miércoles, 27 de noviembre de 2019

Transcripción


Transcripción
·         La transcripción es el primer paso de la expresión génica. Esta etapa consiste en copiar la secuencia de ADN de un gen para producir una molécula de ARN.
·         Enzimas llamadas ARN polimerasas realizan la transcripción, estas unen nucleótidos para formar una cadena de ARN (usando una cadena de ADN como molde).
·         La transcripción tiene tres etapas: iniciación, elongación y terminación.
·         En eucariontes, las moléculas de ARN deben ser procesadas después de la transcripción: se empalman y se les añade un cap 5' y una cola de poli-A en sus extremos.
·         La transcripción de cada gen en tu genoma se controla por separado.
¿Qué es?
La transcripción es el primer paso de la expresión génica, el proceso por el cual la información de un gen se utiliza para generar un producto funcional, como una proteína. El objetivo de la transcripción es producir una copia de ARN de la secuencia de ADN de un gen. En el caso de los genes codificantes, la copia de ARN, o transcrito, contiene la información necesaria para generar un polipéptido (una proteína o la subunidad de una proteína). Los transcritos eucariontes necesitan someterse a algunos pasos de procesamiento antes de traducirse en proteínas.

En la transcripción, una región de ADN se abre. Una sola cadena, la cadena molde, sirve como plantilla para la síntesis de un transcrito complementario de ARN. La otra cadena, la cadena codificante, es idéntica al transcrito de ARN en secuencia, excepto que el ARN tiene bases de uracilo (U) en lugar de bases de timina (T).
En el caso de un gen codificante, el transcrito de ARN contiene la información necesaria para sintetizar un polipéptido (proteína o proteína subunidad) con una secuencia de aminoácidos particular. En este caso:
La ARN polimerasa
La principal enzima que participa en la transcripción es la ARN polimerasa, la cual utiliza un molde de ADN de cadena sencilla para sintetizar una cadena complementaria de ARN. Específicamente, la ARN polimerasa produce una cadena de ARN en dirección de 5' a 3', al agregar cada nuevo nucleótido al extremo 3' de la cadena.

Las etapas de la transcripción
La transcripción de un gen ocurre en tres etapas: iniciación, elongación y terminación. Aquí veremos brevemente cómo ocurren estas etapas en bacterias. Puedes aprender más sobre los detalles de cada etapa (y sobre las diferencias que hay respecto a la transcripción eucarionte) en el artículo sobre etapas de la transcripción.
1.     Iniciación. La ARN polimerasa se une a una secuencia de ADN llamada promotor, que se encuentra al inicio de un gen. Cada gen (o grupo de genes co-transcritos en bacterias) tiene su propio promotor. Una vez unida, la ARN polimerasa separa las cadenas de ADN para proporcionar el molde de cadena sencilla necesario para la transcripción.

La región promotora se encuentra antes de (y sobrelapa ligeramente con) la región transcrita cuya transcripción señala. Esta región contiene sitios de reconocimiento para que la ARN polimerasa o sus proteínas auxiliares se unan. El ADN se abre en la región promotora de forma que la ARN polimerasa pueda inciar la transcripción.
2.     Elongación. Una cadena de ADN, la cadena molde, actúa como plantilla para la ARN polimerasa. Al "leer" este molde, una base a la vez, la polimerasa produce una molécula de ARN a partir de nucleótidos complementarios y forma una cadena que crece de 5' a 3'. El transcrito de ARN tiene la misma información que la cadena de ADN contraria a la molde (codificante) en el gen, pero contiene la base uracilo (U) en lugar de timina (T). 

3.           Terminación. Las secuencias llamadas terminadores indican que se ha completado el transcrito de ARN. Una vez transcritas, estas secuencias provocan que el transcrito sea liberado de la ARN polimerasa. A continuación se ejemplifica un mecanismo de terminación en el que ocurre la formación de un tallo-asa en el ARN.
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Aquí un vídeo que explica más a fondo la transcripción del ADN:  https://www.youtube.com/watch?v=mf9xLMh2n6w

martes, 26 de noviembre de 2019

TRADUCCIÓN


Introducción


¿Cómo se hacen estas proteínas en una célula? Para empezar, las instrucciones para hacer las proteínas están "escritas" en el ADN de la célula en forma de genes. Si esta idea es nueva para ti puedes revisar la sección sobre ADN a ARN a proteína (dogma central) antes de entrar en el meollo de la construcción de proteínas.


Basicamente, un gen se usa para contruir una proteína en un proceso de dos pasos:



Paso 1: transcripción. Aquí la secuencia de ADN de un gen se "vuelve a escribir" en forma de ARN. En eucariontes como tu y yo, el ARN se procesa (y con frecuencia se le recortan pedazos) para hacer un producto final llamado ARN mensajero o ARNm.


Paso 2: traducción. En esta etapa el ARNm se "decodifica" para construir una proteína (o un pedazo/subunidad de una proteína) que contiene una serie de aminoácidos en específico.


















El dogma central de la biología molecular afirma que la información fluye del ADN (genes) a ARNm a través del proceso de transcripción y luego a proteínas a través del proceso de traducción.




El código genético


Durante la traducción, una célula "lee" la información contenida en el ARN mensajero (ARNm) y la usa para construir una proteína. En realidad, y para ser un poco más técnico, un ARNm no siempre codifica o proporciona las instrucciones para una proteína completa, sino que podemos decir confiadamente que siempre codifica para un polipéptido o una cadena de aminoácidos.








Tabla del código genético. Cada secuencia de tres letras de nucleótidos de ARNm corresponde a un aminoácido en específico o a un codón de terminación. UGA, UAG y UAA son codones de terminación. AUG es el codón de metionina además de ser el codón de inicio.


