1. TRADUCCIÓN DEL ARNm
Es el paso del mensaje genético del ARNm al de las proteínas, pero para poder pasar de un tipo de molécula a otro se necesita un código que relacione los nucleótidos con los aminoácidos. Ese es el código genético.
1.2.CÓDIGO GENÉTICO
Es una correspondencia entre nucleótidos y aminoácidos, que nos permite pasar el mensaje de los genes hasta las proteínas. En el ARNm, los aminoácidos se codifican mediante tres letras, que son tripletes de bases o codones. Pero no hay ninguna relación química entre los codones y los aminoácidos, por lo que los aa no pueden unirse directamente al ARNm. Para ello se necesitan moléculas de ARNt que conviertan un lenguaje en otro.
Es universal para todos los seres vivos tienen el mismo y no da lugar a confusiones. Es degenerado o redundante. Existen 64 tripletes posibles y sólo 20 aminoácidos, por lo que cada aa puede estar codificado por más de un codón. Todos los codones tienen sentido 5’ > 3'.No se produce solapamiento.
2. PAPEL DE INTÉRPRETE DE LOS ARNt
El ARNt mantiene la correspondencia entre los tripletes y los aminoácidos. Esta correspondencia depende de dos tipos de adaptaciones:
1º adaptación: cada ARNt debe unirse de forma específica a un determinado aa, para lo que se necesita enzima aminoacil ARNt sintetasa, que presenta dos sitios activos específicos, uno reconoce al aminoácido y el otro reconoce el bucle o brazo D del ARNt correspondiente. La enzima cataliza la unión del grupo carboxilo del aa con el hidroxilo del brazo aceptor del ARNt.
2º adaptación: se produce en los ribosomas. Los ARNt reconocen los codones del ARNm y se unen a ellos. Los ribosomas actúan como adaptador. La unión codón-anticodón sólo es estricta para las dos primeras bases del anticodón. La 3ª base del extremo 5’, puede unirse a diferentes bases. Esto se denomina balanceo y causa la degeneración del código. Por ello, existen entre 35 y 50 ARNt diferentes.
3. TRADUCCIÓN EN EUCARIOTAS
Es muy similar en procariotas y eucariotas y tiene 3 etapas:
INICIACIÓN
Consiste en la formación del complejo de iniciación 80S, formado por un ribosoma unido al ARNm y ARNti met. Para ello se necesitan varias fases; los factores de iniciación y la energía del GTP permiten la unión de la subunidad pequeña del ribosoma con el ARNti met, el complejo formado reconoce la “caperuza” del ARNm gracias a otros factores de iniciación, uniéndose al extremo 5’ del ARNm, y con la energía en forma de ATP, la subunidad pequeña del ribosoma se desplaza por el ARNm en dirección 5’>3' hasta que encuentra el codón de iniciación. El ARNtimet se une a este codón, ya que tiene el anticodón y por último los FI se liberan y se acopla la subunidad mayor, formando el complejo de iniciación que tiene tres sitios de fijación: el E, el P y el A.
La traducción comienza siempre por el codón AUG y, por tanto el aa metionina.
ELONGACIÓN
Es el proceso por el que se sintetiza la cadena peptídica dentro del ribosoma, catalizado por la peptidil transferasa. Hay tres fases sucesivas que se repiten para cada aa añadido a la cadena peptídica.
1º fase: entrada del ARNt-aminoácido
2º fase: formación del enlace peptídico.
3º fase: traslocación. El factor de elongación FE-2 con energía mueve el ribosoma quedando así el P ocupado por el ARNt con el dipéptido, el A vacío y el sitio E ocupado por el ARNti sin aa.
Repetición de las tres fases.las tres fases.
TERMINACIÓN
Acaba cuando tras una traslocación aparece en el sitio A uno de los tres codones de terminación: UAA, UAG o UGA.
MADURACIÓN POSTRADUCCIONAL
Los polipéptidos recién sintetizados no son funcionales ya que precisan de ciertas modificaciones; plegamiento de las proteínas, adición de grupos prostéticos, modificación de algunos aminoácidos o cortes proteolíticos.
4. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
La capacidad de controlar la síntesis de proteínas asegura la supervivencia de los organismos. Sólo se sintetizan las proteínas necesarias en el momento adecuado. Esta es la clave de la diferenciación celular, ya que en cada tejido las células sólo expresan aquellas proteínas que precisarán para sus funciones.
Los organismos regulan de dos formas la actividad metabólica: modificando la actividad enzimática o cambiando la concentración de enzimas. Esta regulación de la expresión génica es más compleja en eucariotas que en procariotas.
