una célula dada) generan proteínas específicas que interactúan entre sí en cascadas de interacciones complejas, que resultarán en cada célula del embrión que interactúa entre sí de formas específicas, para formar diferentes patrones corporales (por ejemplo, simetría bilateral si eres un ratón o simetría radial si eres una estrella de mar). Eventualmente, estas interacciones conducen a la formación de todos los órganos y apéndices en todos los lugares correctos, de modo que una madre elefante lleva un feto elefante y no una estrella de mar, una mosca de la fruta o una semilla de zanahoria.

Los reguladores maestros del plan corporal se denominan genes Homeobox. Son uno de los descubrimientos más fantásticos de las últimas décadas. Un premio Nobel por su descubrimiento fue otorgado a una genetista alemana muy buena, Christiane Nüsslein-Volhard

Espero que esto ayude a aclarar un poco.

El código genético (con Ofcourse, algunas excepciones importantes del sesgo de codones y el código alternativo) es bastante universal.
En lugar del ADN en sí, el producto de ADN => ARN (por transcripción) y, en última instancia, PROTEÍNA (por traducción) es lo que determina la llamada “información” contenida en un ADN (es decir, si codifica una zanahoria o un ser humano) .

El código genético es universal. Puede ser traducido a proteína por cualquier célula, ya sea zanahoria o humano.

Esta planta de tabaco está expresando un gen de luciérnaga

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