Pregunta:
¿Por qué el ADN y el ARN tienen las funciones que tienen?
ymar
2012-08-19 21:48:48 UTC
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Sé que hay dos direcciones más importantes de transferencia de información genética en los organismos vivos: ADN-> ADN y ADN-> ARN. El primero es la replicación y el segundo es la transcripción. Me pregunto si hay una razón para esta elección de direcciones. Según este artículo, todas las demás direcciones son posibles. ¿Por qué usamos el ADN, por ejemplo? El ARN es capaz de autorreplicarse, ya que ocurre en los virus. ¿Y por qué usamos ARN, no ADN, como moléculas mensajeras? ¿Es solo un accidente o es posible explicar por qué esta es la forma correcta de hacerlo?

Sin duda, una razón es que el ADN es químicamente más estable que el ARN.
@nico Gracias, no lo sabía. Eso parece explicar por qué el ARN no se usa para almacenar información genética. ¿Podría explicar por qué se usa ARN en lugar de ADN para la comunicación? ¿Es el ARN más fácil de construir?
Encima de mi cabeza no puedo pensar en una razón. Intentaré escribir una respuesta si puedo encontrar algo al respecto.
El ARN se pliega mejor que el ADN.
Para obtener una referencia de la estabilidad de plegado del ARN, consulte http://biology.stackexchange.com/a/769/389
Dos respuestas:
Conner
2012-08-19 23:56:16 UTC
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El ADN es más estable químicamente que el ARN, lo que lo hace ideal para el almacenamiento a largo plazo. Los virus de ARN como el VIH tienen una vida útil corta y deben replicarse para sobrevivir, por lo que pueden sobrevivir con un genoma menos estable químicamente.

El ARN es un formato útil para transcribir ya que tiene múltiples formas y funciones ( por ejemplo, rRNA, mRNA, tRNA, siRNA, snRNA, miRNA, etc.). En ocasiones, el ARN puede funcionar como una proteína en la que realiza acciones celulares sin necesidad de ser traducido. Se ha planteado la hipótesis de que el ARN fueron las primeras moléculas como precursoras de la vida, ya que pueden funcionar tanto para el almacenamiento como para la acción. La teoría es que el ARN fue la primera molécula, pero luego pudo traducirse en proteínas (que eran más variables / útiles) y almacenarse como ADN (que era más estable como medio de almacenamiento).

La primera oración de su segundo párrafo es esencialmente una prueba por intimidación: no está dando ninguna razón aquí. El hecho de que el ARN pueda adoptar múltiples formas no dice nada sobre la idoneidad del ARNm como intermediario entre el ADN y las proteínas, especialmente porque todos los ejemplos que ha citado no son codificantes.
Es cierto que no mencioné ninguna razón por la que es un intermediario particularmente bueno para ser traducido. Estoy tomando un ángulo diferente al responder la pregunta sugiriendo que tal vez tenga más que ver con la secuencia de orígenes que con su utilidad como intermediario.
Sí, de hecho estoy * convencido * de que la secuencia de origen es la verdadera razón. La similitud con el ARN no codificante es notable solo en la medida en que gran parte de la maquinaria para tratar el ARN (* cualquier * ARN) es antigua y está muy bien conservada, por lo que la célula requiere menos innovación al depender del ARNm de lo que requeriría al tener algún tipo de mDNA.
La estructura de @KonradRudolph, o ARN es simplemente más estable. ver http://biology.stackexchange.com/a/769/389
@bobthejoe Si bien eso es interesante en general (¡buena respuesta!), Aquí estamos hablando específicamente de ARNm, donde la estructura no juega ningún papel o es muy pequeño.
@KonradRudolph, Bueno ... esa es una suposición masiva de que la estructura del ARNm juega poco o ningún papel.
@bobthejoe ¿Lo es? La mayor parte del ARNm parece no estar estructurado, aparte del casquete, la cola y quizás 3ʹ UTR. Admito que no he leído nada que indique esto definitivamente, pero tampoco he leído nada que diga lo contrario (y una estructura en la secuencia de codificación suena digna de mención), y de hecho las fotografías (de escaneo de electrones) que he visto de la transcripción muestra colas de ARNm alargadas y desplegadas.
Sugiero ir a las referencias originales en lugar de wikipedia. Busque a Gilbert (1986) en Nature para el mundo del ARN.
Nick
2012-08-24 18:35:52 UTC
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Si tuvieras una forma de vida compleja que usara solo ADN o ARN, no tendría forma de diferenciar el mXNA transcrito del gXNA genómico. Esto causaría problemas durante la replicación de la bodega, ya que también podría replicar su mXNA junto con su gXNA. También causaría problemas al reparar roturas en su gXNA, ya que correría el riesgo de incluir mXNA durante el proceso de reparación.

Por lo tanto, parece ventajoso tener un sistema de almacenamiento de información que actualmente no se está traduciendo a proteína (es decir, ADN), en comparación con solo tener ARN.

Por otro lado, un organismo completamente con ADN necesitaría ARN para los ribosomas funcionales de todos modos. Si se usa ARN para ribosomas, también parece ventajoso usarlo para ARNm para evitar confusión con el ADN genómico.

Para probar esta hipótesis, necesitaría crear una forma de vida completamente basada en ARN / ADN y investigar sus propiedades. A falta de comenzar la vida desde cero como basada en ARN y monitorear su evolución durante unos pocos millones de años, ¡es difícil obtener una prueba concluyente de por qué las cosas son como son en lugar de ser un accidente histórico evolutivo!

Hay formas más sencillas de distinguir el mXNA del gXNA. Por ejemplo, proteínas chaperonas monocatenarias o bicatenarias o la simple ausencia de un origen de replicación en el mensajero mXNA.
https://www.quora.com/Why-do-cells-use-both-DNA-and-RNA también menciona que el RNA es más barato de replicar ya que es menos estable. Si bien no sé nada sobre esto, supongo que es cierto.


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Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
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