¿Qué hace que la copia complementaria de una molécula de ARN se separe?

Recientemente leí un artículo que explica que, en la hipótesis del mundo del ARN, una molécula de ARN es "escaneada" por ácido nucleico, catalizada por una molécula de ARN específicamente plegada diferente, para organizarse de forma complementaria a la molécula original. Sin embargo, ¿qué hace que la nueva molécula complementaria se separe de la molécula original? Siempre escucho a la gente decir que este apareamiento de bases complementarias permite que la molécula de ARN se reproduzca, pero nunca entendí bien: ¿cómo? Si las bases complementarias tienden a unirse, ¿no debería entonces ser estable la estructura recién formada? ¿Qué causa la reproducción real?

Tanto la unión complementaria del ARN como del ADN depende de la temperatura y las concentraciones de sal (entre otras cosas), por lo que si estos factores cambian, también lo hace la estabilidad de un complejo de doble cadena.
@Nicolai, ¿así que ambos tienen que darse cuenta exactamente, o los vínculos se deforman? ¿Por qué, entonces, un ARN se copia completamente a sí mismo la mayor parte del tiempo? ¿Por qué primero tiene que escanearse completamente y luego separarse (es decir, por qué algunas bases no pueden emparejarse mientras que otras no lo hacen debido a una temperatura diferente?)
Hay muchos virus de ARN de cadena sencilla en los que la cadena hija debe liberarse de la plantilla. Imagino que este desplazamiento de cadena es una característica de la acción de la ARN polimerasa dependiente de ARN. No he podido encontrar cómo funciona en una breve búsqueda (por lo tanto, comente, en lugar de responder), pero obviamente funciona. Así que este no es un problema particular del mundo del ARN. Verificaría la literatura de virología si desea más información.
@David, sé que no es un problema con las hipótesis, es mi falta de comprensión. Entonces, ¿la copia de ARN se desenreda del ARN original debido a un virus/polimerasa? Eso parece lógico, pero, de nuevo, el mismo problema: ¿por qué no puede infectar el ARN mientras se copia? ¿No crearía entonces una copia incompleta, lo que tal vez provoque un mal funcionamiento de todo el sistema? ¿O estos eventos son raros porque la etapa de copia es demasiado rápida?
La polimerasa de alguna manera comienza la síntesis en un extremo, el NTP complementario se une y la enzima cataliza un enlace fosfodiéster, va a lo largo de la hebra molde una base para poder catalizar el enlace entre la cadena en crecimiento y el próximo NTP a unirse, etc. etc. Su pregunta válida es por qué la cadena en crecimiento se libera de la plantilla en lugar de permanecer unida a ella. Supongo que a medida que la polimerasa se mueve, de alguna manera desestabiliza la interacción (en lugar de simplemente disociarse al azar). Sin embargo, desconozco el mecanismo molecular.
Guau, lo que describiste es muy diferente a mi comprensión actual de la síntesis de ARN. Como pensé, los componentes nucleicos circundantes fueron atraídos de alguna manera por el ARN, y la formación de enlaces fue catalizada por otras moléculas de ARN plegadas específicamente, que actuaron como enzimas selectivas de forma física (perdón por el vocabulario no científico) y ayudaron a dar forma física a los enlaces. No sabía que era una polimerasa la que desencadenaba la síntesis. Eso es muy extraño, porque, especialmente si su suposición de que la polimerasa desestabiliza los enlaces a medida que avanza es cierta, eso requeriría que tuviera un
función muy particular: primero tendría que encontrar la molécula de ARN, luego moverse a lo largo de ella, y al hacerlo catalizaría la formación de un enlace muy específico, y también implicaría, según tengo entendido, un complejo mecanismo de retroalimentación negativa. ¿Cómo surgiría tal molécula de forma natural? Sé que tienes razón, pero me parece extraño.
@David Lo siento, olvidé etiquetarte

Respuestas (1)

Primero, quiero señalar que la hipótesis del mundo del ARN es solo eso: una hipótesis. Si bien se ha demostrado que es posible que ciertas moléculas de ARN hagan copias de sí mismas , esta no es una función "normal" de ningún ARN.

Editar: para dar una respuesta más clara a la pregunta en sí:

Después de la replicación de una molécula de ARN, puede formar una estructura estable junto con su molde o puede disociarse. Debido a las diversas posibilidades y complejidad de las estructuras de ARN, es casi imposible predecir esto, ya que tanto la secuencia (exacta) en sí misma como las condiciones ambientales, especialmente la temperatura, son muy importantes.

Más antecedentes de la respuesta sin editar:

Si dos cadenas complementarias o ARN (o ADN) se unen, no es algo que siempre se pueda responder fácilmente. Para el ADN de una longitud determinada (en un entorno/tampón determinado), se puede predecir más o menos la temperatura a la que se separarán las hebras complementarias (a menudo llamada temperatura de fusión), porque el ADN forma hélices relativamente estables. El ARN, sin embargo, a menudo forma estructuras tridimensionales complicadas., que a menudo implica autocomplementación y no se limita a las hélices típicas que se ven en el ADN. Tratar de predecir la estructura 3D resultante de las moléculas de ARN sigue siendo un campo de investigación en curso. Algunas de estas estructuras son bastante estables (por ejemplo, en tRNA), pero en otros casos también pueden ser muy dinámicas y cambiar rápidamente. Al final siempre depende de la secuencia de ARN, la temperatura y muchos otros factores ambientales.

Entonces, supongo que esta temperatura de fusión es bastante baja. ¿Viendo que (bueno, cambiaré a los ADN por ahora por simplicidad) un ADN se desenrolla tan a menudo?
Usted menciona varios factores que afectan el apareamiento de bases en el ARN, pero no responde la pregunta del cartel, que es si las bases se hibridan con la plantilla para permitir la polimerización en primer lugar , ¿por qué se disocia el producto? Hablar de que al ARN le “ gusta formar estructuras complicadas” no sirve. Puede tener el potencial para hacerlo, pero los virus dsRNA muestran que tienen el potencial para formar dúplex.
@David, no creo que sea posible dar otra respuesta a la pregunta que mi última oración (tal vez debería aclarar eso), porque siempre dependerá de la secuencia de ARN y el entorno si se disocia después de la replicación o no (incluso en el primer lugar) - el hecho de que los virus dsRNA son posibles es solo otro ejemplo de los que enumeré
También eliminé el 'Al ARN le gusta...', que de hecho era una mala manera de describir esto.
¿Qué hace que la copia complementaria de una molécula de ARN se separe?
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