ARNt como adaptador

CÓDIGO GENÉTICO

El Código está formado por un grupo de tres bases nitrogenadas (triplete) o codones (unidades decodificación), cuya presencia en la cadena polinucleotídica del ARNm codifica o da lugar a la presencia de un aminoácido en la cadena polipeptídica. Si la correspondencia se estableciese entre una base y un aminoácido, o lo que es lo mismo, si cada base codificase un aminoácido, al existir sólo cuatro bases tan sólo podrían encontrarse cuatro aminoácidos; si se combinasen dos bases para cada aminoácido, se podría hacer una correspondencia entre las dieciséis combinaciones de bases (42) con dieciséis aminoácidos. La existencia de veinte aminoácidos indica que son necesarias al menos combinaciones de tres bases para codificar un aminoácido. Los experimentos genéticos confirmaron que un grupo de tres bases codifica un aminoácido, existiendo por lo tanto, 64 tripletes o codones (43 combinaciones posibles) que constituyen las palabras del ácido nucleico.

Características principales del Código Genético

La secuencia de codones y el ordenamiento de los mismos en la molécula de ARNm, es la clave de la organización de la información genética que especifica una proteína. Se hallan en el código una serie de cualidades, que justifican el procedimiento de lectura y traducción de la información escrita bajo la forma de secuencia de bases.

1)  Existen 64 codones, de los que 61 codifican aminoácidos y tres son señales para la terminación de la cadena. Comparados con el número existente de aminoácidos, que es bastante menor, se deduce que muchos aminoácidos están codificados por más de un triplete. Basándose en esta característica, se dice que el código es degenerado.  Un  aminoácido  concreto puede ser especificado por más de un codón. Existe una correlación directa entre el número de codones que tiene cada aminoácido con su frecuencia de aparición en las proteínas.

2)  Los  codones  que  especifican  al  mismo  aminoácido  se  les  denomina  sinónimos. Normalmente los sinónimos comparten las dos primeras bases del triplete o codón, siendo la tercera  base  del  triplete  la  menos  importante  (UC  codifica  serina,  independientemente de cual sea la tercera base UCU, UCC, UCA, UCG).

3)  Cada codón o triplete sólo codifica un aminoácido, se dice que el código no presenta ambigüedad (UCU sólo codifica el aminoácido serina, ningún otro aminoácido dispone de este codón).

4)  El código tiene codones que no codifican aminoácidos. Estos codones tienen funciones especiales, uno de ellos es el triplete de iniciación, AUG. Este codón no sólo marca el inicio de la síntesis proteica, en eucariotas y en procariotas, sino que también codifica metionina cuando está situado en el interior de la secuencia polinucleotídica. En procariotas, esta señal de iniciación marca el primer aminoácido que es un derivado de la metionina, la formil-metionina.

Existen,  además,  tres  tripletes  o  codones  de  terminación, que  son  UAA,  UAG  y  UGA,  que marcan el final de la síntesis de la cadena peptídica. Son denominados codones de detención o codones “sin sentido”.

5)  El  código  es  continuo,  los  tripletes  son  traducidos  uno  tras  otro  de  forma  secuencial  y continua  sin  solaparse  las  bases  de  uno  con  otro,  y  sin  dejar  bases  intermedias  que  no pertenezcan  a  ningún  triplete.  Se  dice  que  no  hay  comas  o  huecos,  ni  yuxtaposiciones entre las bases. La dirección de lectura es fija del extremo 5' del ARNm al extremo 3'.

6)  El código es prácticamente universal; desde virus y bacterias hasta organismos superiores utilizan el mismo código. Sin embargo, ha de puntualizarse que las mitocondrias presentan un código ligeramente distinto.

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Para  realizar  el  proceso  biosintético  se  requiere  que  estén  presentes  en  el  citoplasma  celular los  veinte  aminoácidos  proteicos,  el  conjunto  de  300  moléculas  que  se  mencionaron  en  la  introducción y el suministro energético adecuado en forma de ATP. De todos los elementos que participan, se van a detallar previamente dos de ellos; el primero es una agrupación de moléculas que forma un orgánulo celular: el ribosoma; y el segundo, es una molécula de ácido ribonucleico, el ARNt, que funciona como “adaptador” en el proceso de traducción.

