Código genético y activación de aminoácidos

Código genético
1. Un gen contiene la información necesaria para transcribir- se en un ARNm, que a su vez puede expresarse como una proteína. Esta expresión se da debido a que las instruccio- nes trasladadas del ADN al ARN y en especial del ARNm a las proteínas se transmiten en forma de códigos.
2. El ADN está formado por cuatro bases nitrogenadas (A, C, G, T). Si se representara cada aminoácido por un nucleó- tido específi co no se podrían formar los 20 aminoácidos que están presentes en las proteínas; de igual forma, agru- par nucleótidos de dos en dos, permitiría formar hasta 16 combinaciones posibles, pero seguiría siendo insufi ciente. Así, la forma en la que se codifi ca la información es en gru- pos de tres nucleótidos, lo que conforma un triplete, o codón, que representará un aminoácido o señal específi ca que la célula interpreta durante el proceso de traducción.
3. Código genético. Representado por tripletes de nucleótidos que son utilizados para descifrar a cada uno de los 20 aminoácidos que se encuentran en las proteínas eucariotas. La columna del lado izquierdo indica el primer nucleótido de cada triplete, la fi la de la parte superior representa el segun- do nucleótido y la columna del lado derecho indica el tercer nucleótido de cada triplete. Este códice del gen es el que se lee para traducir el mensaje genético por medio del complejo traduccional, para expresar una proteína.
  1. Este sistema de códigos se denomina código genético el cual muestra de manera práctica los 64 codones y su significado, a fin de poder interpretar la información de una secuencia dada.
4. Este código genético es utilizado por la célula para sin- tetizar proteínas a través del proceso de traducción, donde la secuencia de nucleótidos del ARNm, que a su vez repre- senta la secuencia del ADN, se lee en grupos de tres (CGU, GAA, etc.), de modo secuencial y sin interrupciones, para convertirse en una secuencia de aminoácidos.
Características del código genético
1. El código genético es específi co y continuo, ya que cada codón tiene un signifi cado único y los códigos se leen de manera continua y lineal; esto es, cada base puede pertene- cer sólo a un codón, de tal forma que no hay duplicación ni omisión de ningún nucleótido en la lectura, y por lo tanto no hay sobreposicionamiento.
  1. El código genético es redundante pero no ambiguo. Hay aminoácidos codifi cados por más de un codón (exceptuan- do los codones para los aminoácidos metionina y triptófa- no), y en general, en estos casos los codones se parecen entre sí y difi eren sólo en el tercer nucleótido, de manera tal que este nucleótido presenta una baja especifi cidad, lo que se denomina “degeneración” de la tercera base en la mayoría de los codones.
  2. Entonces se dice que una base es cuatro veces degenerada si, con cualquiera de las bases nitrogena- das presente en una posición específi ca, el resultado es que codifi que el mismo aminoácido, como sería el caso de la alanina, en la cual los codones que codifi can para este ami- noácido deben contener GC como primera y segunda base; sin embargo, la tercera base puede ser cualquiera de las cua- tro bases nitrogenadas, sin cambiar el sentido de la lectura.
  3. Una característica del código genético es ser degenerado , debido a que de los 64 codones que se conocen, 61 son utilizados para codificar a los 20 tipos diferentes de aminoácidos. Cuando un aminoácido puede ser traducido por dos, tres, cuatro y hasta seis codo- nes diferentes, estos tripletes son conocidos como “sinónimos”, y no todos pueden ser reconocidos por el mismo anticodón, por lo que en estos casos se observan dos o tres ARNt distintos, que pueden transportar el mismo aminoá- cido, pero con diferentes anticodones.
    1. Los tres codones restantes (UAA, UGA y UAG) tienen la función de terminar la traducción de una secuencia nucleotídica; esto es, que una vez que se ha agregado el últi- mo aminoácido que conforma la proteína en la cadena poli- peptídica, mandan señales de paro para detener el proceso de traducción e informar a la célula que la síntesis proteica ha fi nalizado. Estos tripletes reciben el nombre de codones de terminación, de paro o sin sentido.
      1. Otra característica del código genético es su universali- dad, ya que hasta hace poco se consideraba que desde las bacterias hasta el hombre, la interpretación de los codones por aminoácidos era igual en todas las células de todas las especies, es decir, que todas “leen” los genes de la misma manera. Hoy por hoy, se conoce que esto no es totalmente cierto, ya que se han encontrado excepciones en las mito- condrias humanas, en otros mamíferos y en ciertas bacte- rias. Por tanto, es más correcto afi rmar que el código genético es casi universal
2. El código genético es casi universal.
  1. Se le considera así, porque es el mismo para todos los organismos existentes, con excepciones mínimas, observadas en mitocondrias y en algunos protistas.
