traduccion (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Biomédicas - 1º curso
Asignatura Genética
Año del apunte 2017
Páginas 11
Fecha de subida 01/08/2017
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Tema 14: Traducción En procariotas al no haber núcleo, existe un acoplamiento entre la trascripción la traducción.
En eucariotas, hay núcleo, y debe haber modificaciones del transcrito primario para que salga al citoplasma. En el citoplasma se traducen a proteínas por ribosomas y las proteínas con una determinada señal, son reconocidas por los poros nucleares y se dejan pasar al interior del núcleo.
Traducción Proceso por el que la secuencia de nucleótidos de un ARNm determina la estructura p rimaria de una proteína.
 Necesitamos un aparato decodificador que permita pasar de nucleótidos a aminoácidos.
De este modo podemos obtener la secuencia primaria del polipéptido.
 Ribosomas: ARNr + proteínas. Es el lugar de síntesis.
 ARNt: Portador de aminoácidos.
 ARNm: Portador del mensaje cifrado.
 Factores adicionales: IF, EF, RF, que hacen enlaces fosfatos.
La suma del ARNr y ARNt da un 95% del ARN total de la célula.
Se hacían separaciones de componentes mediante centrifugaciones en gradiente de sacarosa.
Los componentes de la misma densidad de depositan en el mismo sitio. La velocidad de sedimentación son los S-Svedberg. En un gradiente, encuentras algo a una determinada altura después de X horas de centrifugación, de aquí vienen los nombres de los ribosomas.
Tipos de ARN   ARNm: ARN mensajero.
ARN funcional:  ARNsn: ARN pequeño nuclear (relacionado con splicing).
 ARNmi: Micro ARN (regulación de la expresión génica).
 ARNsi: ARN pequeño de interferencia  ARNr: ARN ribosómico.
 ARNt: ARN de transferencia.
Los ARNr son los más abundantes, en gen de agarosa, solo veríamos dos bandas, las dos subunidades de estos, no se ve el resto de ARN.
Ribosoma El ribosoma es un agregado macromolecular de proteínas y ARNr (70s en procariotas y 80s en eucariotas).
Tiene dos subunidades:   Grande: 50s, con ARNr 23s y 5s (en eucariotas 60s con ARNr 5, 5’8 y 28s) Pequeña: 30s con ARNr 16s (40s y 18s en eucariotas).
Las tres moléculas de ARNr de E. coli se encuentran en el mismo transcrito. 5-10 copias del gen que codifica el ARNr. Se obtiene en proporción 1:1:1.
En eucariotas también se transcriben conjuntamente excepto ARNa 5s.
Los genes de ARNr, tiene mán de dos alelos, tiene más copias, amplificación, para tener una cantidad muy abundante del gen.
Mensaje: Algunos genes codifican proteínas, otros genes especifican ARN (ARNt, ARNr, ARNsi) como producto final. De modo que un gen es una región de ADN que codifica ARN.
ARNt Tiene una región específica (anticodón) que se une al ARNm (codón).
Los ARNt son muy semejantes. Constan de unos 80 nucleótidos en los que encontramos bases raras, es decir, diferentes a las canónicas (ACTG).
En el ARNt podemos distinguir las siguientes partes: El brazo T, el brazo con el anticodón y el lazo dihidroU. Usa la complementariedad de bases para establecer su estructura terciaria.
Cuando el ARNt carga el aminoácido, se le llama aminocil ARNt, que cuenta con enlaces:     Aminoacil-ARNt sintetasa específica para acada aminoácido, es decir, hay 20 diferentes.
ATP.
Unión del aminoácido en el extremo 3’ OH- del ARNt.
Algunos ARNt reconocen más de un codón diferente, esto se debe al balanceo.
Aminoacil-ARNt sintetasa Un aminoacil-ARNt sintetasa añade un aminoácido a si ARNt.
Experimento de Chapeville Se pretende saber cuál es el elemento que lee la información si el aminoácido o el ARNt.
El codón UGU codifica para la Cys, de modo que cuando es reconocido, se añade una cisteína a la cadena polipeptídica.
En el experimento se modifica la cisteína quitándole el grupo –SH, de modo que pasa a ser alanina, pero el codón de reconocimiento se mantiene.
Se ve cuando el codón coincide, se añade la alanina, en vez de la cisteína que correspondería.
Asé se ve que durante la síntesis se reconoce el ARNt (su anticodón), no el aminoácido.
Código genético Es degenerado, es decir, que varios codones codifican para un mismo aminoácido. Con excepción de la Met y el Trp.
Los 3 codones de stop, no codifican aminoácidos.
Hay familias no compartidoras de condones (8) GUX (la tercera base no importa).
Y también hay familias compartidoras de codones.
Como el número de ARNt (32) es menor al número de condones (61), algunos anticodones deben reconocer más de un codón.
61/20 ≈ 3.5 Por lo tanto tenemos la hipótesis del balanceo de Crck, que dice que el apareamiento de la 3ª base no es rígido.
La región Wobble en el extremo 5’ permite al ARNt reconocer 2 codones.
Esto es una barrera entimutaciones, ya que puedo tener un codón cambiado por otro, pero que no cambie el aminoácido.
Muchas mutaciones son variaciones sinónimas, es dicir dan un codón que tiene un mismo significado que el original, como por ejemplo, a la glicina le codifican GGA, GGG, sigue significando lo mismo.
