La expresividad genética. Transcripción y traducción
Transcripción:
Síntesis de ARN a partir de ADN: se forma una cadena de ARN con una secuencia de bases complementaria al original.
Traducción:
Paso de la información contenida en el ARN a las proteínas.
Estos procesos se dan siempre en la célula.
Finalidad:
Controlar el funcionamiento de la célula (coordinar todos los procesos celulares).
«Cadena molde»: cadena que se transcribe.
«Cadena informativa»: cadena complementaria a la cadena molde. Se parece al ARN-m, pero tiene U en lugar de T.
La señal de inicio indica cuál es la cadena molde y cuándo empieza un gen.
1. La transcripción en los organismos procariotas
Fase de iniciación
Llega una enzima ARN-polimerasa y reconoce el promotor (señal de inicio).
Fase de elongación
El ARN-polimerasa va abriendo la doble hélice y empieza a colocar nucleótidos complementarios (hace una copia).
A medida que se va haciendo la copia, la hélice se vuelve a espiralizar (el ARN-polimerasa va avanzando) y el ARN-m va saliendo hacia el citoplasma. Como la célula no tiene membrana nuclear y el ARN-m no necesita maduración, la transcripción y traducción son simultáneas: el ARN-m va al ribosoma, donde se encajan los aminoácidos formando proteínas. El ribosoma empieza a traducir por el extremo 5′ del ARN-m.
La cadena que se transcribe (cadena molde) no es siempre la misma para todos los genes. El sentido de la lectura de la enzima ARN-polimerasa es 3′-> 5′. Como las 2 cadenas son antiparalelas, los ARN-polimerasas avanzan en sentidos opuestos, teniendo en cuenta la orientación espacial (una cadena hacia la derecha y la otra, hacia la izquierda).
Fase de terminación
Cuando el ARN-polimerasa lee la señal de terminación, para de copiar el gen y los ribosomas continúan traduciendo el ARN-m y formando proteínas.
2. La transcripción en los organismos eucariotas
Fase de iniciación
Antes del promotor, hay unas secuencias potenciadoras que permiten que se peguen unos activadores que ayudan a la polimerasa a colocarse bien y funcione correctamente, y unas secuencias silenciadoras, que impiden que se peguen los activadores por medio de represores.
Activadores y represores se enganchan a estas secuencias. Esto permite controlar mejor el gen y su actividad. Estas secuencias son seguidas por el promotor y el gen. El ADN debe curvarse porque las secuencias deben estar encima del ARN-polimerasa.
Fase de elongación
Diferencias:
- En el extremo superior se añade una «marca»: metil-GTP.
- No hay transcripción y traducción simultáneas: los ribosomas están en el citoplasma (fuera del núcleo). La traducción se hará en el citoplasma, después de la maduración del preARN-m.
Fase de terminación
Una vez termina la transcripción, en el extremo 3′ se añade poli-A, que permite al preARN-m salir del núcleo: en los poros nucleares hay unas proteínas que sólo permiten la entrada o salida del núcleo si captan una señal (poli-A). El metil-GTP es una señal para el ribosoma, cuando el ARN-m esté en el citoplasma.
Fase de maduración
La maduración consiste en recortar trozos que no tienen información útil (intrones), porque el preARN-m tiene fragmentos inútiles. Los exones son los fragmentos de información útil. Esto sucede en el núcleo.
3. La traducción de la información genética
Traducción:
Síntesis de una proteína, normalmente una enzima, a partir de la información contenida en el ARN-m.
Unión específica de cada ARN-t con el aminoácido correspondiente
Es una fase previa. Las enzimas aminoacil-ARN-t-sintetasa unen los aminoácidos con el ARN-t correspondiente.
Iniciación
Acoplamiento entre las 2 sub-unidades del ribosoma, el ARN-m y el ARN-t Met, señal de inicio. Empieza por el extremo 5′ del ARN-m. El codón que marca la señal de inicio es AUG. Si antes hay nucleótidos, los ignora. En la zona central, el ribosoma coge 2 tripletes: el lugar peptidil y el lugar aceptor.
Elongación
En el sitio aceptor llega el siguiente ARN-t. Se da el enlace peptídico entre los dos aminoácidos. El primer ARN-t (Met) se va y el ribosoma avanza un triplete (translocación ribosomal).
Se van repitiendo estas etapas: el espacio aceptor queda libre, donde llega el ARN-t correspondiente…
Terminación
Cuando el ribosoma encuentra alguno de los tripletes de terminación, las dos subunidades del ribosoma se separan y la proteína se libera.
A tener en cuenta:
- Siempre se empieza por el extremo 5′, cuando encuentra la señal de inicio (AUG) o va avanzando.
- Cuando el primer ribosoma ya lleva un trozo (ya ha fabricado un trozo de proteína), se puede colocar otro ribosoma, de modo que fabrica otra proteína idéntica: el ARN-m puede ser leído por más de un ribosoma simultáneamente.
- La vida de un ARN-m es de 20-30 min. Esto permite hacer miles de copias de la proteína. Después es destruido. De esta manera se puede controlar la producción de proteínas.
4. Características del código genético
- Es universal. Existe la misma relación entre codones y aminoácidos en todos los seres vivos.
- No es ambiguo. Cada codón sólo está relacionado con un aminoácido. Se lee siempre de izquierda a derecha y en sentido 5′-> 3′ (unidireccional).
- Está alineado y no tiene solapas. Los codones están situados uno a continuación del otro y no comparten nunca un nucleótido.
- El codón AUG (Met) es el codón de inicio de la traducción. Hay tres codones que indican el final de la traducción: UAA (ocre), UAG (ámbar) y UGA (ópalo).
- El triptófano y la metionina sólo están codificados por un único codón.