3y 4 TRANSCRIPCION Y TRADUCCION
ﾃ，IDO RIBONUCLEICO RNA O ARN EL RNA DIFIERE DEL ADN EN CONTIENE UNA RIBOSA EN VEZ DE LA DESOXIRRIBOSA
UN URACILO EN VEZ DE LA TIMINA EL RNA ES DE CADENA SENCILLA EL ADN DOBLE
ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ARN
AL IGUAL QUE EL ADN, SE REFIERE A LA SECUENCIA DE LAS BASES NITROGENADAS QUE CONSTITUYEN SUS NUCLEÓTIDOS.
ESTRUCTURA SECUNDARIA
CUANDO EN UNA MISMA CADENA, EXISTEN REGIONES CON SECUENCIAS COMPLEMENTARIAS CAPACES DE APAREARSE.
ESTRUCTURA TERCIARIA
CLASES DE RNA RNA m – RNA mensajero. CARACTERISTICAS:
• •
ES UNA COPIA DE UN GENE. ACTÚA COMO UN FOTOCOPIA DE LA SECUENCIA DE UN GENE.
• TIENE UNA SECUENCIA COMPLEMENTARIA A UN HILO DEL ADN E IDÉNTICO AL OTRO HILO. • EL RNA ACTÚA COMO MENSAJERO PARA LLEVAR LA INFORMACIÓN ALMACENADA EN EL ADN DEL NÚCLEO AL CITOPLASMA DONDE EL RIBOSOMAS PUEDE HACER UN PROTEÍNA. • CADA ARNm TIENE INFORMACIÓN PARA SINTETIZAR UNA PROTEINA DETERMINADA. • SU VIDA MEDIA ES CORTA
RNA t – RNA de transferencia. CARACTERÍSTICAS: • SON MOLÉCULAS DE TAMAÑO PEQUEÑO. • POSEEN EN ALGUNAS ZONAS ESTRUCTURA SECUNDARIA, LO QUE VA HACER QUE EN LAS ZONAS DONDE NO HAY BASES COMPLEMENTARIAS ADQUIERAN UN ASPECTO DE BUCLES, COMO UNA HOJA DE TREBOL. • LOS PLEGAMIENTOS SE LLEGAN A HACER TAN COMPLEJOS QUE ADQUIEREN UNA ESTRUCTURA TERCIARIA • SU MISIÓN ES UNIR AMINOÁCIDOS Y TRANSPORTARLOS HASTA EL ARNM PARA SINTETIZAR PROTEINAS.
• EL LUGAR EXACTO PARA COLOCARSE EN EL ARNM LO HACE GRACIAS A TRES BASES, A CUYO CONJUNTO SE LLAMAN ANTICODÓN (LAS COMPLEMENTARIAS EN EL ARNm SE LLAMAN CODÓN).
RNA r – RNA ribosomico. CARACTERISTICAS: • ES UNO DE LOS COMPONENTES ESTRUCTURALES DEL RIBOSOMA. • CADA RNA r PRESENTA CADENA DE DIFERENTE TAMAÑO, CON ESTRUCTURA SECUNDARIA Y TERCIARIA. • FORMA PARTE DE LAS SUBUNIDADES RIBOSÓMICAS CUANDO SE UNE CON MUCHAS PROTEINAS. • ESTÁN VINCULADOS CON LA SÍNTESIS DE PROTEINAS.
RNA n – RNA nuclear.
CARACTERISTICAS: • ESTA IMPLICADO EN LA MAQUINARIA QUE PROCESA LOS RNA QUE VIAJAN ENTRE EL NÚCLEO Y EL CITOPLASMA. • SE SINTETIZA EN EL NUCLEOLO.
DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR
EL ADN TIENE LA INFORMACIÓN PARA HACER LAS PROTEÍNAS DE LA CÉLULA. YA QUE MUCHAS DE ESTAS PROTEÍNAS FUNCIONAN COMO ENZIMAS EN LAS REACCIONES QUÍMICAS QUE TIENEN LUGAR EN LA CÉLULA,TODOS LOS PROCESOS CELULARES DEPENDEN, EN ÚLTIMA INSTANCIA, DE LA INFORMACIÓN CODIFICADA EN EL ADN.
EN EL PROCESO DE SINTESIS DE PROTEINAS, EXISTE UNA MOLÉCULA, EL RNA, QUE ACTÚA DE INTERMEDIARIA. POR LO TANTO, EN EL PROCESO DE EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN CONTENIDA EN LOS GENES HAY DOS ETAPAS:
ADN
RNA
PROTEINAS
LA PRIMERA SE DENOMINA TRANSCRIPCIÓN Y LA SEGUNDA TRADUCCIÓN ESTO SE HA DADO EN LLAMAR EL "DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR"
TRANSCRIPCIÓN
EL PROCESO DE TRANSCRIPCIÓN, CONSISTE EN HACER UNA COPIA COMPLEMENTARIA DE UN TROZO DE ADN.
