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Dra. A. Esteves Sección Bioquímica (FdeC)
Agosto de 2007
CÓDIGO GENÉTICO Y
TRADUCCIÓN
Dra. A. Esteves Sección Bioquímica (FdeC)
Agosto de 2007
Convertir el lenguaje de los ARNm en el lenguaje de las proteínas.
Traducción
“Verter una obra de una lengua a otra”.
Dra. A. Esteves Sección Bioquímica (FdeC)
Agosto de 2007
nucleótidos aminoácidos
CÓDIGO
TRADUCTOR
4 letras 20 letrassecuencia
Traducción
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El mensaje
ADN
promotor
PARE
+1
PARE
ARNm G AAAAA
Maduración del ARNmMaduración del ARNm
TranscripciónTranscripción
Dra. A. Esteves Sección Bioquímica (FdeC)
Agosto de 2007
Sitio de inicio de la traducción
Sitio de inicio de la traducción
Sitio de finalizaciónde la traducción
Sitio de finalizaciónde la traducción
+1
PARE
G AAAAAexones
Transcripción
Traducción
El mensaje
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G AAAAAexones
Sitio de inicio de la traducción
Sitio de finalizaciónde la traducción
Traducción
Promueven el reciclaje de los ribosomas
Recluta los ribosomas
El mensajeEucariotas
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El mensaje
+1
PARE
Procariotas
inicio term. inicio term.
Proteína Proteína
RBS RBS
Sec. de Shine-DalgarnoSec. de Shine-Dalgarno
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+1
PARE
G AAAAAMarco abierto de lectura
PROTEINA
ADN
El mensaje
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¿Qué es un marco abierto de lectura?
El mensaje
La secuencia de ARNm capaz de especificar una proteína desde su inicio hasta su terminación.
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nucleótidos aminoácidos
CÓDIGO
TRADUCTOR
4 letras 20 letrassecuencia
Código genético
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¿Qué molécula oficia de traductor?
Traducción
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1957- Paul Zamecnick y M.B. Hoagland demuestran que los aminoaácidos se unen a un tipo de ARN, que llamaron ARN de transferencia.
P. Zamecnick M.B. Hoagland
P. Zamecnick
Traducción
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En 1957 P. Zamecnick identifica la pieza que faltaba!
ARN
Una fracción de ARN que no se comporta al centrifugar, igual que el ADN o el ARN.
Permanecía en el sobrenadante con las enzimas y lo llamaban ARN chatarra
ATP algunos aminoácidos unidos
Paul Zamecnick
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ARNm
ARNt
Sitio de unión al aminoácido
Sitio de unión al ARNm
El traductor
Molécula de aminoácido
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Sitio de reconocimiento
El traductor
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Asa D(Dihidrouridina)
Asa variable
Anticodón
Asa anticodón
Brazo aceptor
El ARN de transferencia
Asa U (pseudouridina)
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El ARN de transferencia
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El ARN de transferencia
Asa D
Asa variable
Asa anticodón
Brazo aceptor
Asa U
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• ¿Cómo reconoce el ARNt el mensaje?
• ¿Cómo reconoce el ARNt el aminoácidoque debe cargar?
El ARN de transferencia
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Traducción
Aminoacil tRNA sintetasa
Glutamil aminoacil tRNA sintetasa
tRNAGln
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Aminoacil tRNA sintetasa
ARNt
Reconocimiento del aminoácido
¿Otro código?
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nucleótidos aminoácidos
CÓDIGO
4 letras 20 letrassecuencia
El código genético
Combinaciones de 4 letras
Combinaciones de 4 letras
20 letras 20 letras
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4 x 4 x 4 = 64
• Permutaciones de dos elementos
• Permutaciones de 3 elementos
4 x 4 = 16
El código genético
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Dos jóvenes y desconocidos investigadores, Marshal Nirenberg y Johann Matthaei hicieron la mezcla mágica:
Polinucelótido sintético: UUUUUUUUU
+Extracto libre de células
Phe-Phe-Phe....
El código genético
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U
C
A
G
U C A G
U U
C U
A U
GU
U C U A U G
C C C A C G
A C A A A G
GC GA GG
UU U CU U AU U G
U C CU C AU C G
UU A CU A AU A G
U G CU G AU G G
U U
Código genético
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El código genético
1a p
osi
ción 5
’
2da posición
3a p
osi
ción
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64 codones posibles
61 indican un aa 3 son codones de terminación
Código genético
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AUGAAAGCAAUUUUCGUACUGAAAGGUUGA
CÓDIGO DE TRES LETRAS
Separo de tres en tres
Traducción
Aplico el código
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..AUG AAA GCA AUU UUC GUA CUG AAA GGU UGA..
