1. 6 El dogma central de la biología
La reproducción es una propiedad fundamental de todos los seres vivos. Es un proceso observable en diferentes
niveles: los organismos se duplican por medio de la relación sexual o asexual, las células por división celular y el material
genético por replicación del ADN. La maquinaria que replica el ADN también tiene otra capacidad: la reparación del
material genético dañado.
Conceptos de la replicación del ADN
5. La continuidad genética entre las células progenitoras y sus descendientes se mantiene mediante la replicación
semiconservativa del ADN, como predice el modelo de Watson – Crick.
6. En la replicación semiconservativa cada cadena de la doble hélice progenitora sirve de molde para la producción
de su complementaria, y cada doble hélice resultante incluye una cadena de ADN “vieja” y una “nueva”.
7. Las síntesis de ADN es un proceso complejo y ordenado y se produce bajo la dirección de una gran cantidad de
enzimas y otras proteínas.
8. La síntesis de ADN conlleva la polimerización de nucleótidos en cadenas polinucleotídicas.
9. La síntesis de ADN es parecida en procariotas y eucatiotas, aunque es más compleja en estos últimos.
10. La recombinación genética es un proceso importante que conduce al intercambio de segmentos entre moléculas
de ADN, que se producen bajo la dirección de un grupo de enzimas.
El código genético presenta una serie de características
1. El código genético está escrito de manera lineal, utilizando como letras las bases ribonucleotídicas que componen las
moléculas de RNAm. La secuencia ribonucleótidica proviene de las bases nucleotídicas complementarias del ADN.
2. Cada palabra del RNAm contiene tres letras ribonucleotídicas denominadas codones, cada grupo de tres nucleótidos
especifica un aminoácido.
3. El código no contiene ambigüedades en el sentido de que cada triplete especifica solo un único aminoácido.
4. El código es degenerado, en el sentido en que un determinado aminoácido puede ser especificado por más de un
codón. Es así para dieciocho de los veinte aminoácidos.
5. El código contiene señales de “inicio” y “fin”, unos codones determinados que son necesarios para iniciar y
terminar la transcripción.
6. El código no utiliza ninguna puntuación interna (“comas”). Así, se dice que el código no tiene coma. Una vez que
empieza la traducción del RNAm, los tripletes se leen por orden y sin ninguna interrupción.
7. El código no es solapado. Una vez que empieza la transcripción, cada ribonucleótido, en una posición específica
en el ARN mensajero, forma parte de un único codón.
8. El código es casi universal. Salvo pequeñas excepciones (en levaduras y mitocondrias humanas), casi todos los
virus, procariotas, arqueas y eucariotas usan un solo diccionario codificante.
El dogma central de la biología molecular (Francis Crick, 1970)
(Excepción de la transcriptasa inversa)
ADN transcripción ARN traducción proteínas
Transcripción del código: biosíntesis de ARN
Se sintetiza el ARN copiando la información del ADN.
Hacen falta:
• segmentos de ADN que sirve de patrón
• una enzima de ARN polimerasa
• ribonucleótidos trifosfato
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2. La transcripción tiene 4 etapas:
1. Iniciación: secuencia ADN promotora
2. Elongación: cadena en formación antiparalela
3. Terminación: ARNm transcrito primario
4. Maduración
Transcripción en procariontes
(También se da en el interior de los plastos y mitocondrias)
• Un ARN polimerasa está constituida por
2 subunidades a
1 subunidad b
1 subunidad b’
• El ARN polimerasa se une al factor de iniciación σ, cambia de conformación y se une a la zona promotora rica en
A, T.
• Liberación del factor σ
• Desenrollamiento del ADN
• Lectura en sentido 3’ → 5’ y síntesis de ARN en sentido 5’ → 3’
• Terminación de la síntesis al llegar a secuencia rica en G, C con la colaboración del factor ρ
El ARNm está listo para la traducción.
Los ARNr y ARNt necesitan maduración.
No tiene proceso de corrección por lo que hay más errores.
Transcripción en eucariontes
• Hay tres ARN polimerasas especializados en cada tipo de ARN.
• El ADN tiene que desbloquearse de las histonas antes de abrirse.
