código genético (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Biomédicas - 1º curso
Asignatura Genética
Año del apunte 2017
Páginas 8
Fecha de subida 01/08/2017
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Tema 12: Código genético Propiedades del ADN: Componentes de los ácidos nucleicos El ADN es una sustancia química simple. La estructura primaria ya se conocía antes de los experimentos de Watson y Crick.
El ARN también puede ser material hereditario El ARN también puede llevar información genética, la diferencia principal radica en el azúcar, la ribosa es mucho más activa que la desoxirribosa. Otra diferencia es que el ARN cambia la Timina por el Uracilo. El ARN forma una cadena sencilla y el ADN doble.
Los diferentes nucleótidos se unen de 3’ a 5’ mediante un grupo fosfato. Las uniones entre los nucleótidos son fuertes, covalentes, y los enlaces entre bases son débiles, puentes de hidrogeno. (C-G 3 puentes de hidrógeno, por lo tanto tienen una unión más fuerte que A-T, con solo 2).
Leyes de Chargaff Estudia una gran selecciónde ADN de diferente origen, estableciendo reglas empíricas sobre la cantidad de cada tipo de nucleótido en el ADN.
(Antes del descubrimiento de la doble hélice).
1.1. En un organismo cuyo material hereditario es ADN de doble hélice, las proporciones A+T/G+C y A+G/T+C de una de las dos hélices valen 0.5 y 0.2 respectivamente.
a) ¿Cuánto valdrán esas mismas proporciones en la hélice complemenaria? Las proporciones de las bases nitrogenadas en un DNA de doble hélice son las siguientes: A = T y G = C, Por tanto, A+G/T+C = 1 Es decir, la Adenina (A) de una hélice empareja con la Timina (T) de la complementaria y viceversa, y la Guanina (G) de una hélice empareja con la Citosina (C) de la complementaria y al contrario.
Si la proporción A+T/G+C de una hélice es 0,5; esa misma proporción en la complementaria se obtiene de la siguiente forma: Si una hélice posee una A en la complementaria hay T. Si una hélice tien e una T la complementaria posee una A. Cuando hay una G en la complementaria existe una C y, por último, si una hélice tiene una C la complementaria posee una G. Por tanto, la proporción A+T/G+C de una hélice es igual que la proporción T+A/C+G de la complementaria. Como se puede ver, ambas proporciones son iguales, por consiguiente, la proporción A+T/G+C de la hélice complementaria también valdrá 0.5. Si la proporción A+G/T+C de una hélice es 0,2; esa misma proporción en la complementaria se obtiene de la siguiente manera: Si una hélice posee una A en la complementaria hay T. Si una hélice tiene una G la complementaria posee una C. Cuando hay una T en la complementaria existe una A y, por último, si una hélice tiene una C la complementaria posee una G. Por tanto, la proporción A+G/T+C de una hélice es igual que la proporción T+C/A+G de la complementaria. Como se puede ver, esta proporción es justo la inversa de la solicitada.
Por consiguiente, la proporción A+G/T+C de la hélice complementaria también valdrá 1/0.2.
b) ¿Cuánto valdrán en la molécula completa? Si la proporción A+T/G+C de una hélice es 0,5; esa misma proporción en la molécula completa se obtiene de la siguiente forma: La proporción A+T/G+C ya hemos visto que es igual en ambas hélices, siendo su valor en este caso 0.5. Por tanto, también será igual en la molécula completa, es decir valdrá 0.5.
Si la proporción A+G/T+C de una hélice es 0,2; esa misma proporción en la molécula completa se obtiene de la siguiente manera: Como hemos indicado al principio, en un DNA de doble hélice la proporción de A es igual a la de T y la proporción de G es igual a la de C, debido a las reglas de emparejamiento de las bases nitrogenadas. Por tanto, la proporción A+G/T+C valdrá 1.
1.2. El ADN de un bacteriófago de diámetro 174 está formado por un 25% de A, 33% de T, 24% de G y 18% de C.
a) ¿Corresponden estos porcentajes a lo esperado según el modelo de la “Doble hélice” propuesto por watson y Crick? No, esto se debe a que los virus pueden tener ADN monocatenario.
b) Haga una hipótesis que explique este resultado y proponga experimentos para comprobarla.
El resultado puede explicarse si el bacteriófago tiene ADN monocatenario.
Podría comprobarse con el experimento de Melsenson. Cultivamos las bacterias en un medio con N14, al observar obtendremos solo una banda, luego las pasamos a N15, y obtendremos la banda de arriba, aparecerán dos bandas, pero nunca la banda intermedia.
También puede comprobarse por absrvancia. La absorvancia de una cadena sencilla es más que la de una doble, de modo que puedo someter el ADN del bacteriófago a desnaturalización y ver la absorvancia antes y después, que en este caso será la misma alser monocadena.
