LA EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA

Replicación, Transcripción y Traducción son los tres fenómenos sobre los que versa el Dogma Central de la Biología Molecular.

La replicación consiste en la copia del ADN de una célula, antes de la división celular, para que la célula hija tenga el mismo ADN que la madre.

La transcripción consiste en convertir la información contenida en el ADN en un formato “legible” para la maquinaria celular de síntesis de proteínas, el ARN.

La traducción es el mecanismo por el que el mensaje que lleva el ARN se utiliza para sintetizar proteínas.

Con estos tres mecanismos conseguimos extraer de la información genética (ADN) los materiales (proteínas) necesarios tanto funcional como estructuralmente para que una célula funcione.

http://www.youtube.com/watch?v=J2EDOx-EvI4

Replicación del ADN Para poder transmitir la información genética codificada en el ADN este tiene que realizar una copia de sí mismo antes de comenzar el proceso de división celular es decir durante la interfase. La replicación se realiza en el núcleo de la célula y consiste en la separación de las dos cadenas de polinucleótidos del ADN (imaginese la apertura de una cremallera) y cada una se convierte en una matriz o plantilla para el montaje de una nueva cadena idéntica de ADN a la que se había separado.

Gráfica replicación del ADN Tomada de:http://www.ac-rennes.fr/pedagogie/svt/cartelec/cartelec_lyc/premiere_s/vegetal/adn/adn.htm

En este proceso los nucleótidos de las dos cadenas que formaban el ADN, una vez separadas, atraen nucleótidos complementarios previamente formados por la célula. Luego los nucleótidos complementarios se unen con los de la plantilla mediante puentes de hidrógeno para formar la estructura de una nueva molécula de ADN, semejando los travesaños de una escalera en espiral. La enzima ADN polimerasa une los nucleótidos complementarios que van encajando en la plantilla enlazando el grupo fosfato de uno con la molécula de azúcar del siguiente. De esta manera se construye la cadena lateral complementaria de ADN. El resultado final es una nueva molécula de ADN con su estructura de doble hélice.El significado genético de la replicación es el de conservar la información genética.

Animación: http://www.ac-rennes.fr/pedagogie/svt/cartelec/cartelec_lyc/premiere_s/vegetal/adn/adn.htm#animation

Transcripción o síntesis de ARN http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Transcripcion/Transcripcion.htm#Transcripción

La transcripción consiste en la síntesis de ARN tomando como molde ADN y significa el paso de la información contenida en el ADN hacia el ARN. La transferencia de la información del ADN hacia el ARN se realiza siguiendo las reglas de complementariedad de las bases nitrogenadas y es semejante al proceso de transcripción de textos, motivo por el que ha recibido este nombre. El ARN producto de la transcripción recibe el nombre de transcrito.

En las bacterias la transcripción y la traducción tienen lugar en el citoplasma bacteriano y al mismo tiempo, son simultáneas. Sin embargo, en eucariontes la transcripción tiene lugar en el núcleo y la traducción en el citoplasma. La ARN polimerasa o enzima encargada de llevar a cabo la transcripción toma como molde el ADN para sintetizar ARN y sigue las reglas de complementaridad, la A del ADN empareja con U del ARN, la G con C, la C con G y la T con A. Existen experimentos que demuestran que la proporción (A+U)/G+C) del ARN es similar a la proporción (A+T)/(G+C) del ADN.A (de ADN) se complementa con U (de ARN)T (de ADN) se complementa con A (de ARN)G (de ADN) se complementa con C (de ARN)C (de ADN) se complementa con G (de ARN)

1.Las ARN polimerasas sintetizan ARN siempre en la dirección 5'P a 3'OH, decir el ARN producto de la transcripción crece solamente en esta dirección.

2. Una secuencia del ADN, llamada promotor, le ordena a la célula comenzar a construir ARN mensajero, a partir del gen que le sigue.

Se transcribe para cada gen una de las dos hélices de ADN, (Asimetría de la transcripción) la hélice que se toma como molde para producir el ADN se la denomina hélice codificadora o hélice con sentido y la otra hélice de ADN, la que no se transcribe, se la denomina hélice estabilizadora o hélice sin sentido.