EN UNA PRIMERA ETAPA, UNA ENZIMA, LA RNA-POLIMERASA SE ASOCIA A UNA REGIÓN DEL ADN,DENOMINADA PROMOTOR, LA ENZIMA PASA DE UNA CONFIGURACIÓN CERRADA A ABIERTA, Y DESENROLLA UNA VUELTA DE HÉLICE, PERMITIENDO LA POLIMERIZACIÓN DEL RNA A PARTIR DE UNA DE LAS HEBRAS DE ADN QUE SE UTILIZA COMO PATRÓN.
LA RNA-POLIMERASA, SE DESPLAZA POR LA HEBRA PATRÓN, INSERTANDO NUCLEÓTIDOS DE ARN, SIGUIENDO LA COMPLEMENTARIEDAD DE BASES, POR EJEMPLO: Secuencia de ADN:
3'... TACGCT...5„ Secuencia de RNAm:
5'...AUGCGA...3'
CUANDO SE HA COPIADO TODA LA HEBRA, AL FINAL DEL PROCESO , LA CADENA DE ARN QUEDA LIBRE Y EL ADN SE CIERRA DE NUEVO, POR APAREAMIENTO DE SUS CADENAS COMPLEMENTARIAS. DE ESTA FORMA, LAS INSTRUCCIONES GENÉTICAS COPIADAS O TRANSCRITAS AL RNA ESTÁN LISTAS PARA SALIR AL CITOPLASMA. EL ADN, POR TANTO, ES LA "COPIA MAESTRA" DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA, QUE PERMANECE EN "RESERVA" DENTRO DEL NÚCLEO. EL RNA, EN CAMBIO, ES LA "COPIA DE TRABAJO" DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA. ESTE RNA QUE LLEVA LAS INSTRUCCIONES PARA LA SINTESIS DE PROTEINAS SE DENOMINA RNA MENSAJERO.
RNA m – RNA mensajero. CARACTERISTICAS:
• •
ES UNA COPIA DE UN GENE. ACTÚA COMO UN FOTOCOPIA DE LA SECUENCIA DE UN GENE.
• TIENE UNA SECUENCIA COMPLEMENTARIA A UN HILO DEL ADN E IDÉNTICO AL OTRO HILO.
• EL RNA ACTÚA COMO MENSAJERO PARA LLEVAR LA INFORMACIÓN ALMACENADA EN EL ADN DEL NÚCLEO AL CITOPLASMA DONDE EL RIBOSOMAS PUEDE HACER UN PROTEÍNA. • CADA ARNm TIENE INFORMACIÓN PARA SINTETIZAR UNA PROTEINA DETERMINADA. • SU VIDA MEDIA ES CORTA
T R A N S C R I P C I O N
TRADUCCION EL ARN MENSAJERO ES EL QUE LLEVA LA INFORMACIÓN PARA LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS, ES DECIR, DETERMINA EL ORDEN EN QUE SE UNIRÁN LOS AMINOÁCIDOS.
ESTA INFORMACIÓN ESTÁ CODIFICADA EN FORMA DE TRIPLETES, CADA TRES BASES CONSTITUYEN UN CODON QUE DETERMINA UN AMINOACIDO. LAS REGLAS DE CORRESPONDENCIA ENTRE CODONES Y AMINOÁCIDOS CONSTITUYEN EL CODIGO GENETICO.
LA SÍNTESIS DE PROTEÍNAS O TRADUCCIÓN TIENE LUGAR EN LOS RIBOSOMAS DEL CITOPLASMA. LOS AMINOÁCIDOS SON TRANSPORTADOS POR EL ARN DE TRANSFERENCIA, ESPECÍFICO PARA CADA UNO DE ELLOS, Y SON LLEVADOS HASTA EL ARN MENSAJERO, DÓNDE SE APAREAN EL CODÓN DE ÉSTE Y EL ANTICODÓN DEL ARN DE TRANSFERENCIA, POR COMPLEMENTARIEDAD DE BASES, Y DE ÉSTA FORMA SE SITÚAN EN LA POSICIÓN QUE LES CORRESPONDE.
