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martes, 26 de abril de 2016

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR: CÓDIGO GENÉTICO, TRADUCCIÓN-4/4



CÓDIGO GENÉTICO- TRADUCCION
Para iniciar este proceso es necesario conocer el código genético, es decir la relación que existe entre la secuencia de nucleótidos y los correspondientes aminoácidos.

Esta relación fue establecida a base de crear secuencias artificiales y comprobar que aminoácido les correspondía. Así fue establecido el código genético, tras los experimentos de Severo Ochoa, Nirenberg, Matthaei Korenberg y Khorana.
Tras muchas pruebas llegaron a la conclusión de que cada tres nucleótidos codificaban para un aminoácido. Esto supone que existen más tripletes que aminoácidos, 64 tripletes, frente a 20 aminoácidos, así que la pregunta es saber que ocurre con el “exceso” de tripletes.  De este modo se observó que los tripletes no solo codificaban para los 20 aminoácidos, sino que además existen tripletes sin sentido, es decir que no codifican para ningún aminoácido, pero marcan el final de la codificación, es decir, son secuencias stop.
Por otra parte se observa que diferentes tripletes codifican para el mismo aminoácido.

De este modo se establecen las características generales del código genético:
1-      Es universal, es el mismo para todos los seres vivos, lo que demuestra el origen común de todos los organismos (incluidos virus).
2-      Es degenerado, varios tripletes codifican para el mismo aminoácido
3-      Es una secuencia lineal
4-  No tiene huecos, es decir, la secuencia de nucleótidos es continua, codificando los aminoácidos de modo igualmente continuo.



El ADN contiene la información que es transcrita al ARNm en forma de tripletes o codones de ARN, éstos a su vez se corresponden con la secuencia anticodón (triplete complementario) que lleva el ARNt.




Mecanismo de la traducción

Primero se tienen que activar los aminoácidos, esto ocurre cuando se unen al ARNt, proceso que requiere la actuación de la aminoacil-ARNt-sintetasa, y ATP. El aminoácido que se une es el codificado por el triplete complementario al anticodón.
Una vez unido comienzan las distintas fases:

1-Iniciación-

El ARNm se une a la subunidad menor del ribosoma, por el extremo 5’ de la cadena. Para que se generen estas uniones interviene el IF3 (factor de iniciación 3). Tras esto se une el ARNt que transporta el aminoácido metionina, codificado por el triplete AUG (presente en el ARNm), triplete que marca el inicio de la traducción de la secuencia del ADN. Para que esta unión sea efectiva se requiere el IF2. Por último se une la subunidad mayor del ribosoma, para ello es necesaria la actuación del IF1 y presencia de Mg+2. Cuando se ha producido la unión de todas las estructuras se genera el complejo de iniciación.


     vídeo: activación aminoácidos

       vídeos fases traducción (síntesis proteínas):
              fase de Iniciación
              fase de Elongación
              fase de Terminación




2-Elongación-
El ribosoma se va desplazando a lo largo de la cadena de ARNm, en sentido 5’-3’.
El ribosoma presenta una estructura tridimesional con 3 regiones o sitios, el sitio A, el sitio P y el sitio E, cada uno ocupa el espacio equivalente a un triplete.

Una vez que ha entrado el primer ARNt con el aminoácido (aa) met, y se acopla la subunidad mayor del ribosoma, el ARNt-aa queda ubicado en el sitio P del ribosoma, quedando los sitio A y E libres. Al sitio A accede otro ARNt, cargado con el aa correspondiente al triplete que aparece en el ARNm. Una vez que se encuentran situados el  1º aa met y el 2º aa, se produce la unión entre ellos, por la acción de la aminoacil-peptidasa (en realidad la propia acción catalítica del ribosoma, es una ribozima).  Una vez unidos ambos aa, el 1º se libera de su correspondiente ARNt. El ribosoma se desplaza el equivalente a un triplete, de modo que el primer ARNt se situa en el sitio E, y el 2º ARNt en el sitio P, quedando libre el sitio A que permite la entrada de un nuevo ARNt cargado con el aa correspondiente a la secuencia del ARNm. Igual que antes se producirá la unión entre este aa y los dos anteriores. La repetición de este proceso lleva a la elongación de la cadena, añadiendo los aa de acuerdo con la secuencia indicada en el ARNm.

3-Terminación-
En el desplazamiento del ribosoma por el ARNm termina apareciendo un triplete sin sentido, es decir, un triplete que indica el término de la cadena (triplete stop), lo que da lugar a la liberación de las subunidades del ribosoma y de la cadena proteicacon la colaboración de los factores de liberación (RF).

    vídeo: síntesis proteínas




Regulación de la expresión genética

La célula tiene que controlar que cantidad de proteínas producir. En procariotas Jacob y Monod realizaron un experimento (1960) en el que observaron la existencia de un operón—conjunto de genes que llevan distintas informaciones para regular como producir las proteínas.
En este operón aparecen:
- genes estructurales- secuencia de ADN que llevan la información para la producción de la proteína activa.
- genes promotores- secuencia de ADN donde se una la ARN-polimerasa para la transcipción
- genes reguladores- genes que llevan información para crear una proteína reguladora.
- genes operadores- donde se va a unir  la proteína reguladora y al unirse bloquea la transcripción.

-Operón inducible-

El proceso catabólicos, en los que reciben sustancias complejas y que se convierten en sustancias más sencillas, se produce un proceso inducible.
La secuencia está siempre bloqueada, es decir, el regulador ha producido la proteína que bloquea al operador, de modo que impide que la ARN polimerasa pueda leer. Esto se activa cuando aparece el sustrato a degradar. Este sustrato se unirá a la proteína que bloquea al promotor, desbloqueando así la transcripción y permitiendo que actúe la ARN polimerasa que realiza la transcripción

-Operón represible-

En procesos anabólicos en los que de moléculas sencillas se forma una molécula compleja, se produce un efecto represor.

La transcripción está activa, se están formando proteínas, y cuando ya se han producido suficientes, estas propias proteínas se une a la proteína reguladora que se unirá al operador, bloqueando así la actividad de la ARNpolimerasa, y por tanto la transcripción.

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