CÓDIGO GENÉTICO

Si 1 base nitrogenada 1 aminoácido, sólo existirían 4 aa Si 2 bases nitrogenadas 1 aa, sólo existirían 16 aa posibles Si 3 bases nitrogenadas 1aa, habría 64 combinaciones posibles Cada 3 bases nitrogenadas codifican un aminoácido (64 combinaciones posibles, más que suficiente para cubrir los 20 aa que se encuentran en la naturaleza) El conjunto de tres bases nitrogenadas que codifican para un a.a. recibe el nombre de triplete o codón

En 1955 Severo Ochoa con sus trabajos es capaz, por primera vez de sintetizar un ARNm poliU. Descubrió una enzima, la polinucleótido fosforilasa que es capaz de catalizar la síntesis de ARNm sin necesidad de utilizar un molde de ADN; esta enzima, simplemente une los ribonucleótidos que se encuentran en un medio

En 1961 Nirenberg y Matthaei descubrieron que este poliU llevaba la información para producir una proteína formada por fenilalanina; por tanto UUU = fenilalanina Poniendo en 20 tubos la “maquinaria necesaria” para la síntesis de proteínas y como fuente de aa sólo de un tipo en cada tubo. Sólo se forma proteina en el tubo que contiene fenilalanina Con este mismo procedimiento se llega a descifrar la secuencia que codifica los 20 aa

CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO GENÉTICO Es universal: común a todos los organismos, esto nos indica que estos organismos deben tener un origen común. Es degenerado: la mayor parte de los a.a. están codificados por más de un codón; esto tiene una ventaja cambios en algún nucleótido no alteran el orden de a.a. en la proteína. No presenta imperfecciones: ningún codón codifica más de un a.a. No hay solapamiento: los tripletes están dispuestos de forma lineal y contínua, sin que compartan ninguna base nitrogenada.

Su lectura se hace en un solo sentido desde el codón que significa comienzo AUG de la proteína, hasta el que significa su final (UAA, UAG, UGA). AUGGGUACCCAUGCUUUUGCCA Met Gli Tre His Ala Fen Ala » Met Leu Leu Pro

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA

TRANSCRIPCIÓN

Síntesis de una molécula de ARN a partir del ADN Ocurre en el núcleo. Es necesaria: Una cadena de ADN que sirva de molde ARN polimerasa (I,II y III) Ribonucleótidos trifosfato A, G, C y U CARACTERÍSTICAS

ETAPAS 1.Elongación: la síntesis continua en sentido 5´-3´. La RNA polimerasa selecciona un ribonucleótido complementario a la cadena molde y lo une al nucleótido siguiente. Al poco se añade una caperuza (metil-guanosín trifosfato) al extremo 5´. 2.Finalización: parece que está relacionado con la secuencia TTATTT. Ahora interviene un poli-A polimerasa que añade una cola de poli-A al pre-ARNm (ARNhn). 3.Iniciación: la ARN polimerasa II se une a una zona del ADN llamada promotor (posee secuencias CAAT y TATA) haciendo que la doble hélice se abra. 4.Maduración: en eucariontes la mayoría de los genes que codifican para proteinas están fragmentados y cada gen consta de exones (secuencias que se transcriben y se traducen) e intrones ( secuencias que se transcriben pero no se traducen). La maduración consiste en la eliminación de los intrones y unión de exones.

ARNpolimerasa 3’ 5’ ARN ADN La transcripción: Síntesis de ARN. T A C A C G C C G A C G UCGUGGGCUGCA (i)

T A C G A A C C G T T G C A C A T C AUGCUUGGCAACGUG Transcripción: 1- Iniciación: Una ARN ‑ polimerasa comienza la síntesis del precursor del ARN a partir de unas señales de iniciación "secuencias de consenso " que se encuentran en el ADN. ARNpolimerasa

T A C G A A C C G T T G C A C A T C AUGCUUGGCAACGUG Transcripción: 2. Alargamiento: La síntesis de la cadena continúa en dirección 5'  3'. Después de 30 nucleótidos se le añade al ARN una cabeza (caperuza o líder) de metil ‑ GTP en el extremo 5‘ con función protectora. m-GTP ARNpolimerasa

AUGCUCGUG Transcripción: 3- Finalización: Una vez que la enzima (ARN polimerasa) llega a la región terminadora del gen finaliza la síntesis del ARN. Entonces, una poliA ‑ polimerasa añade una serie de nucleótidos con adenina, la cola poliA, y el ARN, llamado ahora ARNm precursor, se libera. m-GTP poliA-polimerasa UAGAAAAA ARNm precursor

ARNm precursor AAAAAA AUG UAG cola 4. Maduración (cont.): El ARNm precursor contiene tanto exones como intrones. Se trata, por lo tanto, de un ARNm no apto para que la información que contiene sea traducida y se sintetice la correspondiente molécula proteica. En el proceso de maduración un sistema enzimático reconoce, corta y retira los intrones y las ARN ‑ ligasas unen los exones, formándose el ARNm maduro. ARNm maduro Cabeza

Región codificadora del gen Promotor E1 I1 E2 I2 E3 Terminador ADN ARNm precursor ARNm maduro AAAAAA AUG UAG AUG UAG ATC TAC Cabeza Cabeza E1 I1 E2 I2 E3 cola Maduración del ARNm (Visión de conjunto).