3. Otra característica del código genético es su universali- dad, ya que hasta hace poco se consideraba que desde las bacterias hasta el hombre, la interpretación de los codones por aminoácidos era igual en todas las células de todas las especies, es decir, que todas “leen” los genes de la misma manera.
Los tres codones restantes (UAA, UGA y UAG) tienen la función de terminar la traducción de una secuencia nucleotídica; esto es, que una vez que se ha agregado el últi- mo aminoácido que conforma la proteína en la cadena poli- peptídica, mandan señales de paro para detener el proceso de traducción e informar a la célula que la síntesis proteica ha fi nalizado.
1. "Codones de terminación, de paro o sin sentido".
Otra característica del código genético es su universali- dad, ya que hasta hace poco se consideraba que desde las bacterias hasta el hombre, la interpretación de los codones por aminoácidos era igual en todas las células de todas las especies, es decir, que todas “leen” los genes de la misma manera. Hoy por hoy, se conoce que esto no es totalmente cierto, ya que se han encontrado excepciones en las mito- condrias humanas, en otros mamíferos y en ciertas bacte- rias. Por tanto, es más correcto afi rmar que el código genético es casi universal
Activación de los aminoácidos
1. Los aminoácidos son activados mediante la acción de la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa y la hidrólisis de dos moléculas de ATP uno para la remoción del pirofosfato (PPi) y el segundo para la hidrólisis de PPi a dos ácidos fosfóricos inorgánicos (2Pi), esta última reacción, con la intervención de la enzima pirofosfatasa, lo que per- mite que un aminoácido pueda unirse a su ARNt específi co, y genera un aminoacil-ARNt cargado . En este proceso se libera un AMP + 2Pi y, tras ellos, la enzima, que vuelve a utilizarse.
2. Cada tipo de ARNt, al unirse al aminoá- cido, lleva antepuesto el nombre del aminoácido que trans- porta; por ejemplo, leucinil-ARNt para el que transporta leucina, metionil-ARNt para la metionina, y así para todos los aminoácidos.
3. Por otro lado, el ARNt unido al aminoáci- do compatible con él se designa aminoacil-ARNtAA, en el que “AA” corresponde a la sigla del aminoácido. Por ejem- plo, leucinil-ARNtLeu, metionil-ARNtMet, etcétera.
4. Activación de los aminoacil-ARNt. Proceso que requiere de la hidrólisis de ATP en dos reacciones secuenciales, que se catalizan en la enzima, la aminoacil-AENt sintetasa. Primero, la enzima une el aminoácido al fosfato del ATP con la liberación con- comitante de pirofosfato. Esto es llamado un intermediario aminoacil-adenilato. En el segundo paso, la enzima cataliza la trans- ferencia del aminoácido a los OH (2’ o 3’) de la porción de ribosa del residuo de adenosina 3’ terminal del ARNt generando un aminoacil-ARNt activado. Aunque esta reacción es libremente reversible, la reacción hacia delante es favorecida por la hidrólisis acoplada del PPi.
5. Esenciales
  1. Valina (Val, V) Leucina (Leu, L) Treonina (Thr, T) Lisina (Lys, K) Triptófano (Trp, W) Histidina (His, H) Fenilalanina (Phe, F) Isoleucina (Ile, I) Arginina (Arg, R) Metionina (Met, M)
6. No esenciales
  1. Alanina (Ala, A) Prolina (Pro, P) Glicina (Gly, G) Serina (Ser, S) Cisteína (Cys, C) Asparagina (Asn, N) Glutamina (Gln, Q) Tirosina (Tyr, Y) Ácido aspártico (Asp, D) Ácido glutámico (Glu, E)
La información genética para el ensamblaje de aminoácidos se encuentra almacenada en pequeñas secuencias de tres nucleótidos que en el ARNm se denominan codones. Cada codón representa uno de los veinte aminoácidos empleados en la fabricación de proteínas. El código se representa en una tabla que identifica el aminoácido codificado por cada codón. El número de codones posibles es 64, de los cuales 61 codifican aminoácidos (siendo además uno de ellos el codón de inicio, AUG) y los tres restantes son sitios de parada (UAA, UAG, UGA).

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