4.1. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN PROCARIOTAS:OPERÓN LAC
La regulación en procariotas se da en la transcripción. Para ello utilizan proteínas reguladoras codificadas por genes reguladores. Estas proteínas pueden actuar como controles negativos, reprimiendo la transcripción; o como controles positivos, intensificandola.
Jacob, Monod y colaboradores analizaron el sistema de la lactosa en E.coli, y los resultados permitieron establecer el modelo genético del operón que permite entender cómo se regula la expresión génica en bacterias, por lo cuál obtuvieron el Nobel en 1965.
Un operón es grupo de genes estructurales cuya expresión está regulada por los mismos elementos de control y genes reguladores. Los principales elementos de un operón son:
Los genes estructurales: llevan información para polipéptidos.
El promotor (P): son un elemento de control que es una región del ADN con una secuencia que el ARN polimerasa reconoce para el inicio de la transcripción.
El operador (O): otro elemento de control que es una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la proteína reguladora.
El gen regulador (i): secuencia de ADN que codifica para la proteína reguladora que reconoce la secuencia de la región del operador.
Proteína reguladora: proteína codificada por el gen regulador.
Inductor:compuesto cuya presencia induce la expresión de los genes.
El operón lactosa es un sistema inducible bajo control negativo, por lo que la proteína reguladora, producto del gen regulador i, es un represor, impidiendo la expresión de los genes estructurales en ausencia del inductor, que es la lactosa. Los genes estructurales del operón lactosa codifican para la β-galactosidasa, que cataliza la hidrólisis de la lactosa en glucosa más galactosa. En ausencia del inductor, la proteína represora se encuentra unida a la región operadora e impide la unión de la ARN-polimerasa a la región promotora y no se transcriben los genes estructurales.
Pero en presencia de la lactosa, esta se une a la proteína reguladora que cambia su conformación y se suelta de la región operadora dejando así acceso libre a la ARN-polimerasa para que se una a la región promotora transcribiendo así los genes estructurales.
4.2. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN EUCARIOTAS
La regulación es mucho más compleja y menos conocida. Tiene lugar en cinco niveles:
1.Estructura de la cromatina.
2.Control de la transcripción.
3.Control de la maduración postranscripcional.
4.Control de la traducción.
5.Control del proceso postraduccional.
Fuentes: BioGeo, Hiru, Libro Biología 2º Bach.
Es el paso del mensaje genético del ARNm al de las proteínas, pero para poder pasar de un tipo de molécula a otro se necesita un código que relacione los nucleótidos con los aminoácidos. Ese es el código genético.
1.2.CÓDIGO GENÉTICO
Es una correspondencia entre nucleótidos y aminoácidos, que nos permite pasar el mensaje de los genes hasta las proteínas. En el ARNm, los aminoácidos se codifican mediante tres letras, que son tripletes de bases o codones. Pero no hay ninguna relación química entre los codones y los aminoácidos, por lo que los aa no pueden unirse directamente al ARNm. Para ello se necesitan moléculas de ARNt que conviertan un lenguaje en otro.
Es universal para todos los seres vivos tienen el mismo y no da lugar a confusiones. Es degenerado o redundante. Existen 64 tripletes posibles y sólo 20 aminoácidos, por lo que cada aa puede estar codificado por más de un codón. Todos los codones tienen sentido 5’ > 3'.No se produce solapamiento.
2. PAPEL DE INTÉRPRETE DE LOS ARNt
El ARNt mantiene la correspondencia entre los tripletes y los aminoácidos. Esta correspondencia depende de dos tipos de adaptaciones:
1º adaptación: cada ARNt debe unirse de forma específica a un determinado aa, para lo que se necesita enzima aminoacil ARNt sintetasa, que presenta dos sitios activos específicos, uno reconoce al aminoácido y el otro reconoce el bucle o brazo D del ARNt correspondiente. La enzima cataliza la unión del grupo carboxilo del aa con el hidroxilo del brazo aceptor del ARNt.
2º adaptación: se produce en los ribosomas. Los ARNt reconocen los codones del ARNm y se unen a ellos. Los ribosomas actúan como adaptador. La unión codón-anticodón sólo es estricta para las dos primeras bases del anticodón. La 3ª base del extremo 5’, puede unirse a diferentes bases. Esto se denomina balanceo y causa la degeneración del código. Por ello, existen entre 35 y 50 ARNt diferentes.
