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Transcripción,Traducción y Código Genético

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Santiago Robles

on 18 March 2013

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COLEGIO SAN GABRIEL TRABAJO DE BIOLOGÍA TRADUCCIÓN
TRANSCRIPCIÓN
CÓDIGO GENÉTICO SEXTO "B" 2012-2013 CONCEPTO DE GEN El gen es un segmento de ADN (ácido desoxirribonucleico) que da la clave para una proteína en particular.
Los genes son unidades de herencia y controlan las características del individuo: Color de pelo, tipo de sangre, color de ojos y el color de la piel.
Un gen contiene la información suficiente para formar una proteína, la misma que será usada para todas las necesidades dentro del organismo.
Los genes son también parte de los cromosomas. ESTRUCTURA DEL ADN Saber que el ADN es el material hereditario llevó muchos años de estudio.
En 1953, James Watson, biólogo estadounidense y Francis Crick, biofísico británico propusieron un modelo para la estructura del ADN. Se dedujo un modelo estructural y tridimensional para el ADN que explicaba un patrón de difracción de rayos X y fue también la fuente de conocimientos notables de las propiedades funcionales de los ácidos nucleicos. JAMES WATSON FRANCIS CRICK ESTRUCTURA DEL ADN El ADN es una molécula grande, pero solo compuesta de pocas sustancias químicas diferentes. Cada nucleótido contiene un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos llamado Desoxirribosa y una base nitrogenada. Los nucleótidos están unidos por enlaces entre el grupo fosfato dentro de un nucleótido y el azúcar del siguiente nucleótido.
El fosfato del segundo nucleótido se une con el azúcar del siguiente nucleótido y así sucesivamente.
A partir de esto se forma una cadena de nucleótidos enlazados del fosfato al azúcar. ESTRUCTURA DEL ADN Los enlaces entre las bases nitrogenadas solo se forman entre pares específicos:
•Adenina (A) con Tiamina (T)
•Citosina (C) con Guanina (G)
Debido a que solo se parean bases específicas, la sucesión de bases de una cadena de nucleótidos, determina la sucesión de bases en la otra cadena. Las bases nitrogenadas se extienden hacia afuera desde la cadena azúcar-fosfato. En el ADN hay 4 bases:
1.-Adenina
2.-Citosina
3.-Guanina
4.-Tiamina
La molécula de ADN se compone de dos cadenas de nucleótidos unidas por puentes débiles de hidrógeno entre las bases nitrogenadas.
Las cadenas de nucleótidos forman un espiral alrededor un centro común.
La forma de espiral de la molécula es una doble hélice. REPLICACIÓN
DEL ADN REPLICACIÓN
DEL ADN La Replicación del ADN
Los cromosomas se duplican durante la interfase, antes de que empiece la división celular (mitosis).
Como resultado de esta mitosis, las células hijas reciben copias idénticas del material hereditario de la célula madre. Las células hijas formadas durante la meiosis, recibirán la mitad del material hereditario de la célula parental.
El proceso mediante el cual la molécula de ADN hace copias de si misma (de los cromosomas) recibe el nombre de Replicación de ADN. PASOS PARA LA REPLICACIÓN DEL ADN 1.La doble hélice se desdobla de manera que las dos cadenas de nucleótidos quedan paralelas. Se rompen los enlaces entre las bases de las moléculas de ADN. Las dos cadenas de nucleótidos se separan, empezando en un extremo y abriéndose hasta el otro. 2.Cada mitad de ADN sirve como patrón para la formación de una nueva mitad de molécula de ADN. Las bases de los nucleótidos libres se unen con las bases correspondientes en las dos cadenas expuestas de nucleótidos: Adenina-Tiamina, Citosina-Guanina. Este pareo asegura que las copias nueva de ADN sean copias exactas del ADN original. 3.Se forman enlaces entre los fosfatos y las azúcares de los nucleótidos que se han pareado con las cadenas de ADN. 4.Las dos nuevas moléculas de ADN se enroscan y de nuevo toman forma de una doble hélice. TRANSCRIPCIÓN DEL ADN Las enzimas controlan todas las reacciones químicas de los organismos vivos.
