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 proteica, con 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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