09- EL CÓDIGO GENÉTICO Y LA TRADUCCIÓN

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El ADN es la memoria que contiene la información genética. Los ARN son los descodificadores ya 
que convierten la información contenida en la secuencia de bases del ADN en la información 
contenida en la secuencia de aa de las proteínas que son las ejecutoras 
 
EL CÓDIGO GENÉTICO 
Relación de equivalencia entre la secuencia de bases del ARNm y la secuencia de aminoácidos de 
la proteína. 
CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL CÓDIGO GENÉTICO 
 Está formado por tripletes de bases denominados codones = relación de codificación es 3:1 
(3 bases nitrogenadas del ARNm = 1 aa). 
 Los codones no son superpuestos. 
 Es degenerado o redundante = la mayoría de los aminoácidos son codificados por más de 
un codón. 
 No es ambiguo = cada codón tiene un único significado (un único aminoácido o una señal 
de terminación). 
 Presenta codones de iniciación y terminación. 
 
1. La mayoría de los aa son codificados por más de un codón = Los codones que codifican 
el mismo aminoácido son sinónimos. 
Si la diferencia está: 
 En la tercera base (DE LOS DOS SUPERIORES) y esta es una pirimidina, todos 
esos codones son sinónimos 
 en la tercera base (DE LOS 2 INFERIORES) y esta es una purina casi todos esos 
codones son sinónimos, con excepción de la pareja donde está el codón de 
iniciación y donde está uno de los codones de terminación. 
 
2. Existe un codón para la iniciación (Met o Trp) y tres para la terminación. (Ter) 
 
3. Los aminoácidos apolares se agrupan hacia la izquierda y los polares iónicos hacia la 
derecha. 
 
4. El carácter degenerado y la agrupación de los aa representan una ventaja. 
 
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Por todo lo anterior se deduce que los cambios en la tercera base si es del mismo tipo 
siempre codifican el mismo aminoácido. Cambios en la primera base dan codones 
que codifican aminoácidos del mismo tipo. Los cambios más drásticos son los que 
se producen en la segunda base pues cambian el tipo de aminoácido. 
 
 
DESCODIFICACIÓN: 
conversión de un lenguaje en otro. 
 
Para poder descifrar el código hace falta 
otro tipo de ARN, el de transferencia. 
− Tanto el codón como el anticodón 
forman parte de moléculas mayores, lo 
cual permite que la unión entre estos se 
pueda estabilizar por apilamiento de 
bases. 
− Hacia el lado 5’ del anticodón siempre 
hay una U, lo que sugiere que debe 
tener alguna participación en la 
estabilización de la unión del codón con 
el anticodón. 
− El apareamiento se produce 
normalmente cuando ambos (ARNt y 
ARNm) están unidos a los ribosomas. Es posible que esa unión haga que el codón y el 
anticodón adopten una posición tal que la estabilidad de la unión sea máxima. 
 
LOS RIBOSOMAS 
- Formados por dos subunidades de tamaño diferente, la mayor L y la menor S. 
- La subunidad L presenta ARNr 28S, 5,8S y 5S, asociados a más de 50 proteínas. 
- La subunidad S presenta ARNr 18S y unas 35 proteínas. 
 
1. En estos ribosomas se realiza la traducción de los ARNm formados por transcripción del 
ADN mitocondrial. 
EN RESUMEN: 
El código genético es la relación de equivalencia entre la secuencia de bases 
nitrogenadas de los ARNm y la secuencia de aminoácidos de las proteínas. El codón 
es la unidad de codificación y está formado por tres bases, por lo que la relación de 
codificación es 3:1. Cada base nitrogenada del ARNm forma parte de un solo codón, 
lo que quiere decir que el código no es superpuesto. Por lo general cada aminoácido 
es codificado por más de un codón, lo que significa que el código es degenerado. 
El carácter degenerado posibilita amplias variaciones en la secuencia de bases del 
ADN, y, por tanto, del ARNm, sin modificar esencialmente la estructura primaria de las 
proteínas. El proceso de descodificación se lleva a cabo en los ribosomas con la 
participación de los ARNt, que contienen el triplete anticodón, que al aparearse con el 
codón facilitan que cada aminoácido ocupe una posición precisa en la cadena 
polipeptídica. El apareamiento se produce con mayor fuerza en las dos primeras bases 
que en la tercera, lo cual explica que un mismo ARNt pueda leer varios codones. 
ARNt 
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2. La distribución del ARN y las proteínas es aproximadamente concéntrica, pero no 
homogénea, ya que las proteínas están hacia la periferia, y el ARN, que tiene una 
disposición en forma de V, está hacia el centro. 
 
