MISIONEROS DE LA PRECIOSA SANGRE Formando Personas Integras

Transcripción

1 Saint Gaspar College MISIONEROS DE LA PRECIOSA SANGRE Formando Personas Integras Departamento Ciencias y tecnología Profesores: Christian Contreras/ Ricardo Díaz Vega Guía contenido IV medios: Síntesis de proteínas Nombre del alumno(a): IV Traducción Una vez que el ARNm se ha sintetizado y ha madurado, tiene lugar la síntesis de las proteínas a partir de la lectura de este ARNm, la cual ocurre en los ribosomas. Este proceso se denomina Traducción y constituye, generalmente, la última etapa de la expresión génica. Para la síntesis de proteínas son necesarios tres tipos de moléculas de ARN: ARNm (mensajero) que transmite la información genética desde la molécula de ADN situada en el núcleo; ARNr (ribosomal) que forma parte de los ribosomas, en los cuales tiene lugar la síntesis de las proteínas y ARNt (de transferencia) que actúa como adaptador de alineamiento de los aminoácidos en el lugar adecuado durante el desarrollo de la cadena polipeptídica o proteína. El código genético La información genética se codifica en un sistema de tripletes de nucleótidos. Por qué? Las proteínas pueden estar formadas por la combinación de 20 aminoácidos diferentes, pero el ADN y el ARN contienen, cada uno, sólo cuatro nucleótidos diferentes. Si un solo nucleótido "codificara" un aminoácido, entonces sólo cuatro aminoácidos podían ser especificados por las cuatro bases nitrogenadas. Si dos nucleótidos especificaran un aminoácido, usando todos los arreglos posibles, 4 2 un número máximo de 4 x 4, o sea 16 aminoácidos, lo cual es insuficiente para codificar los veinte aminoácidos. Por lo tanto, por lo menos tres nucleótidos en secuencia deben especificar cada aminoácido. Esto resulta en 4 3, o sea, 64 combinaciones posibles llamados tripletes o codones, son más que suficiente para codificar los 20 aminoácidos que estructuran todas las proteínas de los seres vivos. Así, El ARNm, se organiza en secuencias de tres nucleótidos (tripletes de bases nitrogenadas) denominadas codones, por ejemplo, codón AUG. Un codón codifica para un aminoácido específico.

2 Así, el código genético se basa en los codones del ARNm, existen 64 codones, de los cuales, 61 codifican para proteínas, los tres restantes ( UAA; UAG y UGA) son codones de término de la traducción. Entre las características del código genético, podemos mencionar que es ambiguo o degenerado, ya que un aminoácido puede ser codificado por más de un triplete como es el caso por ejemplo del aminoácido valina. Otra característica es su universalidad, es decir, los mismos codones son utilizados por todos los seres vivos. Cómo ocurre la traducción? A través del ribosoma se desplaza la molécula de ARNm que contiene la información para la síntesis o producción de una proteína. A la vez, en el ribosoma ocurre la lectura de cada uno de los codones del ARNm. Cada vez que un codón es leído, se agrega un nuevo aminoácido a la proteína que se está sintetizando. Este proceso de traducción comienza con la lectura del primer codón o codón de inicio en el ARNm que es el AUG. Este codón codifica para el aminoácido metionina, por lo tanto, la metionina se encuentra en el extremo inicial de todas las proteínas. Los aminoácidos que formarán la proteína, son transportados por los ARNt específicos para cada uno de ellos y son llevados hasta el ARNm, donde se aparean el codón de éste y el anticodón del ARNt, de esta forma, los aminoácidos se sitúan en la posición que les corresponde.

3 Una vez terminada la síntesis de la proteína, (con los codones de término: UAA, UGA o UAG), el ARNm queda libre y puede ser leído nuevamente. De hecho, es frecuente que antes de que finalice la síntesis una proteína, ya está comenzando la otra, con lo cual, una misma molécula de ARNm, está siendo utilizada por varios ribosomas simultáneamente, lo que se conoce como Polirribosoma. El proceso de traducción o síntesis de proteínas, ocurre en cuatro etapas principales, cada una de las cuales requiere enzimas específicas: Primera etapa: se denomina etapa de activación, se produce en el citoplasma, donde los aminoácidos son unidos enzimáticamente a sus correspondientes ARNt con el aporte de energía del ATP, formándose los complejos aminoacil-arnt. Segunda etapa: se conoce como etapa de iniciación, el ARNm portador del mensaje genético, que especifica la secuencia de a.a., se une al ribosoma en la sub-unidad menor y el primer aminoacil-arnt o iniciador, se une al ribosoma en la sub-unidad mayor, anclándose por su anticodón al codón de inicio del ARNm (AUG) en un proceso que requiere tres proteínas específicas denominadas factores de iniciación. Tercera etapa: denominada etapa de elongación, en ella la cadena polipeptídica se alarga por la adición de nuevos aminoácidos que son transferidos enzimáticamente por sus respectivos ARNt, cada uno de los cuales se ha unido al ribosoma, respondiendo a un codón o triplete de bases específicos del ARNm. Para la elongación o alargamiento de las cadenas polipeptídicas, son indispensables dos proteínas o factores de elongación, además de GTP (guanosín tri-fosfato), que se encarga de entregar energía necesaria para que el ribosoma se desplace a lo largo de la cadena de ARNm para situar al codón siguiente en posición de acoplamiento para recibir al nuevo ARNt con su respectivo aminoácido. La unión de un aminoácido a otro aminoácido se realiza por medio de un enlace peptídico y la formación de este enlace requiere de la participación de una enzima denominada peptidiltransferasa.

