El Código Genético

La relación entre los ácidos nucleicos y los aminoácidos (AA) se conoce como **código genético**. Sus propiedades son:

• El sentido de lectura es 5′ -> 3′.
• En procariotas y eucariotas tiene el mismo significado.
• La mayoría de los tripletes de nucleótidos (codones) son sinónimos, codificando para el mismo AA.
• Esto ocurre porque el ARN de transferencia (ARNt) puede aparearse con varios codones.
• Los AA y los codones se codifican de forma similar, por lo que una pequeña mutación puede tener un gran impacto.
• El código genético es degenerado, pero no ambiguo.
• Hay 64 posibles codones, y 61 se codifican para AA.
• La lectura no tiene pausas, los codones están contiguos.

Regulación de la Expresión Genética

Las células no siempre sintetizan proteínas, la expresión genética está regulada para que se detenga cuando sea necesario.

Duplicación del ADN

Proceso de síntesis de este ácido nucleico que tiene lugar en cada generación celular. Se lleva a cabo a partir de estos puntos:

• Las cadenas se duplican a partir de la copia de las dos hebras de la doble hélice, teniendo en cuenta el apareamiento de las bases nitrogenadas (BN).
• Esta síntesis se hace siempre en sentido 5′ -> 3′.
• Los enzimas encargados de copiar los ácidos nucleicos se llaman **ADN polimerasas**.
• Las ADN polimerasas necesitan un **cebador** para iniciar su duplicación, este cebador está formado por nucleótidos de ARN que sí se pueden sintetizar sin cebador.

La síntesis se realiza antes de la división celular, en las bacterias ocupa gran parte del tiempo entre dos divisiones, en los eucariotas sólo durante el período S de la interfase.

Cuando se descubrió el ADN en 1953 (Watson y Crick) se habló mucho acerca de cómo podía ser la duplicación: Dispersiva (no se conservan las hebras originales), Conservadora (el nuevo dúplex es totalmente nuevo) o **Semiconservadora**, que actualmente se ha demostrado que es la correcta (una hebra antigua y una hebra nueva).

La síntesis comienza en una sola región en los procariotas, y en múltiples en los eucariotas. Cuando comienza, se forman dos **horquillas de replicación**, en cada horquilla la duplicación es bidireccional (se copian las dos hebras gracias a los cebadores y las ADN polimerasas), en cada horquilla una cadena se sintetiza de forma continua y otra discontinua.

La **ADN polimerasa I** elimina los segmentos de ARN que han hecho de cebadores, y rellena los huecos con nucleótidos de ADN. Los **fragmentos de Okazaki** llenan los vacíos de la hebra discontinua, y están unidos por la **ADN ligasa**.

Transcripción

En procariotas la molécula de ARN se empieza a traducir antes de ser totalmente sintetizada, en cambio en las eucariotas el ARN debe madurar antes de ser traducido.

La transcripción es el proceso de formación de una molécula de ARN que complementa una de las hebras del ADN. Este ARN puede ser mensajero (ARNm), ribosómico (ARNr) o de transferencia (ARNt).

Esta transcripción sólo afecta a unas zonas del ADN:

1. **Iniciación:** El proceso comienza cuando la enzima **ARN polimerasa** reconoce una secuencia concreta del ADN que se denomina **promotor**, entonces la ARN polimerasa se une y provoca la apertura del dúplex e inicia la síntesis en dirección 3′ -> 5′.
2. **Elongación:** La ARN polimerasa añade nucleótidos en forma de ARN para complementar el ADN.
3. **Terminación:** El crecimiento de la cadena de ARN continúa hasta que la ARN polimerasa encuentra una secuencia de terminación.
4. **Maduración:** La molécula formada se llama **transcrito primario** o ARN nuclear heterogéneo, y una vez maduro dará lugar al ARNm de los eucariotas. Los cambios de maduración son: Adición de un grupo de adeninas al extremo 3′ que facilita el transporte al citoplasma, adición de una guanina en el extremo 5′ que evita la degradación del transcrito, y la eliminación de parte de esta información transcrita (**Exones:** Secuencias que incorporan información necesaria y que no se eliminan, e **Intrones:** Tienen información que no es útil y se eliminan). Y entonces queda formado el ARNm maduro.

Traducción o Biosíntesis de Proteínas

Es la lectura de la información del ARNm para que el ribosoma sintetice la proteína. La lectura del ARNm se hace a partir del **código genético** que identifica todos los codones con su AA correspondiente.

En la traducción, cada AA se une con su ARNt correspondiente gracias a unas enzimas que reconocen cada AA y ARNt, entonces empieza:

1. **Formación del complejo de iniciación:** Un ARNm se une a la subunidad pequeña del ribosoma y a unas proteínas llamadas **factores de iniciación**. Cada 3 nucleótidos se llama **codón** y codifica para 1 AA, la síntesis comienza con AUG (Metionina) por eso se necesita un ARNt que lleve la Met.
2. **Elongación:** Entonces se hace la lectura del ARNm en 5′ -> 3′ y crece la cadena peptídica que comienza con el grupo amino de la Met, a partir de aquí se van uniendo AA de forma cíclica. El ARNm se mueve sobre el ribosoma y así se van leyendo las bases para la adición de los AA del polipéptido. El ARNt se une a un codón del ARNm mediante el **anticodón**. Entonces el AA del ARNt se une al péptido en crecimiento y el ARNt se libera, comenzando la lectura de otro codón. Todo esto es un proceso que se va repitiendo hasta que aparece un codón de terminación.
3. **Terminación:** Llega uno de los 3 codones de terminación (UAA, UAG, UGA) y eso hace que ningún AA pueda unirse al ribosoma, deteniendo la lectura. Finalmente, se separan todas las partes (subunidades ribosómicas, ARNm y cadena polipeptídica).