3. Las posiciones donde se pueden encontrar los tres ARNt definen los tres sitios 
funcionales del ribosoma durante la traducción. Estos sitios se forman al unirse las dos 
subunidades ribosomales. El sitio P es donde se ubica el ARNt unido a la cadena 
polipeptídica (la denominación P por peptidil) en crecimiento después de la formación del 
enlace peptídico. El sitio A ubica al aminoacil-ARNt que entra al ribosoma de acuerdo con 
el codón del ARNm (el nombre A por aminoacil). Por último, el sitio E es el lugar que ocupa 
el ARNt después que el aminoácido que portaba ha sido incorporado a la cadena 
polipeptídica (el nombre E deriva de la palabra inglesa exit, que significa salida). 
 
4. Las proteínas ribosomales también interactúan con numerosas proteínas no ribosomales 
durante el proceso de la traducción. Además, algunas experimentan modificaciones 
postraduccionales reversibles, lo que hace pensar que están implicadas en mecanismos de 
regulación. 
 
LA TRADUCCIÓN GENÉTICA 
Proceso mediante el cual se realiza la síntesis de proteínas. 
 
La traducción constituye la etapa crucial en el mecanismo de expresión de la 
información genética. En este proceso ocurre la síntesis de la proteína específica que ha de 
cumplir una función determinada en la célula o el organismo, con lo cual la información 
contenida en los genes quedará totalmente expresada. En la traducción se realiza el tránsito 
de genotipo a fenotipo. 
 
Características generales de la traducción 
 Se realiza muchas veces durante el ciclo celular 
 Carácter gradual y repetitivo. 
 Depende de señales. 
 Unidireccional (N terminal C terminal). 
 Colineal a la lectura del ARNm (se lee el ARNm de 5´ 3´ y se sintetiza la proteína 
de N terminal C terminal). 
 Requiere aminoácidos, proteínas enzimáticas y no enzimáticas (factores de 
traducción), energía, ARNm, ARNr y ARNt … 
 
Factores de traducción = PROTEÍNAS NO RIBOSOMALES QUE ACTÚAN 
EN LA TRADUCCIÓN: 
Además de los ribosomas, en la síntesis de proteínas intervienen numerosas proteínas no 
ribosomales, conocidas como factores de traducción. Existen factores de iniciación, de 
elongación y de terminación, estos últimos se denominan factores de liberación 
Varios de los factores de traducción pertenecen a la superfamilia de proteínas G, 
denominadas así porque se caracterizan por estar unidas a nucleótidos de guanina. Estas 
proteínas presentan dos estados con diferente actividad; son activas cuando están unidas 
a GTP e inactivas cuando lo están a GDP. Para pasar de un estado a otro requieren de 
proteínas adicionales. Aunque las proteínas G tienen una actividad de GTPasa, es decir, 
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catalizan la hidrólisis del GTP a GDP y fosfato, esta actividad es muy débil, de apenas un 
nucleótido por minuto. 
Una proteína activadora de GTPasa, GAP (del inglés, GTPase activating protein) interactúa 
con la proteína G unida a GTP (forma activa) y estimula la actividad de GTPasa en varios 
órdenes de magnitud. Al producirse la hidrólisis el GDP queda unido a la proteína (forma 
inactiva), por lo que las GAP actúan como inactivadoras de las proteínas G. Estas tienen 
mayor afinidad por el GDP que por el GTP, por lo que permanecen inactivas mucho tiempo. 
Otra proteínaadicional, denominada intercambiador de nucleótidos, NEF (del inglés, 
nucleotide exchange factor) estimula la liberación del GDP. Como la concentración 
intracelular de GTP es 10 veces mayor que la de GDP, cuando el sitio de unión de 
nucleótidos queda desocupado, el GTP se asocia rápidamente y con ello la proteína se 
activa, por lo tanto, NEF actúa como un activador. Un resumen de la forma de actuar de las 
proteínas G 
 