1.3. Los ADN de dos organismos distintos tienen idéntico porcentaje de G+C.
a) ¿Indica este dato que ambos poseen ADN de doble hélice? No, necesitamos la proporción de C y G por separado y la proporción de AT, y ver si se se cumplen las leyes de Chargaff con estos datos.
b) ¿Significa que tienen la misma secuencia de bases nitrogenadas? No.
c) ¿Indica que tienen la misma longitud? No, nos dan un porcentaje, una proporción no un valor absoluto.
Características de código genético 1. Está organizado en tripletes o codones.
Tenemos 64 tripletes diferentes, para 20 aminoácidos.
Sabemos que son tripletes porque: 42 = 16 (no llegamos a los 20 necesarios).
43 = 64 2. Es degenerado Un aminoácido puede estar codificado por más de un triplete.
Solo para la metionina (codón de inicio) y el triptófano hay una sola secuencia que los codifica.
Hay unos 30-40 secuencias diferentes de ARNt, solo son complementarias las dos primeras bases, la tercera base, por cuestiones de conformación no se une tan fuerte como las dos primeras y por lo tanto balancea. Por eso tenemos menos ARNt que codones.
3. No está solapado.
No hay superposición. Un nucleótido forma parte de un único triplete o codón.
Pauta de lectura: Reconoce primero el codón AUG (metionina), luego va de 3 en 3, puede haber adiciones o deleciones que cambien la pauta de lectura. Si hay inserción y deleción el fragmento estará mal, pero antes y después continuará correctamente.
4. No tiene comas.
5. Es universal.
Excepciones: Codones de terminación, genes mitocondriales, genes nucleares de protozoos o ADN bacteriano.
Descodificación del código genético Experimentos de Nirenberg y Matthaei. (Uso de homopoímeros).
Un homopolímero, en este caso ARNm de poli U (descubierto y fabricado por Severo Ochoa), se añade a un tubo de ensayo que contiene el mecanismo de traducción de una célula, se marca radiactivamente 1 aminoácido de los 20, y los otro 19 no.
Se incuba a 37oC para que se dé la traducción.
Se filtra la proteína y se mida la radiactividad.
El proceso se repite en 20 tubos, cada uno con un aminoácido distinto marcado radiactivamente.
El tubo que presenta radiactividad será el que contenga sintetizado el aminoácido marcado, que se corresponderá con el homopolímero UUU.
En este caso UUU especifica el aminoácido de la fenilalanina.
Conclusión: UUU codifica la fenilalanina.
En otros experimentos se obtuvo que AAA codifica la lisina y CCC la prolina.
Con un mRNA sintetizado in vitro a partir de un único nucleótido (X), habrá un solo triplete (XXX); Si hacemos síntesis de proteínas in vitro, se f ormará un polipéptido constituido por un único aminoácido (Z-Z-Z-…), codificado por el triplete XXX.
Construyendo un mRNA in vitro constituido por una mezcla de nucleótidos (X e Y) en proporciones notas (p y q), habrá una mezcla de tripletes en proporciones previsibles (p3 XXX; p2q XXY, XYX, YXX; pq2 XYY, YXY, YYX; q3 YYY); Si hacemos síntesis de proteínas in vitro, se formará un polipéptido constituido por una mezcla de aminoácidos en las mismas proporciones de los tripletes que los codifican.
Información: de la composición de los codones No indica nada respecto a la secuencia: GUU (Val), UGU (Cys), UUG (Leu) El polipéptido que se sintetizaba con este mensajero sintético contenía fenilalanina (Phe), cisteína (Cys), valina (Val), glicina (Gly) y triptófano (Trp). Tomando como valor 100 el del aminoácido más frecuente, Cys y Val presentaban un valor de 20, mientras que Tr y Gly mostraban un valor de 4 a 5. Se confirmaba que UUU significaba fenilalanina y se deducía que 2U y 1G (UUG, UGU, GUU) codificaban para cisteína y valina. También se deducía que 1U y 2G (UGG, GUG, GGU) codificaban para triptófano y glicina. Sin embargo, no era posible asignar un triplete concreto para la cisteína y valina o para triptófano y glicina.
Empleo de polímeros de secuencia conocida 1.4. Suponga que en otro planeta de nuestra galaxia se han encontrado proteínas que contiene 125 aminoácidos diferentes; ácidos nucleicos con cinco bases nitrogenadas distintas, un código genético que al igual que el nuestro está organizado en tripletes.
a) ¿Son suficientes 5 nucleótidos distintos para codificar 125 aminoácidos diferentes) 53 = 125 Sí, son suficientes, si no es necesario ningún codón de terminación.
b) ¿Podría existir un mecanismo de traducción semejante al de nuestro planeta? Sí, no hay nada que lo impida, cada 3 nucleótidos se sintetiza un aminoácido, habría mayor variedad pero el mecanismo sería similar.
c) ¿Podrían la iniciación y la finalización de la traducción ser semejantes a las de nuestro planeta? La iniciación sí, ya que es un codón que codifica un aminoácido, pero para que fuera igual la terminación, se necesitarían secuencias de terminación que no codifiquen aminoácidos, y no hay suficientes. Necesitaríamos más de 125, por lo que debería haber o más nucleótidos o no ser tripletes, si no 4.
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