TRADUCCIÓN

Met 1er aminoácido ARNt Anticodón Codón ARNm Subunidad menor del ribosoma AAAAAAAAAAA P A A U G C A A U A C Iniciación : La subunidad pequeña del ribosoma se une a la región líder del ARNm y el ARNm se desplaza hasta llegar al codón AUG, que codifica el principio de la proteína. Se les une entonces el complejo formado por el ARNt-metionina (Met). La unión se produce entre el codón del ARNm y el anticodón del ARNt que transporta la metionina (Met). 5’ 3’ U G C U U A C G AU A G (i)

Met Subunidad menor del ribosoma AAAAAAAAAAA P A A U G C A A U A C Elongación I: A continuación se une la subunidad mayor a la menor completándose el ribosoma. El complejo ARNt-aminoácido 2, la glutamima (Gln) [ARNt-Gln] se sitúa enfrente del codón correspondiente (CAA). La región del ribosoma a la que se une el complejo ARNt-Gln se le llama región aminoacil (A). 5’ 3’ Gln G U U U G C U U A C G A U A G (i)

ARNm AAAAAAAAAAA P A A U G C A A U A C Elongación II: Se forma el enlace peptídico entre el grupo carboxilo de la metionina (Met) y el grupo amino del segundo aminoácido, la glutamina (Gln). 5’ Gln-Met G U U U G C U U A C G A U A G 3’

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongación III: El ARNt del primer aminoácido, la metionina (Met) se libera. 5’ U A C Gln-Met G U U U G C U U A C G A U A G ARNm 3’

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongación IV: El ARNm se traslada, de tal manera que el complejo ARNt-Gln-Met queda en la región peptidil del ribosoma, quedando ahora la región aminoacil (A) libre para la entrada del complejo ARNt-aa 3 5’ 3’ Gln-Met G U U U G C U U A C G A U A G ARNm

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongación V: Entrada en la posición correspondiente a la región aminoacil (A) del complejo ARNt-Cys, correspondiente al tercer aminoácido, la cisteína (Cys). 5’ Gln-Met G U U U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G Cys

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongación VI: Unión del péptido Met-Gln (Metionina-Glutamina) a la cisteína (Cys). 5’ G U U U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G Cys-Gln-Met

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongación VII: Se libera el ARNt correspondiente al segundo aminoácido, la glutamina (Glu). 5’ U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ G U U A C G Cys-Gln-Met (i)

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongación VIII: El ARNm corre hacia la otra posición, quedando el complejo ARN t3 -Cys- Glu-Met en la región peptidil del ribosoma. 5’ U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G Cys-Gln-Met

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongación IX: Entrada del complejo ARNt-Leu correspondiente al 4º aminoácido, la leucina. 5’ U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G Cys-Gln-Met A A U Leu

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongación X: Este se sitúa en la región aminoacil (A). 5’ U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G Cys-Gln-Met A A U Leu

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongación XI: Unión del péptido Met-Gln-Cys con el 4º aminoácido, la leucina (Leu). Liberación del ARNt de la leucina. El ARNm se desplaza a la 5ª posición 5’ U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A C G A A U Leu-Cys-Gln-Met

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongación XII: Entrada del ARNt de la leucina, el 5º aminoácido, la arginina (ARNt-Arg). 5’ U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A A U Leu-Cys-Gln-Met G C U Arg

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A Elongación XIII: Unión del péptido Met-Gln-Cys-Leu con el 5º aminoácido, la arginina (Arg). Liberación del ARNt de la leucina (Leu). El ARNm se desplaza a la 6ª posición, se trata del un codón de finalización o de stop. 5’ U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A A U Arg-Leu-Cys-Gln-Met G C U

AAAAAAAAAAA P A A U G C A A 5’ U G C U U A C G A U A G ARNm 3’ A A U Arg-Leu-Cys-Gln-Met G C U Finalización I: Liberación del péptido o proteína. Las subunidades del ribosoma se disocian y se separan del ARNm.

AAAAAAAAAAA Finalización II: Después unos minutos los ARNm son digeridos por las enzimas del hialoplasma. 5’ ARNm 3’ A U G C A A U G C U U A C G A U A G (i)