22/11/2021
El flujo de información genética: Transcripción y traducción 🧬
Tiempo estimado de lectura: 15 minutos 📖⌚
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La información contenida en los nucleótidos debe convertirse en un material biológico útil. Funciona en dos pasos principales: La transcripción y la traducción. Este flujo de información genética es unidireccional. Primero, la información de las secuencias codificantes de un gen se transcribe en una molécula de ARN intermedia, que es sintetizado en secuencias que son precisamente complementarios a los de la cadena codificante de ADN (transcripción). En segundo lugar, la información de la secuencia en la molécula de ARN mensajero (ARNm) se traduce en una secuencia de aminoácidos correspondiente (traducción). En el ARN de eucariotas no se usa directamente para la traducción. Primero se procesa en un ARN mensajero, antes de que pueda usarse. En procariotas el ARNm se transcribe directamente de ADN.
🔴 A. Transcripción
Aquí la secuencia de nucleótidos de una hebra de ADN se transcribe en un molécula de ARN complementario (ARN mensajero, ARNm). Aquí la hélice de ADN se abre mediante un conjunto complejo de proteínas. la hebra de ADN en la dirección 3 a 5. (hebra de codificación) sirve como plantilla para la transcripción de ADN en ARN mediante la enzima ARN polimerasa. El ARN se sintetiza en la dirección 5 a 3 esta hebra es la hebra con sentido de ARN. Este transcrito en condiciones experimentales
de la hebra de opuesta se llama ARN antisentido.
🟡 B. Traducción
La traducción se refiere al proceso por el cual la la secuencia de nucleótidos del ARNm se utiliza para construir una cadena de aminoácidos (un polipéptido) en la secuencia codificada en el ADN. La traducción ocurre en un marco de lectura, que se define al inicio de la traducción (codón de inicio, AUG). La traducción implica dos
tipos de moléculas de ARN además del ARNm, el ARN de transferencia (ARNt) y ARN ribosómico (ARNr). El ARNt descifra los codones. Cada aminoácido tiene su propio conjunto de ARNt, que se unen al aminoácido y llevarlo al final de la cadena polipeptídica en crecimiento. Cada ARNt tiene una región, llamada anticodón, que es complementario a un codón del ARNm. La figura muestra los codones 1, 2, 3, y 4 del ARNm, que se han traducido en la secuencia de aminoácidos metionina (Met), glicina (Gly), serina (Ser) e isoleucina (Ile). A continuación se añaden glicina y alanina en este ejemplo.
🔵 C. Etapas de la traducción
La traducción se realiza en tres etapas. primero, en la iniciación (1) un complejo de iniciación que comprende ARNm, un ribosoma y ARNt es formado. Esto requiere una serie de factores de iniciación.
(IF1, IF2, IF3, etc., no mostrados). Entonces la elongación sigue (2): otro aminoácido, determinado por un codón, se une. Una trifásica se desarrolla un ciclo de elongación, con un codón de
reconocimiento, unión peptídica del siguiente residuo de un aminoácido y un movimiento (translocación) del ribosoma por tres nucleótidos más en 3 direcciones del ARNm. La traducción termina con la terminación (3), cuando uno de los tres ARNm se detiene se alcanza los codones de paro (UAA, UGA o UAG). Traducción (síntesis de proteínas) en eucariotas ocurre fuera del núcleo celular en los ribosomas en el citoplasma. Los procesos de las etapas que se muestran aquí han sido enormemente simplificados.
🟢 D. Estructura del ARN de transferencia (ARNt)
El ARN de transferencia tiene una característica similar a la de una hoja de trébol. estructura, ilustrada aquí por fenilalanina del ARNt de la levadura(1). Tiene tres regiones de bucle monocatenarios
y cuatro "tallos" de doble cadena. La estructura tridimensional (2) es compleja, pero varias áreas funcionales pueden ser diferenciados, como el sitio de reconocimiento (anticodón) para el codón de ARNm y la unión del sitio para el aminoácido respectivo en su extremo 3.
🟤 Referencias:
Alberts B et al: Molecular Biology of the Cell, 4th ed.
Garland Sciene, New York, 2002.
Brenner S, Jacob F, Meselson M: An unstable intermediate
carrying information from genes to ribosomes
for protein synthesis. Nature 190: 576–581, 1961.
Ibba M, Söll D: Quality control mechanisms during
translation. Science 286: 1893–1897, 1999.