1. Iniciación de la Traducción
Unión del ARNm al Ribosoma
El proceso de traducción comienza con la unión del ARNm (ARN mensajero) a la subunidad menor del ribosoma. Este proceso requiere la presencia del factor proteico de iniciación IF3.
Unión del Primer Aminoacil-ARNt
El primer aminoacil-ARNt, que lleva el aminoácido formilmetionina (fMet), se une al codón de inicio AUG del ARNm mediante puentes de hidrógeno entre las bases complementarias del anticodón del ARNt y el codón del ARNm. Este paso requiere el factor de iniciación IF2 y GTP.
Acoplamiento de la Subunidad Mayor
La subunidad mayor del ribosoma se acopla a la subunidad menor, formando el ribosoma completo. Este proceso requiere los factores de iniciación IF1 y Mg2+.
Sitios del Ribosoma
El ribosoma tiene dos sitios de unión para el ARNt: el sitio P (peptidil) y el sitio A (aminoacil). El primer aminoacil-ARNt se ubica en el sitio P, mientras que el sitio A permanece libre para la unión de un nuevo aminoacil-ARNt.
2. Elongación de la Cadena Polipeptídica
Unión de un Nuevo Aminoacil-ARNt
Un nuevo aminoacil-ARNt, que lleva el aminoácido correspondiente al siguiente codón del ARNm, se une al sitio A del ribosoma. Este proceso es complementario al codón-anticodón y requiere GTP y factores proteicos de elongación.
Formación del Enlace Peptídico
La enzima peptidil transferasa cataliza la formación de un enlace peptídico entre el aminoácido del sitio A y el aminoácido del sitio P. El ARNt del sitio P se libera del ribosoma.
Translocación
El ribosoma se desplaza un codón en dirección 5′ a 3′ a lo largo del ARNm. El dipéptido que estaba en el sitio A se transloca al sitio P, dejando el sitio A libre para la unión de un nuevo aminoacil-ARNt.
Repetición del Ciclo
El ciclo de elongación se repite, añadiendo un nuevo aminoácido a la cadena polipeptídica en crecimiento, hasta que se alcanza un codón de terminación.
3. Terminación de la Traducción
Codones de Terminación
Los codones de terminación (UGA, UAG, UAA) no tienen anticodones correspondientes en el ARNt. Cuando el ribosoma encuentra un codón de terminación, la traducción se detiene.
Factores de Terminación
Los factores de terminación se unen al codón de terminación y liberan la cadena polipeptídica del ARNt al que está unida. Este proceso requiere GTP.
Liberación del Ribosoma
Las dos subunidades del ribosoma se separan, liberando el ARNm y la cadena polipeptídica. El ARNm puede ser utilizado nuevamente para la síntesis de proteínas o puede ser degradado.
Polirribosomas
Un ARNm puede ser traducido por varios ribosomas simultáneamente, formando un polirribosoma. Esto permite la síntesis rápida de múltiples copias de la misma proteína.
Diferencias entre la Traducción en Eucariotas y Procariotas
Ubicación
En eucariotas, la transcripción y la traducción ocurren en lugares separados: el núcleo y el citoplasma, respectivamente. En procariotas, ambos procesos ocurren en el citoplasma.
Identificación del ARNm
El extremo 5′ del ARNm eucariota lleva una capucha de 7mGTP, que sirve como señal de identificación. El ARNm procariota no tiene esta capucha.
Ribosomas
Los ribosomas eucariotas son 80S, mientras que los ribosomas procariotas son 70S.
Primer ARNt
El primer ARNt en eucariotas lleva metionina, mientras que en procariotas lleva formilmetionina.
Estabilidad del ARNm
El ARNm eucariota es más estable que el ARNm procariota.
8. La Mutación como Fuente de Variabilidad Genética
Importancia de las Mutaciones
Las mutaciones son cambios en el material genético que constituyen el motor de la evolución de las especies. Son una fuente importante de variabilidad genética en las poblaciones.
Agentes de Variabilidad Genética
Los principales agentes de variabilidad genética son la recombinación genética y las mutaciones.
Evolución Molecular
Si una mutación proporciona una ventaja adaptativa a los individuos que la portan, se propagará en la población, sustituyendo al gen original. Este proceso se conoce como evolución molecular.
Adaptación a Entornos Nuevos
Las mutaciones son especialmente importantes durante la adaptación de una población a un entorno nuevo. La presión selectiva favorece la supervivencia de los individuos que portan las mutaciones más adaptativas.
9. Tipos de Mutaciones
Clasificación de las Mutaciones
Las mutaciones se pueden clasificar según las células afectadas y según la alteración genética provocada.
Mutaciones Somáticas
Las mutaciones somáticas afectan a las células del cuerpo y no se transmiten a la descendencia.
Mutaciones Germinales
Las mutaciones germinales afectan a las células reproductoras y se transmiten a la descendencia.
Mutaciones Génicas
Las mutaciones génicas afectan a la secuencia nucleotídica de un gen.
Mutaciones Cromosómicas
Las mutaciones cromosómicas afectan a la estructura de los cromosomas.
Mutaciones Genómicas
Las mutaciones genómicas afectan al número de cromosomas.
Mutaciones Génicas
Sustitución de Bases
La sustitución de una base por otra distinta es un tipo de mutación génica. Se pueden clasificar en transiciones y transversiones.
Deleción y Adición de Bases
La deleción o adición de bases son mutaciones más graves que la sustitución, ya que alteran el marco de lectura del gen.
Mutaciones Cromosómicas
Deleción
La deleción es la pérdida de un fragmento de un cromosoma.
Duplicación
La duplicación es la repetición de un segmento de un cromosoma.
Inversión
La inversión es la inversión del orden de los genes en un fragmento de un cromosoma.
Translocación
La translocación es el desplazamiento de un fragmento de un cromosoma a otro cromosoma.
Mutaciones Genómicas
Poliploidías
Las poliploidías son mutaciones que afectan al número de juegos cromosómicos.
Haploidía
La haploidía es la presencia de un solo juego cromosómico.
Aneuploidías
Las aneuploidías son mutaciones que afectan al número de cromosomas en un juego.
10. Agentes Mutágenos
Definición
Los agentes mutágenos son factores que inducen la aparición de mutaciones.
Clasificación
Los agentes mutágenos se clasifican en físicos, químicos y biológicos.
Agentes Mutágenos Físicos
Las radiaciones ionizantes (rayos X, rayos gamma, partículas alfa, beta y neutrones) y las radiaciones no ionizantes (rayos ultravioleta) son agentes mutágenos físicos.
Agentes Mutágenos Químicos
Los colorantes, pesticidas, hidrocarburos y otras sustancias químicas pueden ser agentes mutágenos.
Agentes Mutágenos Biológicos
Los virus (hepatitis B, VIH) y los transposones (segmentos móviles de ADN) son agentes mutágenos biológicos.