UNA VEZ FINALIZADA LA SÍNTESIS DE UNA PROTEÍNA, EL ARN MENSAJERO QUEDA LIBRE Y PUEDE SER LEÍDO DE NUEVO. DE HECHO, ES MUY FRECUENTE QUE ANTES DE QUE FINALICE UNA PROTEÍNA YA ESTÁ COMENZANDO OTRA, CON LO CUAL, UNA MISMA MOLÉCULA DE ARN MENSAJERO, ESTÁ SIENDO UTILIZADA POR VARIOS RIBOSOMAS SIMULTANÉAMENTE.
AMINOACIDOS
ASPECTOS, NATURALEZA Y BIOQUIMICA DEL CODIGO GENETICO
LOS CODONES DEL CODIGO SON TRIPLETES. PARA PODER CODIFICAR LOS 20 AMINOACIDOS NATURALEZ SE NECESITA QUE CADA AMINOACIDO VENGA ESPECIFICADO POR UNA SECUENCIA DE 3 NUCLEOTIDOS, LLAMADA TRIPLETE O CODON.
LOS TRIPLETES NO SE SOLAPAN UNAS DE LAS PROPUESTAS INICIALES PARA LA DISTRIBUCION DE LOS CODONES EN EL RNAm FUE QUE TRIPLETES CONTIGUOS COMPARTIERAN NUCLEOTIDOS. EN LA HIPOTESIS SOLAPANTE, LA SECUENCIA DEL PRIMER TRIPLETE RESTRINGE LAS POSIBLES SECUENCIAS DEL SEGUNDO, ESTAS A SU VEZ LAS DEL TERCERO Y ASI SUCESIVAMENTE, POR LO QUE LA SECUENCIA DE AMINOACIDOS DE LAS PROTEINAS ESTARIA CONDICIONADA, NO PODRIA SER CUALQUIERA. PUESTO QUE ESTAS PREVISIONES NO SE CUMPLEN EN LA REALIDAD, SE PUDO DEMOSTRAR QUE LA HIPOTESIS SOLAPANTE ES INCORRECTA, LOS TRIPLETES NUNCA COMPARTEN NUCLEOTIDOS, NO SE SOLAPAN. ESTO ES ASI PARA EL CODIGO GENETICO DE TODOS LOS SERES VIVOS.
EXISTEN TRES MARCOS O PAUTAS DE LECTURA EL HECHO DE QUE LOS CODONES CONTIGUOS NE SE SOLAPEN NO IMPLICA EXISTA SEÑAL DE SEPARACION ENTRE ELLOS. COMO CONSECUENCIA, EN PRINCIPIO LA LECTURA DE UN RNAm EN LA TRADUCCION SE PODRIA INICIAR EN CUALQUIER NUCLEOTIDO, LO QUE DEFINIRIA A ESTE COMO EL PRIMER NUCLEOTIDO DEL CODON DE INICIO DE LA TRADUCCION. ESTO SIGNIFICA LA EXISTENCIA POTENCIAL DE TRES MENSAJES EN CUALQUIER RNAm, DEPENDIENDO DE EN QUE NUCLEOTIDO SE INICIE LA LECTURA DE LOS CODONES; SE HABLA DE TRES MARCOS O PAUTAS DE LECTURA. LA TRADUCCION DEL RNAm SIGUIENDO CADA UNO DE ELLOS FORMARIA TRES POLIPEPTIDOS DISTINTOS.
SIN EMBARGO EN LA TRADUCCION NO SE MANIFIESTA ESTA APARENTE AMBIGÜEDAD. UNA VEZ INICIADA LA TRADUCCION SEGÚN UN MARCO DE LECTURA, SE PUEDE DECIR QUE LOS OTROS DOS CARECEN DE INFORMACION. SIN EMBARGO, UNO DE LOS OTROS MARCOS PUEDE REPRESENTAR UN MENSAJE VALIDO PARA OTRO GEN DISTINTO. ESTE ES EL MECANISMO UTILIZADO A VECES PARA FORMAR DOS O MAS PROTEINAS RELACIONADAS A PARTIR DE UN MISMO TRANSCRITO. TAMBIEN ES EL RESULTADO DE ALGUNAS MUTACIONES PUNTUALES, AQUELLAS EN LAS QUE SE INSERTAN O ELIMINAN NUCLEOTIDOS EN NUMERO NO MULTIPLO DE TRES.
MODELO DE REPRESENTACION DEL CODIGO GENETICO
SE HAN ELABORADO DIVERSOS MODELOS PARA REPRESENTAR EN FORMA CLARA Y SENCILLA LA CORRELACION EXISTENTE ENTRE CODONES DE RNAm Y AMINOACIDOS DEL POLIPEPTIDO TRADUCIDO. EN TODOS ELLOS, LA SECUENCIA DEL TRIPLETE SE REFIERE AL CODON DEL RNAm, NUNCA SE INDICA COMO TRIPLETE DEL ADN NI COMO TRIPLETE ANTICODON DEL RNAt. LAS BASES DE CADA CODON SE NUMERAN, COMO SIEMPRE, EN LA DIRECCION 5‟ DEL CODON Y LA 3‟, LA MISMA EN LA QUE SE SINTETIZA EL RNAm; ASI, LA 1‟ POSICION ES EL EXTREMO 5‟ DEL CODON Y LA 3‟ POSICION EN SU EXTREMO 3‟.
