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La síntesis de proteínas

La Transcripción n La información para fabricar todas las proteínas está almacenada en las moléculas de ADN de los cromosomas. La sucesión de bases en las moléculas de ADN es un código químico para la sucesión de aminoácidos en las proteínas. Un segmento de ADN que codifica para una proteína en particular se llama gene.

El código genético n n n Está compuesto por ”palabras” de tres letras. Las cuatro bases se unen en “palabras” de tres letras (AGC, CGT y así sucesivamente) y se obtienen 64 grupos o “palabras” diferentes. Las 64 combinaciones son suficientes para codificar los 20 aminoácidos diferentes.

n n Las sucesiones de tres bases se llaman tripletes. Cada triplete codifica para un solo tipo de aminoácido. La mayoría de los aminoácidos se codifican por más de un triplete. Tercera letra n

Ácido Ribonucleico (ARN) El ARN es un ácido nucleico que se compone de una sola cadena de nucleótidos. n Los nucleótidos de ARN están formados por ribosa en lugar de la desoxirribosa del ADN, y tienen la base nitrogenada uracilo (U) en lugar de timina. n

Tipos de ARN n n n ARN mensajero o ARNm: lleva las instrucciones para hacer una proteína en particular, desde el ADN en el núcleo hasta los cromosomas. ARN de transferencia o ARNt: lleva los aminoácidos a los ribosomas, se encuentra en el citoplasma. ARN ribosomal o ARNr: forma parte de los ribosmas.

Pasos de la Transcripción n n La porción del ADN que contiene el código para la proteína que se necesita, se desdobla y se separa. El resultado es que se exponen las bases. Los nucleótidos de ARN libres que están en el núcleo, se aparean con las bases expuestas del ADN. Como resultado, de los tripletes del ADN se forman tripletes complementarios en la molécula de ARNm. Una sucesión de tres nucleótidos en una molécula que codifica para un aminoácido se llama un codón.

Pasos de la Transcripción n La molécula de ARNm se completa por la formación de enlaces entre los nucleótidos del ARN. La molécula de ARNm se separa de la molécula de ADN. La molécula completa de ARNm, sale del núcleo, pasa por la membrana nuclear y va a los ribosomas.

n Ver animaciones 5 y 7

Traducción n Es la síntesis de una molécula de proteína, de acuerdo con el código contenido en la molécula de ARNm. Se llama traducción porque comprende el cambio del “lenguaje” de ácidos nucleicos (sucesión de bases) al lenguaje de proteínas (sucesión de aminoácidos). En el citoplasma, el ARNm se mueve hacia los ribosomas. Los aminoácidos que se necesitan están dispersos por el citoplasma. Los aminoácidos correctos llegan al ARNm por el ARNt.

n n n Las moléculas de ARNt son más cortas que las de ARNm y tienen la forma de una hoja de trébol. En uno de los lazos de la molécula de ARNt hay un conjunto de tres bases llamado anticodón. El lado opuesto transporta un aminoácido. Las bases de los anticodones del ARNt son complementarias a las bases de los codones del ARNm.

Pasos de la Traducción n Un extremo de la molécula de ARNm se pega al ribosoma. Las moléculas de ARNt recogen ciertos aminoácidos y se mueven hacia el punto donde el ARNm está pegado al ribosoma. Una molécula de ARNt con el anticodón correcto se enlaza con el codón complementario en el ARNm.

n n A medida que el ARNm se mueve a lo largo del ribosoma, el siguiente codón hace contacto con el ribosoma. El siguiente ARNt se mueve a su posición con su aminoácido. Los aminoácidos adyacentes se enlazan por medio de un enlace peptídico. Se desprende la primera molécula de ARNt. El siguiente codón se mueve a su posición y el siguiente aminoácido se coloca en su posición.

n El proceso se repite hasta que se traduzca el mensaje completo y se forme un cadena grande de aminoácidos que formará parte de una proteína.

n Ver animaciones 1 y 5

MUTACIONES EN EL ADN Y SUS EFECTOS

GENES DEFECTUOSOS n n n Se ha hecho énfasis en la precisión y fidelidad de los genes en sus funciones. Sin embargo, no todas las cosas vivientes son perfectas. Pueden producirse errores en cualquiera de los procesos. Una sola copia defectuosa de un gen es extremadamente grave, debido a que la célula puede tener solo una o dos copias del gen.