• Los factores de iniciación están a su vez controlados por activadores.
• Se añade una caperuza de GTP metilado para indicar el extremo inicial del ARN y dar estabilidad a la molécula.
• En el extremo final se añade una cola de poli A.
• Todos los ARN sintetizados tienen proceso de maduración.
• La maduración utiliza espliceosomas.
Los ARNt tienen bases singulares y siempre terminan con el triplete CCA.
Traducción y código genético
Un GEN es un segmento de ADN que contiene la información necesaria para que, mediante la transcripción y
traducción, se sintetice una proteína determinada.
1 GEN 1 PROTEÍNA
Hay una relación entre:
TRIPLETES AMINOÁCIDOS
• En 1954, George Gamow (físico) fue el primer investigador que sugirió la relación de código mínimo de 3
nucleótidos por cada aminoácido.
• En 1955, Ochoa y Manago aislaron el ARN polinucleótido fosforilasa capaz de sintetizar el ARN. Síntesis de poli
U, poli C, poli G, poli A.
• En 1961, Niremberg establece la relación entre poli U, poli C, poli G, Poli A y proteínas de un solo tipo de
aminoácido. Phe, Pro, Gly, Lys.
• Leder y Khorana colinearidad entre tripletes y aminoácido.
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3. La clave genética
1. Es el lenguaje de 4 letras ( A, G, C, T ó U) llamado CÓDIGO GENÉTICO.
2. El código está construido por “palabras” de 3 letras denominadas TRIPLETES o CODONES, que combinadas
forman “frases” que son los genes.
• La expresión de código genético es un proceso universal característico de todos los seres vivos, pero hay que
distinguir entre organismos procariontes y eucariontes.
Traducción del código: biosíntesis proteica
En los ribosomas las secuencias de bases del ARNm sirven como patrón para constituir las secuencias de áá de las
proteínas.
• 3 bases del ARNm constituyen un triplete o codón.
• La correspondencia entre tripletes y aminoácido constituyen el código o clave genética UNIVERSAL.
Traducción en procariontes
Fase previa en el citosol: activación de los aminoácidos.
áá + ARNt específico áá – ARNt + AMP + PP
aminoacil ARNt sintetasa
ATP
1. Iniciación: formación del complejo de iniciación
a. Unión del ARNm por su extremo 5’ a la subunidad menor. Colaboración de un Factor de Iniciación y
GTP.
b. Fijación del primer aminoacil ARNt en el codon del ARNm. Colaboración de otro Factor de Iniciación.
Codón de inicio AUG.
c. Acoplamiento de la subunidad mayor del ribosoma. Colaboración de otro Factor de Iniciación.
2. Elongación: Formación de la cadena proteica
a. Entrada de un aminoacil ARNt al locus A. Colaboración de GTP y de dos Factor de Elogación.
b. Formación del enlace peptídico. Colaboración de la peptidil transferasa localizada en la subunidad mayor
y liberación del ARNt localizado en el locus P del ribosoma
c. Translocación de la cadena peptídica en formación al locus P por desplazamiento del ribosoma en
sentido 5’ → 3’.
3. Terminación
a. Colaboración de codón de terminación (UAA, UAG, UGA) y Factor de terminación (FT) y GTP
Traducción en eucariontes
1. La traducción tiene lugar en otro espacio citoplásmico diferente al de la transcripción.
2. Los ARNm son más estables y monocistrónicos.
3. El extremo 5’ del ARNm contiene un GTP metilado.
4. Los ribosomas eucarióticos tienen mayor coeficiente sedimentación (80 S).
5. El primer ARNt lleva metionina y en procariontes formilmetionina.
6. El primer ARNt se combina primero con la subunidad pequeña del ribosoma y luego del ARNm.
7. Los factores que colaboran en el proceso son diferentes a los procarióticos.
Control de la expresión génica en eucariontes
Puede tener lugar en cualquiera de los siguientes procesos:
1. Propia inestabilidad del ARN.
2. Control sobre la transcripción.
3. Maduración del ARNm transcrito primario.
4. Transporte del ARNm.
5. Proceso de traducción.
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