Etapas de la traducción genética: 
1-Pre-iniciación 
a) Se une la proteína de unión a poli adenina (PAB) en el extremo 3´, uno de los factores 
de iniciación reconoce el casquete y otro factor se ubica entre los dos anteriores, 
todos ellos formando una estructura circular del ARNm. 
b) Luego se unen otros factores que tienen actividad helicasa (consumo de energía) y 
eliminan la estructura en horquilla del ARNm. 
2-Iniciación: 
En esta fase se considerarán tres aspectos: la preparación del ARNm y la formación del 
ribosoma funcional de 80 S. 
a) Preparación del metionil-ARNti: Una vez formado el met-ARNti, este se une al eFI-
2 que es una proteína G y está unida al GTP. En esta forma es trasladado a la 
subunidad menor del ribosoma y deja allí al met-ARNti. Si la unión es adecuada se 
produce la hidrólisis del GTP a GDP y el eFI-2-GDP se disocia del ribosoma. El factor 
eFI-2 es específico para met-ARNti que actúa como iniciador de la síntesis de 
proteínas. Este factor reconoce algunas características estructurales del ARNti y al 
mismo tiempo interactúa con la metionina que está unida a él. Esta especificidad en 
el reconocimiento impide que el eFI-2 se una al met-ARNt que participa en la 
elongación y debe descargar la metionina en el sitio A y no en el P, como lo hace el 
eFI-2. 
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b) Preparación del ARNm: Para el comienzo de la traducción el eFI-4E hace el 
reconocimiento del casquete. Sin embargo, eFI-4E está secuestrado en el citoplasma 
por la proteína de unión al eFI-4E (4E-BP) que debe ser fosforilada para separarse y 
permitir la acción de eFI-4E. El eFI-4G tiene un sitio de unión para el eFI-4E y se une 
a él, pero también posee un sitio de unión a PAB: proteína de unión al poli(A) del 
ARNm, y al producirse la unión el ARNm presenta un aspecto circular con los dos 
extremos unidos por los eFI mencionados. El carácter circular del ARNm que se logra 
de esta manera, tiene un efecto potenciador sobre la traducción, pues permite a los 
ribosomas reiniciar el proceso por la transferencia de la subunidad 40 S, directamente 
desde 3´UTR hacia el extremo 5´del ARNm. Por otra parte, permite explicar cómo 
proteínas que se unen a elementos del 3´UTR pueden modular la iniciación de la 
traducción. Adyacente al eFI-4E se une el eFI-4A, una proteína que tiene actividad 
de helicasa del ARN y que con la cooperación de eFI-4B y eFI-4H comienza a 
moverse sobre el ARNm, desenrollando las estructuras secundarias presentes en la 
zona 5´-UTR, hasta que alcanza una estructura lineal. De esta forma el ARNm está 
listo para dar comienzo a la traducción. 
c) Formación del ribosoma funcional de 80 S. En el citoplasma los ribosomas se 
encuentran en un estado de equilibrio entre la forma asociada y la forma disociada. 
El primer aminoácido que se incorpora es la metionina con el ARNti (iniciador), unido 
al factor de iniciación 2 que está asociado a GTP. Este complejo se incorpora a la 
subunidad menor del ribosoma. Luego se asocian otros factores de iniciación 
 
POWER POINT: En el citoplasma los ribosomas se encuentran en un estado de equilibrio entre la 
forma asociada y la forma disociada. 
El primer aminoácido que se incorpora es la metionina con el ARNti (iniciador), unido al 
factor de iniciación 2 que está asociado a GTP. Este complejo se incorpora a la subunidad 
menor del ribosoma. Luego se asocian otros factores de iniciación. 
El complejo se desliza sobre el ARNm en busca del codón de iniciación. Se hidroliza el GTP 
a GDP (gasto de energía). Se disocian algunos factores de iniciación y se asocia la 
subunidad mayor del ribosoma unida a un factor de iniciación con GTP que también es 
hidrolizado a GDP (gasto de energía). Queda así ensamblado el sistema sintetizador. 
 
3-Elongación 
El resto de los aminoacil-ARNt entran al ribosoma asociados al factor de elongación 1A 
unido a GTP. Si se produce el apareamiento adecuado entre el anticodón del ARNt y el 
codón del mensajero se estimula la hidrolisis del GTP por el factor de elongación. La 
subunidad mayor cataliza la formación del enlace peptídico. El factor de elongación unido a 
GDP abandona el ribosoma. 
Se incorpora otro factor de elongación unido al GTP que aporta la energía necesaria para 
la translocación del ribosoma hacia el siguiente codón. 
Los ARNt abandonan el ribosoma una vez que queda unido su aa a la cadena paptídica 
en crecimiento. Este mecanismo se repite una y otra vez, tantas veces como aminoácidos 
tenga la proteína que se sintetiza. 
 
