Història de la biologia de el ARN

A lo llarc de la història de el ARN han emergit descobriments clau en la Biologia a través de l'estudi del ARN (àcit ribonucleico), incloent treballs únics en les àrees de bioquímica, genètica, microbiologia, biologia molecular, evolució molecular i biologia estructural. Per a l'any de 2010, 30 científics havien rebut el Premi Nobel pels seus treballs experimentals que incloïen a el ARN. En este artícul s'analisen descobriments específics d'alta importància biològica.

Per a informació relacionava, veja els artículs d'Història de la Biologia Molecular i l'Història de la Genètica. Per a informació prèvia revise els artículs de ARN i àcits nucleicos. Mmgv

1930–1950

El ARN i el ADN tenen propietats químiques distintives

Les diferències químiques i biològiques entre el ADN i el ARN no eren aparents quan es varen estudiar per primera volta a inicis dels anys 1900, i varen ser nomenats a partir dels materials d'a on eren extrets; el ARN era conegut inicialment com "àcit nucleico de rent" i el ADN era conegut com "àcit nucleico de la clavada". Usant proves de diagnòstic químiques, químics dels carbohidrats varen demostrar que els dos àcit nucleicos tenien diferents grups sucre, per lo que a partir d'eixe moment el nom comú per a el ARN es va convertir en "àcit nucleico de ribosa". Atres estudis bioquímics inicials varen mostrar que el ARN es degradava a pH alt, mentres que el ADN era estable(a pesar del seu desnaturalización) en solucions alcalinas. L'anàlisis de composició nucleosídico varen mostrar per primera volta que el ARN contenia nucleobases similars a el ADN, en uracilo en lloc de timina, i que el ARN contenia un component menor de nucleobases, per eixemple chicotetes cantitats de pseudouridina i dimetilguanina.

1951–1965

El RNA mensager (RNAm) conté l'informació genètica que dirigix la síntesis de proteïnes

El concepte de el ARN mensager va emergir a finals de la década de 1950, i s'associa en la descripció de Crick' de la seua "Dogma Central de la Biologia Molecular", la qual establix que el ADN conté l'informació per a la formació de ARN, que a la seua volta dirigix la formació de proteïnes. A inicis de la década de 1960, es varen realisar anàlisis sofisticats de mutacions en operón lac d'E. coli i en el locus rII del bacteriófago T4, dits anàlisis varen ser essencials per a definir la naturalea de el ARN mensager i del còdic genètic. Este tipo de ARN de curta duració, junt en la naturalea complexa de les poblacions de ARN celulars, varen fer l'extracció de el ARNm una tasca molt difícil. Este problema es va solucionar en 1960 en l'us de reticulòcits en els vertebrats, els quals produïxen grans cantitats de ARNm que estan altament enriquits en ARN que codifiquen per a l'alfa-beta-globulina (les dos proteïnes més importants d'hemoglobina).

Els ribosoma com a lloc de síntesis de proteïnes

En la década de 1950, com a resultat d'experiments de marcage en feges de rata, es va demostrar que els aminoàcits radioactivos estaven associats en "microsoma" (despuix denominats ribosomas), i dits aminoàcits podien vore's de manera instantànea despuix de l'administració del marcage i ans que estos es ensamblaran per a la formació de proteïnes.Els ribosoma varen ser visualisats per primera volta utilisant un microscopi electrònic, i els components de ribonucleoproteína varen ser identificats utilisant métodos biofísics, principalment en anàlisis de sedimentación en ultracentrífugas capaços de generar acceleració molt altes (equivalents a 100 o mil voltes l'acceleració de la gravetat). Els polisomas (múltiples ribosoma que es mouen a lo llarc de la molècula de el ARNm,) varen ser identificats a inicis de la década de 1960, i el seu estudi va dur a l'enteniment de la forma en la que els ribosoma porten a terme la llectura de el ARNm en la direcció de 5´a 3´, generant aixina cadenes proteiques.

El RNA de Transferència (ARNt) és l'unió física entre el ARN i les proteïnes

Els experiments de fraccionación Bioquímica varen mostrar que els aminoàcits radioactivos s'incorporaven ràpidament a molècules de ARN que es trobaven solubles en condicions a on partícules que contenen grans cantitats de ARN tendixen a precipitar-se. Estes molècules varen ser denominades com a solubles (ARNs) i varen ser nomenades despuix com ARN de transferència (ARNt). Estudis subsecuentes varen demostrar que (i) cada cèlula tenia múltiples espècies de ARNt, cada u associat a un aminoàcit específic, (ii) que hi ha un conjunt d'enzimes que es complementen responsables d'unir als ARNt en l'aminoàcit correcte, i (iii) que cada seqüència del anticodón de el ARNt forma una interacció específica en els codones de el ARNm.

El còdic genètic es resol

El còdic genètic consistix en la traducció de seqüències de nucleòtits en proteïnes (polipèptits). La possibilitat d'entrevore el còdic genètic es va deure a la convergència de tres àrees d'estudi diferents: (i) nous métodos per a generar ARN sintètic de composició definida que pogueren servir com ARNm sintètic, (ii) el desenroll de sistemes de translació in vitro que puga ser usat per a traduir el ARNm sintètic en proteïnes, i (iii) treball teòric i experimental en genètica que establia que el còdic estava escrit en paraules de tres lletres (codones). Hui en dia, el nostre enteniment del còdic genètic permet la predicció de la seqüència d'aminoàcits del producte proteic dels centenars o mils de gens la seqüència dels quals és determinada per estudis genómicos.

Es purifica la ARN polimerasa

La purificació i caracterisació bioquímica de l'ARN polimerasa de la bactèria Escherichia coli va facilitar la comprensió dels mecanismes a través dels quals la RNA polimerasa inicia i termina els processos de transcripció, i cóm estos processos estan regulats per a ells a la seua volta regular l'expressió gènica (per eixemple l'encés i apagat de certs gens). Despuix de l'aïllament de la ARN polimerasa de E. coli RNA, es varen identificar les tres polimerasa del núcleu de les eucariota, aixina com aquelles associades a virus i organelos. Alguns estudis de transcripció també varen dur a l'identificació de molts factors proteics que influïxen en la transcripció, incloent repressors, activadores i potenciadores. L'habilitat per a purificar mescles o preparacions de la ARN polimerasa va permetre als investigadors desenrollar una gran varietat de métodos nous per a l'estudi de el ARN en tubos d'ensaig, i va dur directament a descobriments clau en la biologia de el ARN.