Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente 2º Bachillerato - Salesianos Atocha Luis Heras

1. El código genético La traducción es la etapa que sigue a la transcripción. La traducción implica la descodificación del mensaje del ARNm que se sintetice a partir de él una proteína (por lo general, una cadena peptídica). Implica un cambio de idioma: Desde un lenguaje de ARN, cuyo alfabeto tiene 4 letras(A,U,G,C) Hasta un lenguaje de proteínas, cuyo alfabeto posee 20 letras (los 20 aminoácidos).

El código genético establece las correspondencias entre genes y proteínas: unidades de secuencias de tres letras del ARNm, llamadas tripletes o codones, codifican para un aminoácido.

Dado que existen 4 letras que se pueden combinar en tripletes, 64 tripletes son posibles (4 3 ) De esos 64 tripletes, 61 codifican para aminoácidos y 3 (UAA, UAG y UGA) son señales de finalización que indican al ribosoma cuando finalizar la síntesis proteica. El triplete AUG que codifica para la Metionina, marca el inicio del proceso. Severo Ochoa fue Premio Nobel de Medicina y Fisiología en 1959 junto a Arthur Kornberg por el descubrimiento del código genético.

Actividad: ¿por qué no es posible que existan dobletes de lectura en vez de tripletes?

Propiedades del código genético Degenerado: quiere decir que el código es redundante, ya que hay muchos aminoácidos codificados por dos o más tripletes distintos. Hay por tanto codones sinónimos, ya que hay 61 codones para codificar 20 aminoácidos. Universal: es utilizado por la práctica totalidad de organismos conocidos (animales, plantas, virus, bacterias…) No es ambiguo: todos los tripletes tienen siempre el mismo significado. Carece de solapamientos: cada codón se dispone a continuación de otro en el ARNm, sin compartir ninguna base,y sin comas ni espacios de por medio. Unidireccional: sólo se lee en sentido 5’ -> 3’

2. La función del ARNt Es el encargado de mantener las correspondencias entre los tripletes de ARNm y los aminoácidos, ya que es capaz de establecer una relación específica entre ellos. La enzima aminoacil ARNt sintetasa une a un aminoácido al extremo 3’ de su ARNt específico. Este aminoacil-ARNt cargado ahora puede ser incorporado al ribosoma para que se una al codón específico.

3. Traducción en eucariotas Ocurre en el citoplasma. El ARNm transcrito y madurado sale del núcleo a través de los poros de la membrana nuclear. En el citoplasma contactará con los ribosomas para que se produzca la traducción de ARN a proteína. 3 fases: Iniciación Elongación Terminación

INICIACIÓN (Estos pasos están facilitados por factores de iniciación) 1. La subunidad pequeña del ribosoma se une con el ARNt iniciador, que porta el aminoácido Metionina. 2. La subunidad pequeña se une también con el ARNm en el extremo 5’ al reconocer la caperuza. 3. La subunidad pequeña se desplaza por el ribosoma en sentido 5’->3’ hasta encontrar el codón de iniciación AUG, donde encaja el anticodón UAC 4. Al producirse la unión, la subunidad mayor se acopla a la pequeña y forma el complejo de iniciación 80S completo y funcional. Contiene tres hendiduras de fijación E, P y A.

El aminoacil-ARNt iniciador, que lleva la metionina, se sitúa en el sitio P (de peptidil, ya que es donde se sitúa la cadena proteica en formación) del ribosoma. El sitio A (de aminoacil) es donde se acoplará cada nuevo aminoacil-ARNt. El sitio E (de exit) es el lugar por donde sale cada ARNt una vez ha liberado sus aminoácidos.

ELONGACIÓN (Estos pasos están facilitados por factores) 1- Entrada del ARNt-aminoácido. Entra un nuevo aminoacil- ARNt, que codifica para el siguiente triplete, en el sitio A. 2- Formación del enlace peptídico. La enzima peptidil transferasa rompe la unión de la Metionina con su ARNt y une a la metionina mediante un enlace peptídico al aminoácido del ARNt en el sitio A. Se forma un dipéptido provisionalmente en el sitio A.

3- Translocación. El ribosoma se desplaza 3 nucleótidos en sentido 5’-> 3’. Eso hace que quede un hueco libre en el sitio A, ya que el complejo que ahora tiene el dipéptido está en el sitio P. Respecto al primer ARNt, que trajo la metionina, se va del ribosoma al encontrarse en el sitio E. Las 3 fases de la elongación se repiten secuencialmente, lo cual va elongando la cadena peptídica al añadirse nuevos aminoácidos según la lectura del ARNm.

TERMINACIÓN La síntesis de la cadena peptídica se detiene cuando, en el momento de producirse la última traslocación del ribosoma, aparece en el sitio A uno de los tres codones de terminación (UAA, UAG o UGA). Entonces, un factor de terminación se une al codón de terminación e impide que ningún aminoacil-ARNt se aloje en el sitio A. La peptidil transferasa hidroliza la cadena peptídica, separándola del ARNt. También las dos subunidades se separan entre sí y del ARNm, con lo que podría ser traducido de nuevo.

Las cadenas peptídicas recién sintetizadas no son funcionales y deben sufrir modificaciones que las conviertan en proteínas activas, lo cual constituye el proceso de maduración. Entre esas modificaciones están: Cortes en la secuencia (como la eliminación de la Met inicial) Formación de interacciones propias de las estructuras 2ª, 3ª y 4ª. Adición de grupos prostéticos

Además, la estructura define la función, por lo que las proteínas deben plegarse correctamente. En ocasiones este plegamiento es espontáneo, aunque muchas proteínas requieren la ayuda de las chaperonas. Las chaperonas son maquinarias proteicas que ayudan a las proteínas a alcanzar su plegamiento funcional. También rescatan a proteínas desnaturalizadas cuya desnaturalización es reversible.

El destino de las proteínas, como sabemos, es muy variado. Pueden actuar en el citoplasma, incorporarse a distintos orgánulos, ir al núcleo… Todas aquellas proteínas que serán componentes de membrana o bien sustancias a ser secretadas al exterior se sintetizan mediante ribosomas adheridos al RER, de forma que se vierte la proteína al interior según se forma. Después van al aparato de Golgi.

PROCARIOTASEUCARIOTAS Ribosoma70 S (sub. menor 30 S y mayor 50 S) 80 S (sub. menor 40 S y mayor 60 S) Primer aminoácido Formilmetionina (modificación de Met) Metionina (Met) ARNmPolicistrónicos (un ARNm da lugar a varias proteínas) Monocistrónicos (un ARNm da lugar a una proteína) TranscripciónOcurre en el mismo lugar que la traducción Ocurre en un lugar distinto (núcleo), mientras que la traducción se da en el citosol. Factores de iniciación y elongación Diferentes factores 4. Diferencias entre la traducción en procariotas y eucariotas

Ejercicio 5’ …GUUUACGGGUAACCAUCU… 3’ 1) Escribir el ADN del que proviene este ARNm 2) Escribir la proteína resultante de la traducción de este ARNm 3) Supongamos las siguientes mutaciones. Escriba el polipéptido resultante: a) Si la U de la posición 3 cambia a una C b) Si la A de la posición 5 cambia a una G c) Si sufre una deleción en la letra de la posición 6 d) Si hay una inserción de una U entre las letras de la posición 10 y 11

Lo más importante de este tema Convertir ADN a ARN y a proteína Propiedades del código genético Tener una panorámica de los elementos implicados en la traducción