4-Terminación 
La fase de terminación ocurre cuando un codón de terminación ocupa el sitio A del ribosoma 
y el peptidil-ARNt se encuentra en el sitio P. Esto trae como resultado la liberación de la 
cadena polipeptídica completa, debido a la hidrólisis del enlace éster entre el polipéptido y 
el ARNt que se encuentran en el sitio P. Una proteína conocida como factor de liberación 
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(eRF), de clase I, descodifica la información del codón de terminación y estimula la hidrólisis 
que es catalizada por el centro de peptidil transferasa de la subunidad de 60 S. Otro eRF 
de clase II, con actividad de GTPasa, estimula la actividad del eRF de clase I, sin importar 
a cuál codón de terminación el eRF de clase I esté unido. 
 
5-Post-terminación 
Reconocimiento de un codón de terminación, disociación del ARNm y el ribosoma con 
liberación de la proteína. 
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En los organismos 
eucariontes tiene una 
significación especial el 
proceso de distribución de las 
proteínas. Todas las proteínas 
se forman en los ribosomas, 
pero deben realizar sus 
funciones en diferentes 
compartimentos celulares y, 
en ocasiones, deben ser 
llevadas hacia el exterior de 
las células. Las proteínas que 
permanecen en el citosol, así 
como las destinadas a las 
mitocondrias, los peroxisomas 
y el núcleo, son sintetizadas 
por ribosomas libres; las 
destinadas a otros 
compartimentos o hacia el 
exterior se sintetizan en 
ribosomas unidos a las 
membranas del retículo 
endoplasmático 
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La traducción permite que la información contenida en el ADN quede totalmente 
expresada, es decir, constituye la etapa crucial del proceso general de expresión de 
la información genética, pues en ella se producen las proteínas, macromoléculas 
implicadas de una forma u otra forma en todas las funciones de la célula y el 
organismo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CÓDIGO GENETICO 
1- En términos moleculares ¿qué es el código genético? 
 
 
2- ¿Cuáles son las principales características del código genético? 
 
 
3- ¿Por qué se afirma que el código genético es degenerado? 
 
 
4- ¿Cuál es la diferencia entre el carácter degenerado y el carácter no ambiguo? 
 
 
5- ¿Qué importancia médica tiene el carácter degenerado del código genético? 
 
 
6- ¿Cuáles son los codones que tienen un significado especial? 
 
 
 
RIBOSOMAS 
1- ¿Cuál es la composición molecular de cada una de las subunidades de los ribosomas? 
 
 
2- ¿Cuál es la función de la subunidad menor durante el proceso de traducción? 
 
 
3- ¿Cuál es lafunción de la subunidad mayor durante el proceso de traducción? 
 
 
4- La puromicina es un antibiótico que tiene una estructura similar a un ARNt. ¿Por qué mecanismo 
produce la muerte de las bacterias? 
 
 
5- La estreptomicina es un antibiótico que se une a una proteína del ribosoma y provoca errores 
en la lectura del ARNm. ¿Por cuál mecanismo provoca la muerte de las bacterias? 
 
 
 
TRADUCCIÓN 
1- ¿Por qué son necesarias proteínas adicionales a los ribosomas en el proceso de traducción? 
 
 
2- Los factores de iniciación forman grupos identificados con números ¿Cuál es la función general 
de cada grupo? 
 
 
3- ¿Cuál es el paso limitante para el inicio de la traducción? 
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4- ¿Cómo se preparan los aminoácidos para el proceso? 
 
 
6- ¿Por qué los ribosomas deben estas disociados para el inicio de la traducción? ¿Cómo se 
acelera esa disociación? 
 
 
7- ¿Cómo se prepara el ARNm para el proceso? 
 
 
8- ¿Cómo se localiza el codón de iniciación? 
 
 
9- ¿Cómo se forma el complejo de pre-iniciación? 
 
 
10- ¿Cuáles son los factores que intervienen en la elongación? 
 
 
11- ¿Cuáles son los factores que intervienen en la terminación? 
 
 
12- ¿Cuál es la función del GTP en el proceso? 
 
 
13- ¿Qué sucedería si alguno de los factores de traducción perdiera la capacidad de hidrolizar el 
GTP? 
 
 
14- ¿Cuáles son los tipos generales de mecanismos que controlan la traducción?