En un ARNm, las instrucciones para construir un polipéptido son los nucleótidos de ARN (A, U, C, y G), que se leen en grupos de tres. Estos grupos de tres se conocen como codones.


Hay 616161 codones para los aminoácidos, y cada uno se "lee" para especificar un cierto aminoácido de los 202020 que se encuentran comúnmente en las proteínas. Un codon, AUG, especifica el aminoácido metionina y también actúa como un codón de inicio para señalar el comienzo de la construcción de la proteína.


Hay tres codones más que no especifican aminoácidos. Estos codones de terminación, UAA, UAG y UGA, le informan a la célula cuando está completo un polipéptido. En conjunto, esta colección de relaciones codón-aminoácidos se llama el código genético , porque permite que las células "decodifiquen" un ARNm en una cadena de aminoácidos.










Cada ARNm contiene una serie de codones (tripletes de nucleótidos), cada uno de los cuales especifica un aminoácido. La correspondencia entre codones de ARNm y aminoácidos es llamada el código genético.


5' AUG - Metionina ACG - Treonina GAG - Glutamato CUU - Leucina CGG - Arginina AGC - Serina UAG - Alto 3'







Resumen de la Traducción


¿Cómo se "lee" un ARNm para formar un polipéptido? Dos tipos de molécula con papeles clave en la traducción son los ARNt y los ribosomas.

ARNs de transferencia (ARNt)


Los ARN de transferencia o ARNt, son "puentes" moleculares que conectan los codones del ARNm con los aminoácidos para los que codifican. Un extremo de cada ARNt tiene una secuencia de tres nucleótidos llamada anticodón, que se puede unir a un codón específico del ARNm. El otro extremo de ARNt lleva el aminoácido que especifica el codón.


Hay muchos tipos de ARNt. Cada tipo lee uno o unos pocos codones y lleva el aminoácido correcto que corresponde a esos codones,










Los ribosomas están compuestos de una subunidad grande y una pequeña, y tienen tres sitios en los cuales se puede unir el ARNt con el ARNm (los sitios A, P y E). Cada ARNt transporta un aminoácido específico y se une a un codón que es complementario a su anticodón.







Ribosomas


Los ribosomas son las estructuras donde se construyen los polipéptidos (proteínas). Se componen de proteínas y ARN (ARN ribosomal o ARNr). Cada ribosoma tiene dos subunidades, una grande y una pequeña, que se reúnen alrededor de un ARNm, algo parecido a las dos mitades de un pan para hamburguesa que se reúnen alrededor de la torta de carne.


El ribosoma proporciona un conjunto de espacios útiles o huecos donde los ARNt pueden encontrar sus codones correspondientes en la plantilla del ARNm y entregar sus aminoácidos. Estos huecos se llaman los sitios A, P y E. Pero además el ribosoma actúa como una enzima que cataliza la reacción química que une los aminoácidos para formar una cadena.

Los pasos de la traducción


Tus células están fabricando proteínas cada segundo, y cada una de ellas debe contener el conjunto correcto de aminoácidos unidos justo en el orden debido. Esto puede sonar como una tarea difícil, pero por suerte, tus células (junto con las de los demás animales, plantes y bacterias) están capacitados para ella.


Para ver cómo las células hacen las proteínas, vamos a dividir la traducción en tres etapas: iniciación (el comienzo), elongación (el agregar a la cadena proteica) y terminación (la finalización).

El comienzo: la iniciación


En la iniciación, el ribosoma se ensambla alrededor del ARNm que se leerá y el primer ARNt (que lleva el aminoácido metionina y que corresponde al codón de iniciación AUG). Este conjunto, conocido como complejo de iniciación, se necesita para que comience la traducción.

La extensión de la cadena: elongación


La elongación es la etapa donde la cadena de aminoácidos se extiende. En la elongacón, el ARNm se lee un codón a la vez, y el aminoácido que corresponde a cada codón se agrega a la cadena creciente de proteína.


Cada vez que un codón nuevo está expuesto:



Un ARNt correspondiente se une al codón


La cadena de aminoácidos existente (polipéptido) se une al aminoácido del ARNt mediante una reacción química.


El ARNm se desplaza un codón sobre el ribosoma, lo que exponde un nuevo codón para que se lea.










La elongación tiene tres etapas:


1) El anticodón de un ARNt entrante se aparea con el codón expuesto del ARNm en el sitio A.


2) Se forma un enlace peptídico entre el nuevo aminoácido (en el sitio A) y el aminoácido que se añadió previamente (en el sitio P), y se transfiere el polipéptido del sitio P al sitio A.


3) El ribosoma avanza un codón en el ARNm. El ARNt en el sitio A (que lleva el polipétido) se despalaza hacia el sitio P. El ARNt en el sitio P se mueve hacia el sitio E y sale del ribosoma.



Durante la elongación, los ARNt pasan por los sitios A, P, y E como se muestra arriba. Este proceso se repite muchas veces conforme se leen los nuevos codones y se agregan los nuevos aminoácidos a la cadena.

Finalizando el proceso: terminación


La terminación es la etapa donde la cadena polipeptídica completa es liberada. Comienza cuando un codón de terminación (UAG, UAA o UGA) entra al ribosoma, lo que dispara una serie de eventos que separa la cadena de su ARNt y le permite flotar hacia afuera.


Después de la terminación, es posible que el polipéptido todavía necesite tomar la forma tridimensional correcta, se someta a procesamiento (tal como el retiro de aminoácidos), sea enviado a la parte correcta en la célula, o se combine con otros polipéptidos antes de que pueda hacer su trabajo como una proteína funcional.

(Estela, 2019)