3. TRADUCCIÓN EN EUCARIOTAS
Es muy similar en procariotas y eucariotas y tiene 3 etapas:
INICIACIÓN
Consiste en la formación del complejo de iniciación 80S, formado por un ribosoma unido al ARNm y ARNti met. Para ello se necesitan varias fases; los factores de iniciación y la energía del GTP permiten la unión de la subunidad pequeña del ribosoma con el ARNti met, el complejo formado reconoce la “caperuza” del ARNm gracias a otros factores de iniciación, uniéndose al extremo 5’ del ARNm, y con la energía en forma de ATP, la subunidad pequeña del ribosoma se desplaza por el ARNm en dirección 5’>3' hasta que encuentra el codón de iniciación. El ARNtimet se une a este codón, ya que tiene el anticodón y por último los FI se liberan y se acopla la subunidad mayor, formando el complejo de iniciación que tiene tres sitios de fijación: el E, el P y el A.
La traducción comienza siempre por el codón AUG y, por tanto el aa metionina.
ELONGACIÓN
Es el proceso por el que se sintetiza la cadena peptídica dentro del ribosoma, catalizado por la peptidil transferasa. Hay tres fases sucesivas que se repiten para cada aa añadido a la cadena peptídica.
1º fase: entrada del ARNt-aminoácido
2º fase: formación del enlace peptídico.
3º fase: traslocación. El factor de elongación FE-2 con energía mueve el ribosoma quedando así el P ocupado por el ARNt con el dipéptido, el A vacío y el sitio E ocupado por el ARNti sin aa.
Repetición de las tres fases.las tres fases.
TERMINACIÓN
Acaba cuando tras una traslocación aparece en el sitio A uno de los tres codones de terminación: UAA, UAG o UGA.
MADURACIÓN POSTRADUCCIONAL
Los polipéptidos recién sintetizados no son funcionales ya que precisan de ciertas modificaciones; plegamiento de las proteínas, adición de grupos prostéticos, modificación de algunos aminoácidos o cortes proteolíticos.
4. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA
La capacidad de controlar la síntesis de proteínas asegura la supervivencia de los organismos. Sólo se sintetizan las proteínas necesarias en el momento adecuado. Esta es la clave de la diferenciación celular, ya que en cada tejido las células sólo expresan aquellas proteínas que precisarán para sus funciones.Los organismos regulan de dos formas la actividad metabólica: modificando la actividad enzimática o cambiando la concentración de enzimas. Esta regulación de la expresión génica es más compleja en eucariotas que en procariotas.
4.1. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN PROCARIOTAS:OPERÓN LAC
La regulación en procariotas se da en la transcripción. Para ello utilizan proteínas reguladoras codificadas por genes reguladores. Estas proteínas pueden actuar como controles negativos, reprimiendo la transcripción; o como controles positivos, intensificandola.
Jacob, Monod y colaboradores analizaron el sistema de la lactosa en E.coli, y los resultados permitieron establecer el modelo genético del operón que permite entender cómo se regula la expresión génica en bacterias, por lo cuál obtuvieron el Nobel en 1965.
Un operón es grupo de genes estructurales cuya expresión está regulada por los mismos elementos de control y genes reguladores. Los principales elementos de un operón son:
Los genes estructurales: llevan información para polipéptidos.
El promotor (P): son un elemento de control que es una región del ADN con una secuencia que el ARN polimerasa reconoce para el inicio de la transcripción.
El operador (O): otro elemento de control que es una región del ADN con una secuencia que es reconocida por la proteína reguladora.
El gen regulador (i): secuencia de ADN que codifica para la proteína reguladora que reconoce la secuencia de la región del operador.Proteína reguladora: proteína codificada por el gen regulador.
Inductor:compuesto cuya presencia induce la expresión de los genes.
El operón lactosa es un sistema inducible bajo control negativo, por lo que la proteína reguladora, producto del gen regulador i, es un represor, impidiendo la expresión de los genes estructurales en ausencia del inductor, que es la lactosa. Los genes estructurales del operón lactosa codifican para la β-galactosidasa, que cataliza la hidrólisis de la lactosa en glucosa más galactosa. En ausencia del inductor, la proteína represora se encuentra unida a la región operadora e impide la unión de la ARN-polimerasa a la región promotora y no se transcriben los genes estructurales.
Pero en presencia de la lactosa, esta se une a la proteína reguladora que cambia su conformación y se suelta de la región operadora dejando así acceso libre a la ARN-polimerasa para que se una a la región promotora transcribiendo así los genes estructurales.
4.2. REGULACIÓN DE LA EXPRESIÓN GÉNICA EN EUCARIOTAS
La regulación es mucho más compleja y menos conocida. Tiene lugar en cinco niveles:
1.Estructura de la cromatina.
2.Control de la transcripción.
3.Control de la maduración postranscripcional.
4.Control de la traducción.
5.Control del proceso postraduccional.
Fuentes: BioGeo, Hiru, Libro Biología 2º Bach.
Comentarios
Publicar un comentario
Gracias por comentar. Te rogamos que seas preciso y educado en tus comentarios.