| EXPRESION DEL MENSAJE GENÉTICO. CÓDIGO GENÉTICO |
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TEORÍA "UN GEN - UNA ENZIMA"
| Los estudios de Garrod (1901) La alcaptonuria es una enfermedad hereditaria recesiva debida a una alteración en el metabolismo celular que determina la aparición del ácido homogentísico. Este ácido provoca al oxidarse el ennegrecimiento de la orina y un color grisáceo en los cartílagos y ligamentos, también puede llegar a producir artritis. El ácido homogentísico aparece en el metabolismo del aa fenilalanina. Por la acción de diversas enzimas se producen estas transformaciones: Fenilalanina → Tirosina (aa) → Ácido polihidroxifenilpirúvico → Ácido homogentísico En las personas sanas el ácido homogentísico es transformado por la enzima homogentísico-oxidasa en el ácido 4-maleil-acetoacético que, posteriormente, se transformará en acetil-CoA, que será degradada en el Ciclo de Krebs a CO2 y H2O. GARROD llegó a la conclusión de que el gen normal (A) produce la enzima necesaria, mientras que el gen recesivo (a) no la produce. Ésta era la primera vez que se relacionaba un gen con una enzima y, por tanto, con una reacción. |
De los trabajos de GARROD surgió la teoría "un gen - una enzima": ADN → ARN → proteína.
Ahora bien, debido a que hay enzimas formadas por dos o más cadenas polipeptídicas, la hipótesis se reformuló como: un gen - un polipeptido. Los genes (→ genoma) son, pues, frag. de ADN que determinan la síntesis de una proteína o que realizan funciones reguladoras.
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Este flujo unidireccional de la información fue aceptado hasta que se descubrió la reversotranscriptasa, enzima asociada con ciertos ARN víricos (→ retrovirus). Dicha enzima cataliza la formación de ADN a partir de un molde ARN.
| EXPRESIÓN DEL MENSAJE GENÉTICO |
| Hipótesis de la colinealidad de Crick Una vez establecido el paralelismo entre genes y enzimas y tras ser propuesto, en 1.953, el modelo de doble hélice por Watson y Crick, este último propuso la hipótesis de colinealidad de CRICK → existe una correspondencia entre la secuencia de nucleótidos del gen y la secuencia de aa de la enzima codificada. |
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| Colinealidad entre un fragmento de ADN y un péptido. |
Ver dogma central de la biología molecular. |
El mecanismo por el cual se pasa de una secuencia a otra tiene dos procesos: (i) Transcripción (→ núcleo) → se pasa de una secuencia de bases de un gen (ADN) a una secuencia de bases complementarias de un ARNm. (ii) Traducción (→ ribosomas) → se pasa de una secuencia de ribonucleótidos del ARNm a una secuencia de aa: TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN ADN -----→ ARNm -----→ proteína |
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El CÓDIGO GENÉTICO |
El ARNm tiene una estructura primaria complementaria de una de las cadenas del ADN.
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La información genética radica en la secuencia de bases nitrogenadas del ARNm, mientras que las proteínas se diferencian por la secuencia de aa → el orden de los nucleótidos en el ADN (o lo que es lo mismo, en el ARNm), determinada en orden de los aa en las proteínas. |
Gen estructural = cistrón → cada frag. de ADN que dirige la síntesis de una cadena polipeptídica.
Al tener los ácidos nucleicos cuatro bases dif. (A, G, C y U) y al haber en las proteínas 20 aa distintos, los grupos de una o dos bases no serían suf. para codificarlos; son nec. tripletes (→ codones o codógenos): 4³ = 64 tripletes → algunos codifican el mismo aa y otros son sin sentido.
Por lo tanto, la secuencia de tripletes de bases, a lo largo del ARNm representa la secuencia específica de aa de una proteína. Esta correspondencia es el código genético. Del código de 4 bases del ARNm se pasa al código de los 20 aa de las proteínas.
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Características del código genético:
- Es degenerado → algunos tripletes codifican el mismo aa.
- Es universal → un triplete concreto codifica el mismo aa en todos los seres vivos. Hay excepciones, por ej., el de las mitocondrias, que tiene algunas dif.
- Existen tres tripletes sin sentido, de paro o stop, que marcan el final de la región a traducir, esto es, el final de la molécula proteica.
- La secuencia AUG codifica el principio de la región que se va a traducir y al mismo tiempo sirve para codificar al aa metionina. Por lo tanto, todas las proteínas comienzan por la metionina. Ahora bien, posteriorm., esta metionina inicial puede ser eliminada.