3. Luego, cabeza y cola, se agregan al ARNm antes de dejar el núcleo.

4. El ARNm terminado puede ahora servir de molde para la correspondiente proteína. Sintesis de proteína

Para la síntesis de proteínas se requieren:• Subunidades ribosómicas pequeñas y grandes• Cadena de ARN mensajero (ARNm), que es el portador de las instrucciones codificadas que especifican la secuencia de aminoácidos

• ARN de transferencia (ARNt) encargado de transportar los aminoácidos a los ribosomas para incorporarlos a las proteínas,Estos ARNt forman enlaces covalentes con los aminoácidos, con los que forman aminoacil ARNt, mediante reacciones catalizadas por enzimas específicos. Esto significa que a cada ARNt le corresponde su propio aminoácido. Cada ARNt contiene, además, un anticodón que reconoce el codón del ARNm que corresponde al aminoácido del que es portador. Todo este proceso de síntesis proteica o traducción a partir de una molécula de RNAm, requiere que previamente se haya producido la transcripción, mediante la cual a partir de una molécula de DNA se origina una de RNAm, que luego servirá de "molde" para la síntesis de nuevas proteínas.

Traducción

El proceso incluye las siguientes fases:Etapa 1: se fija un ARNm a la subunidad pequeña del ribosoma. El sitio P de la subunidad ribosomal pequeña queda ocupado por un ARNt de iniciación, cuyo anticodón reconoce el codón triplete AUG, que codifica al aminoácido metionina

Etapa 2: la subunidad ribosomal grande se fija a la subunidad pequeña, y el ribosoma se desplaza a lo largo de la cadena de ARNm, en dirección desde 5' hasta 3', hasta que el siguiente codón queda alineado con el sitio A de la subunidad pequeña

Etapa 3: un nuevo aminoacil ARNt (es decir, un ARNt que lleva un aminoácido) compara a su anticodón con el codón del RNAm; si concuerda, el ARNt se fijará sobre el sitio A

Etapa 4: los aminoácidos en los sitios A y P forman un enlace peptídico - El ARNt del sitio P pasa su aminoácido al ARNt del sitio A, que ahora tiene unidos sobre sí a los dos aminoácidos (proceso catalizado por la enzima peptidiltransferasa)Etapa 5: el ARNt desaminado deja libre el sito P, y el ARNm con sus dos aminoácidos se mueve desde el sito A hacia el sitio P. Al mismo tiempo, el ribosoma se desplaza a lo largo de la cadena de ARNm hasta que el siguiente codón queda alineado con el sitio A de la subunidad ribosomal pequeñaEtapa 6: se repiten las etapas 3 a 5, con lo que se alarga la cadena polipeptídica hasta que se llega al codón de terminación (que pueden ser tres: UAG, UAA o UGA), responsable de detener el proceso de traducción

Etapa 7: cuando el sitio A de la unidad ribosomal pequeña llega a un codón de terminación, se fija en el sitio A un factor liberador, encargado de descargar a la cadena polipeptídica recién formada desde el sitio ARNt del sitio P hacia el citosol Etapa 8: el ARNt se libera desde el sitio P, el factor liberador se libera desde el sitio A, y las subunidades ribosómicas grande y pequeña se disocian del ARNm quedando libres en le citosol.

En definitiva, los ribosomas participan en la síntesis de las proteínas que tendrán un destino u otro según que sean formadas por ribosomas libres o por polirribosomas adheridos a las membranas del Retículo endoplasmático rugoso

CODIGO GENETICOLas características del código genético fueron establecidas experimentalmente por Fancis Crick, Sydney Brenner y colaboradores en 1961. Las principales características del código genético son las siguientes:

El código está organizado en tripletes o codones: cada tres nucleótidos (triplete) determinan un aminoácido.

El código genético es degenerado: existen más tripletes o codones que aminoácidos, de forma que un determinado aminoácido puede estar codificado por más de un triplete. El código genético es no solapado o sin superposiciones: un nucleótido solamente pertenece a un único triplete. La lectura es "sin comas": el cuadro de lectura de los tripletes se realiza de forma continua "sin comas" o sin que existan espacios en blanco. El código genético nuclear es universal: el mismo triplete en diferentes especies codifica para el mismo aminoácido. La principal excepción a la universalidad es el código genético mitocondrial.

http://www.educa.madrid.org/web/cc.nsdelasabiduria.madrid/Ejercicios/2b/Biologia/Genetica/codigo_genetico.htm