TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN DEL ADN Transcripción ■ La síntesis de un RNA a partir de una plantilla de DNA se denomina transcripción. ■ El término transcripción denota un proceso en el que la información codificada en las cuatro letras desoxirribonucleótidas del DNA se reescribe, o se transcribe, en un lenguaje similar compuesto por cuatro letras ribonucleótidas de RNA. ■ Un RNA mensajero se ensambla como una copia complementaria de una de las dos cadenas de DNA que componen un gen. Debido a que su secuencia de nucleótidos es complementaria a la del gen del cual se transcribe, el mRNA conserva la misma información para el ensamblaje de polipéptidos que el gen mismo. ■ Una molécula de DNA puede servir como plantilla en la formación de muchas moléculas de mRNA, cada una de las cuales se puede usar en la formación de un gran número de cadenas de polipéptidos. ■ El concepto de un gen con base en DNA que codifica un mensaje basado en RNA, que luego se traduce en una proteína, se conoce como el dogma central. ■ Los ribosomas son “máquinas” complejas y citoplásmicas, que se pueden programar como un ordenador para traducir la información codificada por cualquier mRNA. ■ Los ribosomas contienen tanto proteínas como RNA. ■ Los RNA de un ribosoma se llaman RNA ribosómicos (rRNA, ribosomal RNA), y al igual que los mRNA, cada uno se transcribe a partir de una de las cadenas de DNA de un gen. ■ Los rRNA proporcionan un soporte estructural para construir el ribosoma, y ayudar a catalizar la reacción química en la que los aminoácidos se unen en forma covalente entre sí ■ Los RNA de transferencia (o tRNA, transfer RNA) constituyen una tercera clase importante de RNA que se requiere durante la síntesis de proteínas. Se requieren RNA de transferencia para traducir la información en código de los nucleótidos del mRNA al “alfabeto” de aminoácidos de un polipéptido. ■ Las enzimas responsables de la transcripción en células procariotas y eucariotas se denominan RNA polimerasa dependiente de DNA, o simplemente RNA polimerasas. ■ Estas enzimas son capaces de incorporar nucleótidos, uno a la vez, en una hebra de RNA cuya secuencia es complementaria a una de las hebras del DNA que sirve como plantilla Traducción • Iniciación ("comienzo"): en esta etapa el ribosoma se reune con el ARNm y el primer ARNt para que pueda comenzar la traducción. • Elongación ("desarrollo"): en esta etapa los ARNt traen los aminoácidos al ribosoma y estos se unen para formar una cadena. • Terminación ("final"): en esta última etapa el polipéptido terminado es liberado para que vaya y realice su función en la célula. Iniciación • Un ribosoma (que viene en dos subunidades, grande y pequeña) • Un ARNm con las instrucciones para la proteína que vamos a construir • Un ARNt "de inicio" que lleva el primer aminoácido de la proteína, que casi siempre es metionina (Met) ■ Durante la iniciación, estas piezas deben reunirse justo de la forma correcta. Juntas, forman el complejo de iniciación, el ensamblaje molecular para comenzar a fabricar una nueva proteína. ■ El mover esos ingredientes de la iniciación requiere energía. La célula proporciona la energía en forma de trifosfato de guanosina (GTP), una molécula común que funciona como "moneda energética" y que se parece al ATP. El ARNt que lleva metioina se une a la subunidad ribosomal pequeña. Juntos, se unen al extremo 5' del ARNm al reconocer el casquete de GTP 5' (que se agregó durante el procesamiento en el núcleo). Luego, "caminan" sobre el ARNm en la dirección 3', y se detienen cuando llegan al codon de inicio (a menudo, pero no siempre, el primer AUG). Elongación ■ La elongación se da cuando la cadena de polipétidos aumenta su longitud. ■ Nuestro primer ARNt, que lleva metionina, comienza en el espacio del centro del ribosoma, el llamado sitio P. ■ Junto a él, está expuesto un nuevo codón, en otro hueco llamado sitio A. ■ El sitio A será el "lugar de aterrizaje" para el siguiente ARNt, cuyo condón es la pareja perfecta (es complementario) del codón expuesto. Terminación ■ La terminación sucede cuando un codón de alto en el ARNm (UAA, UAG, o AGA) entra en el sitio A. ■ Proteínas llamadas factores de liberación reconocen los codones de terminación y caben perfectamente en el sitio P (aunque no sean ARNt). Los factores de liberación interfieren con la enzima que normalmente forma los enlaces peptídicos: hacen que agregue una molécula de agua al último aminoácido de la cadena. Esta reacción separa la cadena del ARNt, y la proteína que se acaba de formar se libera. • Las células decodifican el ARNm cuando leen sus nucleótidos en grupos de tres, llamados codones (base para el código genético) • Se comienza por el extremo 5' del gen y se avanza hacia el extremo 3’. • El codón AUG (aminoácido metionina (Met) ) tiene un papel especial: sirve como codón de inicio en el que comienza la traducción. La traducción continúa hasta llegar a un codón de paro. Hay tres codones de paro en el código genético: UAA, UAG y UGA. A diferencia del codón de inicio, los codones de paro no codifican aminoácidos. En cambio, funcionan como señales de "alto": indican que el polipéptido está completo y causan que se libere del ribosoma. Pueden haber más nucleótidos después del codón de paro en el ARNm, pero no se traducirán como parte del polipéptido. • El código genético consta de 64 codones únicos. Pero si solo hay 20 aminoácidos • El código genético resulta ser un código degenerado, lo que significa que algunos aminoácidos están especificados por más de un codón. • Por ejemplo, prolina está representada por cuatro codones (ccu, ccc, cca, y ccg). • Si cualquiera de ellos aparece en un ARNm, causará que se agregue prolina a la cadena polipeptídica. • Un código genético compartido por tan diversos organismos proporciona una importante evidencia de un origen común de la vida en la tierra. Visión general del flujo de información en una célula eucariota. ■ El DNA de los cromosomas ubicados dentro del núcleo contiene todo el almacén de información genética. Los sitios seleccionados en el DNA se transcriben en los pre-mRNA (paso 1), que se procesan en RNA mensajeros (paso 2). Los RNA mensajeros se transportan fuera del núcleo (paso 3) hacia el citoplasma, donde se transcriben en polipéptidos mediante ribosomas que se mueven a lo largo del mRNA (paso 4). Después de la traducción, el polipéptido se pliega para asumir su conformación original (paso 5).