El código genético es prácticamente universal, la inmensa mayoría de organismos usan el msmo código, si bien hay execpiones.
Las mitocondrias usan la U en el sitio del balanceo en el ARNt, y pueden aparearse con todas las bases. En ellas se reduce el número de ARNt a 24.
Existen cambios como: CUX: codifica Leu, no Thr.
EGA: codifica Trp, no stop.
Esta diferencia de las mitocondrias puede deberse a la teoría endosimbionate, que propone que las mitocondrias eran bacterias que entraron en simbiosis con una célula eucariota y por eso tienen otro código.
Otros organismos leen codones stop.
Traducción  Iniciación.
En procariotas como E. coli, la N-formil metionina es el aminoácido inicial. Todas las proteínas tienen f-met en el extremo N-ter.
Existen 2 ARNt que reconocen la Met.
  ARNt Met, f → Reconoce AUG como codón inicial.
ARNt Mel, m → Reconoce codones AUG excepto el inicial.
El complejo de iniciación requiere un GTP.
En primer lugar, se necesita la subunidad 30s + ARNm + ARNtMetf + 3 factores de iniciación (IF1, IF2, IF3).
Además se necesita la secuencia de Shine-Dalgarno: que es el ARNr 16s (3’) complementario al ARNm (5’). En eucariotas la caperuza 5’ (7 metil guanosina).
Estas secuencias por complementariedad de bases, se une al extremo 5’ y posiciona el primer codón donde le corresponde. Lo mismo ocurre en procariotas gracias a la cabeza 5’.
Luego la subunidad 50s se une al complejo:    Sitio A (aminoacil): Entra el nuevo ARNt.
Sitio P (peptidil): Crecimiento de la cadena polipeptídica.
Sitio E (salida): Salida del ARNt desacilado.
 Elongación: Llega el segundo ARNt, se reproduce su reconocimiento mediante puente de hidrógeno codónanticodón.
Para esto se requiere GTP y 2 factores de elongación (EF-Ts y EF-Tu).
La peptidil transferasa, que tiene el centro activo en 50s, forma el enlace peptídico. Se une el extremo carboxil (enlace rico en energía) del aminoácido en el sitio P, con el extremo amino del aminoácido del sitio A.
El ARNt vacío (son aminoácido) es el del sitio P.
Translocación: ovimineto del ribosoma respecto del ARNm de modo que el ARNt con cadena polipeptídica pasa al sitio P y el sitio A queda vacío. Requiere un GTP y el factor EF -G (translocasa).
 Terminación: El mecanismo de terminación consiste en codón sin sentido o no sense. Este tipo de codones no codifica para ningún aminoácido (UAG, UAA, UGA).
Como no tenemos ningún ARNt que lo reconozca, entra en juego el factor de liberación o terminación (RF), que mediante el consumo de un GTP, liberan la proteína del ribosoma.
Finalmente, una vez ha acbado el proceso se produce la disociación del ribosoma.
Resumen El proceso requiere mucha energía (casi el 90% del total metabólico de la célula). Un enlace peptídico requiere: 2 APT con carga, 2 ARNt, 1 GTP (ARNt en el sitioA9, 1 GTP (translocación).
En procariotas existe un acoplamiento entre transcripción y traducción. Tienen más de un gen por cada ARm (se les llama mensajeros policistrónicos). La velocidad de síntesis es de unos 300aa/20 segundos.
En eucariotas no hay acoplamiento, ni tampoco ARNm policistrónicos. La velocidad de síntesis es de unos 30aa/2.5 minutos. Muchos ribosomas se encuentran en en ARNm (polisoma o polirribosoma).
Código genético Número de bases por cada aminoácido:     3 bases (triplete) por cada aminoácido mínimo para la síntesis de 20 aminoácidos.
Experimento de Crick en el gen rII fago T4 tratado con el mutágeno proflavina (añade o quita un nucleótido). Esto provoca una mutación de desplazamiento de la pauta de lectura:  +1 y luego -1, restablece una mutación.
 +3 y -3 también.
Solapamiento y puntuación:  Mutaciones conocidas (por ejemplo Hb S) solo cambia un aminoácido.
 ARNm de virus de necrosis del tabaco tiene los codones justos para la síntesis de la proteína de membrana.
Descifrado del código genético (Ochoa, Nirenberg)  ARNm sintético in vitro gracias a la enzima polinucleótido fosforilasa.
o Poli-U → Fenilalanina.
o Proporciones conocidas de nucleótidos.
 Uso de codones sintéticos en pruebas de unión.
Dogma central revisado No se puede pasar de una proteína a ADN porque un aminoácido viene codificado por más de una secuencia diferente, así que yo tendría que escoger la que quisiera y con toda probabilidad, la cadena resultante no sería igual a la original.
Diferencia entre replicación y transcripción por un lado y traducción por el otro.
En el primer paso del flujo de la información, de ADN a ADN o de ADN a ARN, el lenguaje es lineal y biyectivo (cumple que su correspondencia inversa es también una aplicación), por lo tanto reversible (como lo muestra la existencia del fenómeno de retrotranscripción), pero el paso de ARN a proteínas es irreversible. El código genético es degenerado y la proteína adquiere, conforme se traduce, una estructura no lineal, tridimensional.
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