MUTACIONES Los cambios en el ADN reciben el nombre de mutaciones. n Una mutación es un cambio en la secuencia de bases. n ¿Cómo puede cambiar la secuencia de bases? n

¿Cómo puede cambiar la secuencia de bases? n n Una forma de que ocurra una mutación es mediante un error en el apareamiento de bases durante la duplicación. Unos cuantos errores de apareamiento de bases ocurren de manera espontánea, en las mejores condiciones: aún con las pruebas de corrección, la duplicación de varios millones de bases da como resultado algunos errores.

SUSTANCIAS MUTAGÉNICAS n Sustancias químicas como las aflatoxinas sintetizadas por algunos hongos que viven en granos y cacahuates, y algunos tipos de radiación como los rayos X aumentan los errores del apareamiento de bases durante la duplicación o inducen cambios en la composición del ADN entre las duplicaciones.

TIPOS DE MUTACIONES

Las mutaciones difieren en sus efectos sobre la estructura proteica y su función 1. 2. 3. 4. Una mutación puede no cambiar la secuencia de aminoácidos de la proteína codificada. Una mutación puede codificar un aminoácido que funciona de manera equivalente al aminoácido original. Una mutación puede codificar un aminoácido que funciona diferente. Un mutante puede producir un codón terminal inapropiado que corte la traducción del RNA mensajero antes de que la proteína esté terminada.

Las mutaciones proporcionan la materia prima para la evolución

REGULACIÓN GENÉTICA Casi todas las células del cuerpo tienen un mismo ADN, pero no usan la totalidad del ADN todo el tiempo. ¿Por qué?

n Los genes que se transcriben en una célula en un momento dado son regulados por: l La función de la célula. l La etapa del desarrollo del organismo. l El medio.

La regulación puede presentarse en cualquiera de estos casos: 1. 2. 3. 4. 5. La velocidad de transcripción de los genes individuales puede regularse Las moléculas de ARN transcritas a partir del ADN pueden procesarse en ARNm diferentes. Los RNA mensajeros pueden traducirse a diferentes velocidades. Puede ser necesaria alguna modificación de las proteínas antes de realizar sus funciones en una célula. La velocidad de actividad de las enzimas puede regularse.

Regulación genética en los procariotes n n n El ADN procariótico con frecuencia se organiza en paquetes coherentes llamados operones. En los operones radican los genes para funciones interrelacionadas. Un operón consta de 4 partes: l l Un gen regulador Un promotor Un operador Genes estructurales

Regulación genética en Eucariotes n La regulación genética es muy diferente en los eucariotes: Hay genes para funciones relacionadas que se pueden encontrar en cromosomas diferentes. l Muchos genes individuales son desplegados en el cromosoma. l Por ello, la transcripción y su regulación son mucho más complejas. l

Los genes eucarióticos constan de segmentos de ADN que codifican la secuencia de aminoácidos de las proteínas interrumpidas por segmentos de ADN no codificantes. n n n Cada gen consta de dos o más secuencias de bases que codifican una proteína, interrumpidos por otras secuencias de bases que no son traducidas en una proteína. Los segmentos codificantes reciben el nombre de exones. Los segmentos no codificantes reciben el nombre de intrones.

n Cada gen eucariótico tiene: l l n Promotor Aumentador Cuando proteínas reguladoras específicas se unen al aumentador, facilitan la unión de la RNA polimerasa con el promotor, aumentando la transcripción.

n El ARN resultante se transformaen ARNm: l l Se agregan la tapa y la cola, que son nucleótidos de ARN Las enzimas en el núcleo cortan de manera precisa la molécula, unen los exones y se deshacen del resto.