4 Cuarta etapa: es la etapa de terminación, cuando la cadena polipeptídica se ha completado, es decir, se formó la proteína, situación que ocurre cuando se alcanza la señal de término o codón de término en el ARNm (UAA; UGA y UAG), entonces el producto es liberado del ribosoma, las proteínas están listas y pueden ser utilizadas por las células que las requieran, para esto también se utilizan proteínas específicas llamadas factores de liberación. ARN de transferencia (ARNt) Es una molécula pequeña de 70 a 80 nucleótidos. Existe un ARNt específico para cada aminoácido. Cada ARNt, ayudado por la enzima aminoacil ARNt transferasa reconoce y se une a uno de los 20 aminoácidos (aa). Poseen una zona donde se encuentra el anticodón, triplete de nucleótidos complementario con un codón específico del ARNm. Los ARNt reconocen los codones de ARNm y transfieren aminoácidos a la proteína que se está sintetizando, de forma específica.

5 Ribosomas Un ribosoma está conformado por ARN y proteínas; cada ribosoma consiste de dos complejos separados, conocidos como subunidades grande y pequeña. En los eucariontes, los ribosomas obtienen sus órdenes para sintetizar proteínas del núcleo, donde se transcriben segmentos del ADN (genes) para producir ARN mensajero (ARNm). Un ARNm viaja hacia el ribosoma y este usa la información del transcrito para sintetizar una proteína con una secuencia de aminoácidos específica. Los ribosomas eucariontes pueden estar libres, es decir, que flotan en el citoplasma, o adheridos al retículo endoplásmico o a la parte exterior de la envoltura nuclear. Los procariontes carecen de núcleo, por lo que sus ARNm se transcriben en el citoplasma y pueden ser traducidos de manera inmediata por los ribosomas. Extraído y adaptado de: Biología de Mader, editorial Mc Graw Hill, 9 edicición

6 Actividades 1.- Si el anticodón del ARNt que porta el aminoácido leucina es GAG, entonces, la secuencia de nucleótidos en el ADN que codifica para este aminoácido es A) GAG. B) CUC. C) CTC. D) AUG. E) UCG. 2.- La siguiente figura está relacionada con el proceso de biosíntesis de proteínas: Al respecto, es correcto inferir que I) la estructura 1 corresponde a un ARN de transferencia. II) el triplete UUA representa un anticodón para un aminoácido. III) 5 AAU 3 representa un ARN mensajero. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y III E) I, II y III 3.- La siguiente figura está relacionada con el proceso de biosíntesis de proteínas: Cuál de los siguientes ARNm, permite sintetizar un péptido con la secuencia de aminoácidos: Met - Phe - Pro - Arg - Leu - Leu - Tyr? A) AUG CCC CGC UUA UUG UAC B) AUG UUC CCU CGA UUA UUA UAA C) AUG UAU UUA UUG CGU CCA UUC UAA D) AUG UUC CCA CGU UUG UUA UAU UAG E) UUC CCU UUA UUA UAA UAC 3.- Si la secuencia de un gen cualquiera de una cadena del ADN es: ATC CGG TTC GGA, entonces cuáles serían los ARNt que actuarían para construir la proteína correcta? 4. Para la síntesis de una proteína de 617 aminoácidos, el ARN m debe contar (sin considerar codón de término), con: a) Número de tripletes o codones: b) Número de nucleótidos: c) Número de anticodones de los ARNt: 5.- Transforma la siguiente secuencia de ADN a una proteína: TCCGGCTACGCTTGCAAATAGACT. Cuántos aminoácidos tiene la proteína? Cuáles son esos aminoácidos?; destaca los codones de inicio y de término de la traducción; escribe los anticodones que se forman.