A) FORMATO EN TABLA:
ES LA REPRESENTACION MAS COMUNMENTE USADA, UTILIZA FILAS Y COLUMNAS, A MODO DE TABLA DE DOBLE ENTRADA
B) FORMATO CIRCULAR ES UN MODELO MAS RECIENTE POSIBLEMENTE MAS SENCILLO Y FACIL DE UTILIZAR, EMPLEA CIRCULOS CONCENTRICOS EN LOS QUE SE INDICAN, DEL CENTRO HACIA FUERA, LOS TRES NUCLEOTIDOS DEL CODON Y EL AMINOACIDO QUE CODIFICA.
CODON DE INICIO
EL CODON AUG, EL UNICO QUE CODIFICA METIONINA, ES RESPONSABLE COMO CULQUIER OTRO CODON DE LA INCORPORACION DEL AMINOACIDO CORRESPONDIENTE AL POLIPEPTIDO, PERO AL MISMO TIEMPO POSEE LA PARTICULARIDAD DE ACTUAR DE FORMA ESPECIFICA COMO CODON DE INICIO EN LA MAYORIA DE LOS CASOS. ES DECIR, LA SINTESIS DE LA MAYORIA DE LAS PROTEINAS COMIENZA CON UN CODON AUG; ELLO EXPLICA QUE METIONINA SIEMPRE OCUPE LA POSICION 1 DE CUALQUIER POLIPEPTIDO RECIEN SINTETIZADO
CODONES DE TERMINACION
SE PUEDE OBSERVAR EN EN LAS REPRESENTACIONES DEL CODIGO GENETICO QUE LOS CODONES UAA, UAG Y UGA NO CODIFICAN AMINOACIDO ALGUNO, SINO QUE CAUSAN LA FINALIZACION DE LA SINTESIS PROTEICA. SE LE DENOMINA CODONES DE TERMINACION, DE PARO, CODONES “STOP” O TAMBIEN CODONES SIN SENTIDO. LA PRESENCIA DE TRES CODONES DE TERMINACION EN UN TOTAL DE 64 INDICARIA QUE, ESTADISTICAMENTE, LA SINTESIS NO SE ALARGARIA MAS ALLA DE UNOS 20 AMINOACIDOS ( 3/64 = 4.7 %). SIN EMBARGO, LA REGION ESTRUCTURAL DE LOS GENES PARA PROTEINAS CONTIENE UNA FRECUENCIA MUCHO MENOR DE CODONES DE TERMINACION. LA REGION DEL ADN COMPRENDIDA ENTRE UN CODON DE INICIO Y UNO DE TERMINACION SE LLAMA “MARCO ABIERTO DE LECTURA” (OPEN READING FRAME, ORF).
POR EJEMPLO, PARA UNA PROTEINA DE MASA 60 kDa SE REQUERIRIA UN MARCO ABIERTO DE LECTURA CON UNOS 545 CODONES ( MASA MEDIA DE UN RESIDUO AMINOACIDO = 110 Da; 60. 000 Da / 110 Da = 545)
DEGENERACION ESTA ES UNA DE LAS CARCTERISTICAS MAS LLAMATIVAS DEL CODIGO.
SE ENTIENDE POR DEGENERACION EL HECHO DE QUE UN AMINOACIDO ESTA CODIFICADO POR MAS DE UN CODON; A LOS CODONES QUE CODIFICAN AL MISMO AMINOACIDO SE LES LLAMA CODONES SINONIMOS. AUNQUE A PRIMERA VISTA PUEDE PARECERLO, ELLO NO SUPONE INDEFINICION O AMBIGÜEDAD ALGUNA, PUES UNA SECUENCIA CONCRETA DE BASES DEFINE INEQUIVOCAMENTE LOS AMINOACIDOS QUE DEBEN INCORPORARSE; ASI HABRIA AMBIGÜEDAD SI UN MISMO CODON CODIFICASE VARIOS AMINOACIDOS. LA DEGENERACION ES UNA CONSECUENCIA DIRECTA DEL SUPERAVIT DE CODONES SOBRE AMINOACIDOS ( 64 TRIPLETES POSIBLES Y SOLO 20 AMINOACIDOS)