Este documento resume el descubrimiento del código genético y la síntesis de proteínas. Explica que se logró determinar la naturaleza del material hereditario y el rol de los ácidos nucleicos en la síntesis de proteínas entre 1944 y 1955. Luego, entre 1953 y 1961, se elucidó la estructura de los ácidos nucleicos, la hipótesis de que las secuencias de nucleótidos se corresponden con secuencias de aminoácidos, y el código genético de tres letras. Finalmente, se descubrió que el código

1. código genético y
síntesis de proteínas

3. Introduccion |
El descubrimiento de la síntesis de proteínas y el
código genético es producto de un proceso complejo
donde intervinieron varias disciplinas
La figura final de cómo ocurre la sintesis de proteinas
se logro a mediados de 1960
Ese proceso implico
1. Determinar la naturaleza del material
hereditario (1944 – 1953; Avery, Hershey y Chase)
2. Concepto de que un gen codifica para una
enzima (1941 – 1955, Beadle y Tatum, Lederberg)
3. Rol de los acidos nucleicos en la sintesis de
proteinas (1939 – 1955; Brachet, Sonneborn,
4. Estructura de los acidos nucleicos (1938 -
1953; Atsbury, Watson y Crick)

4. Introduccion |

5. Introduccion |

6. Introduccion |

7. Introduccion |

8. Elucidación del código genético

9. elucidacion |
Alexander Dounce, 1952

10. elucidacion | Podemos pensar el mensaje
genético como un largo
número escrito con 4
caracteres que hay que
traducir a otro escrito con 20
Gamow 1954

11. elucidacion |

12. elucidacion |
Dipeptidos
20 x 20 = 400
Secuencia
44 = 256

13. elucidacion |

14. elucidacion |
Codigo combinatorio
Crep(4,3)=20

15. elucidacion |
Codigo sin comas
Esta asignacion
permite 20 tripletes
con sentido

16. elucidacion |
Sistema rII

17. elucidacion |
Benzer y la estructura fina del gen y la
genetica molecular

18. elucidacion |

19. elucidacion |
Crick y su sentido de la publicidad (Jacob, 1988)
Hipotesis de la secuencia
Una secuencia de nucleotidos (gen) se
corresponde con una secuencia de
aminoacidos (proteina)
Dogma central de la biologia molecular
Una vez que la informacion fluye a la
proteina no puede salir de`ella.

20. elucidacion | Crick las fases o marcos de lectura y la mutagénesis 1961

21. elucidacion |

22. elucidacion |

23. elucidacion | Hasta aquí llegamos con la teoria y la genetica
La quimica habia estado presente en los trabajos de estas
lineas desde siempre.
En general eran practicadas por grupos diferentes. Pero en
los 50s fue cambiando.
Se empiezan hacer experimentos de quimica tradicionales
(purificaciones, ensayos enzimaticos, identificacion de
compuestos) y el uso de marcadores radiactivos.
Se comienzan a integrar los resultados y a compartir los
trabajos por los diferentes investigadores.

24. elucidacion | Un ejemplo lindo: Crick,
Holley, la molécula
adaptadora, el sARN y el
nacimiento del tARN

25. elucidacion | En los cincuenta se desarrollaron varias tecnicas
bioquimicas
Ensayos enzimaticos con nucleotido fosforilasas
Sistemas libres de celulas
Aislamiento e identificacion de polimerasas
Marcado con isotopos radiactivos

26. elucidacion | Llega la bioquímica pesada de la
mano de Marshall Nirenberg

27. elucidacion |
Variando la concentración de nucleótidos
RELATIVE
CODON FREQUENCY
FREQUENCY
AAA 0.579 100
AAU 0.116 20
AUA 0.116 20
UAA 0.116 20
AUU 0.023 4
UAU 0.023 4
UUA 0.023 4
UUU 0.00463 1

28. elucidacion |
Ensayo de ligamiento del triplete

29. elucidacion | Así cualquiera: síntesis de ARN de sequencia conocida
por Gobind Khorana

30. elucidacion |
Charles Yanofsky y la colinearidad

33. elucidacion |
El código es:
-degenerado
-no ambiguo
-casi universal
-tripletes, no
solapado y sin
comas

34. El codigo genetico hoy
-Variaciones del codigo genetico
-Origen del codigo genetico
-Nuevos aminoacidos geneticamente codificados

35. hoy |
Variaciones en el código estándar
- Hipótesis del ‘codon capture’
- Hipotesis de ‘codon competition’

36. hoy |
Origen del codigo genetico
-Accidente congelado ‘frozen accident’ (Crick,
1971)
-Hipotesis de co-evolucion del codigo genetico, la
sintesis bioquimica de los aminoacidos acompano
la asignacion de codones (Wong, 1975)
-Aminoacidos fisicoquimicamente similares tienen
codones similares. (Woese, 1967)

37. hoy | Que relacion hay entre las mutaciones y los
cambios de aas?
-Diferencia media de los cuadrados:
-polaridad de los aas.
-sustituciones puntuales

38. hoy | El código genético es 1
en un millón (Freeland y
Hurst, 1998)

39. hoy |
Optimo para estabilidad de proteinas
y frecuencias de aminoacidos

40. hoy |
NUEVOS AAS
Selenocisteina y pirrolisina
MODIFICACIONES ARTIFICIALES
Introduccion de nuevos aas

41. hoy |
Selenocisteina
O O
HO SeH HO SH
NH2 NH2
Selenocisteína Cisteína
pKa = 5.2 pKa = 8.0
O O
O Se O SH
NH3 NH3
Utiliza UGA y una maquinaria de decodificacion
especifica
Se encuentra en los tres dominios aunque en un juego
de proteinas reducido (selenoproteinas)

42. El elemento SECIS reprograma traduccionalmente el
codón UGA
Sec elemento SECIS
ACU
UGA
5´ 3´

43. La descodificación requiere un factor de elongación
específico para Sec
EF-Sec (selB)

44. La síntesis de Sec ocurre sobre el tRNASec
Ser Sec
Seril tRNA sintasa Sec sintasa (selA)
Ser selenofosfato
ACU ACU ACU
tRNASec Selenofosfato
sintetasa
(selC)
(selD)
ATP selenuro

45. Genes involucrados en la incorporación de Sec
. selA: Sec sintasa
. selB: Factor de elongación específico
. selC: tRNASec
. selD: Selenofosfato sintetasa

46. hoy | Pirrolisina (Pyl)
Codificado por UAG
Mecanismo todavia por resolver.
Se encuentra en Archaea y una
sola bacteria, en un conjunto de
proteinas bastante especifico