..A UGA AAG CAA UUU UCG UAC UGA AAG GUG A
AU GAA AGC AAU UUU CGU ACU GAA AGG UUA
Traducción
Dra. A. Esteves Sección Bioquímica (FdeC)
Agosto de 2007
..AUG AAA GCA AUU UUC GUA CUG AAA GGU UGA..
..A UGA AAG CAA UUU UCG UAC UGA AAG GUU A
AU GAA AGC AAU UUU CGU ACU GAA AGG UUG A
UGA
UGA UGA
AUG
M K I F V L K G
K Q F L Y K V
E S N F R T E S L
A
Traducción
Código genético
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..AUG AAA GCA AUU UUC GUA CUG AAA GGU UGA..
..A UGA AAG CAA UUU UCG UAC UGA AAG GUU A
AU GAA AGC AAU UUU CGU ACU GAA AGG UUG A
UGA
UGA UGA
AUG
M K I F V L K G
K Q F L Y K V
E S N F R T E S L
A
TraducciónCódigo genético
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El código genético es
Código genético
DEGENERADO
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Las famosas excepciones que confirman la regla
CODIGO GENTICO CASI UNIVERSAL
EXCEPCIONES
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nucleótidos aminoácidos
CÓDIGO
TRADUCTOR
Traducción
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RibosomaSubunidades
centrífuga
S (Svedberg) = unidad de velocidad de sedimentación
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ARNr 5.8S 160 nucleótidos
ARNr 5 S 120 nucleótidos
ARNr 28S4700 nucleótidos
49 proteínas
ARNr 18S
33 proteínas
RibosomaEucariota
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Subunidades del ribosoma
ARNm tRNAs
TraducciónProtagonistas
Factores proteicos
Aa
COOH
NH2 C H
H
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SitiosRibosoma
Sitio de salida
Sitio peptidil-tRNA
Aminoacil tRNA
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Etapas
• Iniciación
• Elongación
•Terminación
Traducción
Reclutamiento del ARNmtRNA iniciador en sitio PPosicionamiento en el sitio de inicioEnsamblado del ribosoma
Entrada de aa-tRNA al sitio aFormación del enlace peptídicoTraslocaciónSalida del tRNA anterior
Reconocimiento del codón de term.Hidrólisis de la cadena pp. del sitio P
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Subunidades del ribosoma
ARNm tRNA iniciador
TraducciónIniciación
Factores de iniciaciónIF1 IF2 IF3
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Desplazamiento en busca del AUG
liberación de factores 2 y 3
apareamiento codón-anticodón
Unión de 60S
Hidrólisis de GTPY liberación de factores
Complejo de iniciación
EucariotasIniciación
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Elongación
• Unión del aminoacil tRNA correcto al sitio A
• Formación del enlace peptídico
• Traslocación al sitio P
• Traslocación al sitio E
• Salida del tRNA anterior
Participación de factores de elongación
GTP
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Elongación
Unión del aminoacil-tRNA al sitio A
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Traslocación
Enlace peptídico
Elongación
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• No hay un tRNA terminador que reconozca el codón de terminación.
• Hay proteínas que lo hacen!!!
Terminación
FACTORES DE LIBERCIONFACTORES DE LIBERCION
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Terminación
• Reconocimiento del codón de terminación (RFs)
• Hidrólisis de la proteína sintetizada
• Liberación de los factores de terminación (RFs)
• Reciclaje de los ribosomas
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RF-3-GDP
Terminación
Factor de liberaciónq’reconoce el stop
Hidrólisis del péptido
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Los factores de liberación y un factor de reciclaje se combinan para eliminar los ARNt y el ARNm.
TerminaciónReciclaje
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TerminaciónFactor de reciclaje RRF
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ResumenLa traducción es el proceso por el cual el mensaje contenido en el ARN es traducido al lenguaje de las proteínas y permite su síntesis.
El código que permite este proceso es el código genético, casi universal y degenerado
Hay 64 codones diferentes; 3 de ellos son de terminación y uno de iniciación.
El papel de traductor lo oficia el ARN de transferencia.
El ARNt reconoce el mensaje en el ARNm y transporta aminoácidos cargados por una enzima específica para cada uno de ellos, la aminoacil tRNA sintetasa.
Dra. A. Esteves Sección Bioquímica (FdeC)
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Las sintetasas reconocen tanto el aminoácido como el tRNA
El ribosoma está compuesto por dos subunidades, formadas por ARN y proteínas
La traducción comprende un ciclo de asociación y disasociación de las subunidades.
La traducción se produce en tres pasos: iniciación, elongación y terminación. En todos ellos participan factores proteicos que cooperan en la síntesis.
Resumen
Dra. A. Esteves Sección Bioquímica (FdeC)
Agosto de 2007
MUCHAS GRACIAS