Estudio del ribosoma

Una  célula  de Escherichia  coli posee unos 15.000  o  más  ribosomas,  formados  por  un 35% de proteínas y un 65% de ARNr. Las proteínas  y  el  ARN  ribosómico  se  ensamblan  en dos  subunidades  de  diferente  tamaño,  la  mayor denominada 50S y la menor 30S, que forman  conjuntamente  un  ribosoma  de  70S.  Las diferentes  moléculas  de  ARN  forman  una  estructura espacial a manera de armazón, sostenida por enlaces entre cadenas, en dicha estructura se asientan las distintas proteínas. Los ribosomas  eucarióticos  son  más  grandes  80S  y  más  complejos  que  los  descritos  de  procariotas.  Están formados por dos subunidades de 60S y 40S.

Las  dos  subunidades  ribosómicas  presentan  una  extraña  morfología,  al  acoplarse  forman  una hendidura a través de la cual pasa el ARNm según se desplaza el ribosoma a lo largo del mismo. De la hendidura se origina, también, la cadena polipeptídica recién sintetizada.

Estudio de los ARN transferentes

La  estructura  del  ARNt  determina  su  función  de adaptador en el proceso de síntesis proteica. Por una región de su molécula  se  une  a  un  codón  específico  de  la molécula de ARNm, y por otra al aminoácido  específico  para  este  codón.  De  esta forma,  los  aminoácidos  quedan  alineados de  acuerdo  con  la  secuencia  de  codones del ARNm. Cada uno de los veinte aminoácidos  tiene,  como  mínimo,  un  tipo  de ARNt  asignado  aunque  la  mayoría  de  los aminoácidos  tienen  varios.  Además  de esta  función  de  adaptador,  también  desarrolla  una  segunda  función  consistente en  activar  el  aminoácido  a  través  de  un enlace  rico  en  energía  entre  el  extremo carboxilo del aminoácido y el ARNt.

Son  moléculas  pequeñas  de  las  que  existen  al  menos 32  variedades  distintas,  incluso en algunas células más, con una serie de características comunes:

1)  Presentan bases modificadas en al menos ocho de sus nucleótidos.

2)  Su extremo 5' suele llevar una guanina, mientras que su extremo 3' lleva una secuencia fija de CCA.

3)  El brazo AA o aminoacídico es el punto de unión del aminoácido. A través del grupo carboxilo del aminoácido se forma un enlace éster con el C 2' o 3' de la adenosina situada en el extremo 3' del ARNt.

4)  El brazo del anticodón contiene  la  secuencia  de  tres  bases  complementaria  y  antiparalela del  codón.  La  interacción  codón-anticodón  se  realiza  por  apareamiento  antiparalelo,  mediante la formación de puentes de hidrógeno entre las bases complementarias del ARNm y del  ARNt.  La  relación  codón-anticodón  presenta  una  característica  que  se  conoce  con  el nombre  de  hipótesis  de  balanceo.  En  esta  relación  se  observa  que  la  parte  más  específica del codón la forman las dos primeras bases, debido a que es a través de las mismas como se enlazan más fuertemente el triplete del codón con el del anticodón. La tercera base (de balanceo) del codón contribuye a la especificidad, pero al unirse más débilmente facilita la rápida separación entre ambos, incrementando la velocidad de la síntesis proteica. Para traducir los 61 codones no se necesitan 61 ARNt sino que es suficiente con un mínimo de 32.

Tomado de :  http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CDoQFjAB&url=http%3A%2F%2Focw.unican.es%2Fciencias-de-la-salud%2Ffisiologia-general%2Fmateriales-de-clase-1%2Ftema-1.-introduccion-al-estudio-de-la-fisiologia%2FTema%25207D-Bloque%2520I-Traduccion.pdf&ei=-kd5Uv_5Iair0QXd4IDwBQ&usg=AFQjCNG1LNhmAuwqL5mKWvW_UC41l-UBAA&sig2=EjIW2oKxzXT39QEJqAhB1A&bvm=bv.55980276,d.d2k&cad=rja