¿Por qué el ADN y el ARN tienen las funciones que tienen?

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 como 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?

Una de las razones es seguramente 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 el ARN en lugar del ADN para la comunicación? ¿Es el ARN más fácil de construir?
En la parte superior 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 del plegamiento del ARN, consulte biology.stackexchange.com/a/769/389

Respuestas (2)

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, razón por la cual pueden arreglárselas con un genoma menos estable químicamente.

El ARN es un formato útil para transcribir ya que tiene múltiples formas y funciones (por ejemplo, ARNr, ARNm, ARNt, ARNip, ARNsn, miARN, etc. ). En ocasiones, el ARN puede funcionar como una proteína en la que realiza acciones celulares sin necesidad de traducirse. Se ha planteado la hipótesis de que el ARN fueron las primeras moléculas como precursores 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 por sí mismo sobre la idoneidad del ARNm como intermediario entre el ADN y las proteínas, especialmente porque todos los ejemplos que ha citado no son codificantes.
Cierto, no mencioné ninguna razón por la que sea un intermediario particularmente bueno para ser traducido. Estoy tomando un ángulo diferente al responder la pregunta al sugerir 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 y, por lo tanto, la célula requiere menos innovación al depender del ARNm que al tener algún tipo de ADNm. .
@KonradRudolph, o la estructura del ARN es simplemente más estable. ver biology.stackexchange.com/a/769/389
@bobthejoe Si bien eso es interesante en general (¡buena respuesta!), Aquí estamos hablando específicamente sobre el ARNm donde la estructura no juega un papel o solo lo juega en un rol menor.
@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 de la tapa, la cola y tal vez 3ʹ UTR. Admito que no he leído nada que indique esto definitivamente, pero tampoco he leído nada en contrario (y una estructura en la secuencia de codificación suena digna de mención), y de hecho las fotografías (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 Gilbert (1986) en Nature para el mundo del ARN.

Si tuviera una forma de vida compleja que usara solo ADN o ARN, no tendría forma de distinguir 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 para 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 en proteínas (es decir, ADN), en comparación con tener solo ARN.

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

Para probar esta hipótesis, necesitaría crear una forma de vida completamente basada en ARN/ADN e investigar sus propiedades. ¡A menos que comience la vida desde cero como ARN y monitoree 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 mXNA de gXNA. Por ejemplo, proteínas chaperonas monocatenarias frente a bicatenarias o la simple ausencia de un origen de replicación en el mensajero mXNA.
quora.com/Why-do-cells-use-both-DNA-and-RNA también menciona que el ARN es más barato de replicar ya que es menos estable. Si bien no sé nada sobre esto, supongo que eso es cierto.
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