Todas las enzimas son proteínas.
La información para fabricar todas las proteínas está almacenada en las moléculas de ADN de los cromosomas. La sucesión de bases en las moléculas de ADN es un código químico para la sucesión de aminoácidos en las proteínas.
De igual que las miles de combinaciones de palabras para expresar ideas en un alfabeto, las combinaciones de las bases nitrogenadas componen el “alfabeto” del ADN.
Una molécula de ADN puede estar formada de miles de nucleótidos, cada uno de ellos con una de las bases. La sucesión de bases en las moléculas de ADN es un código químico para la sucesión de aminoácidos en las proteínas.
De igual que las miles de combinaciones de palabras para expresar ideas en un alfabeto, las combinaciones de las bases nitrogenadas componen el “alfabeto” del ADN.
Una molécula de ADN puede estar formada de miles de nucleótidos, cada uno de ellos con una de las bases. Cada tripleta del ADN codifica solo para un tipo de aminoácido.
La disposición de las bases de la molécula de ADN codifica para la sucesión de aminoácidos que forman una proteína en particular.
El ARN es un ácido nucleico que se compone de una sola cadena de nucleótidos, a diferencia del ADN que se compone de dos. El azúcar en el ARN es la ribosa, que es ligeramente distinta a la desoxirribosa del ADN,
La diferencia entre el ARN y ADN es el tipo de bases en los nucleótidos. En vez de la base tiamina en el ADN, el ARN tiene la base Uracilo (U), que forma enlaces con la Adenina. En las células encontramos tres tipos de ARN:
1.El ARN mensajero o ARNm: Lleva las instrucciones para hacer una proteína en particular, desde el ADN en el núcleo hasta los ribosomas. Las moléculas de ARNm se disponen según el código genético contenido en el ADN.
2.El ARN de transferencia o ARNt: Lleva los aminoácidos a los ribosomas. El ARNt se encuentra en el citoplasma de las células.
3.El ARN ribosomal o ARNr: Es una de las sustancias químicas de las que están compuestos los ribosomas. El ADN en el núcleo contiene instrucciones para hacer miles de proteínas diferentes. El ADN NO PUEDE salir del núcleo.
Cuando se necesita cierta proteína, se forma el ARNm, de la información que hay en el ADN.
El proceso de producir ARNm, a partir de las instrucciones del ADN se llama transcripción. PASOS PARA LA TRANSCRIPCIÓN 1.La porción de ADN que contiene el código para la proteína que se necesita se desdobla y se separa exponiendo las bases. Proceso similar a la replicación. 2.Los nucleótidos del ARN libre que están en el núcleo, se parean con las bases expuestas del ADN. El uracilo se parea con la adenina. Como resultado de las tripletas del ADN, se forman tripletas complementarias en la molécula de ARNm. La sucesión de bases de nucleótidos de una molécula de ARNm se llama codón. 3.La molécula de ARNm se completa para la formación de enlaces entre los nucleótidos de ARN. La molécula de ARNm se separa de las moléculas de ADN. La molécula completa de ARNm, que lleva un código para hacer un solo tipo de proteína, sale del núcleo, pasa por la membrana nuclear y se dirige a los ribosomas del citoplasma. TRADUCCIÓN DEL ADN El ensamblaje de una molécula de proteína de acuerdo con el código genético de una molécula de ARNm, se conoce como traducción. Se denomina traducción porque comprende el cambio del “lenguaje” de ácidos nucleicos (sucesión de nucleótidos) al “lenguaje” de las proteínas (sucesión de aminoácidos),
En el citoplasma, el ARNm se mueve hacia los ribosomas. Para que se pueda sintetizar una molécula de proteína deben llegar los aminoácidos a los ribosomas. TRADUCCIÓN DEL ADN Los aminoácidos que se necesitan están dispersos en el citoplasma. Se encuentran los aminoácidos correctos y llegan al ARNm por el ARNt.
Las moléculas de ARNt son más cortas de las de ARNm y tienen forma de trébol.
En uno de los extremos de la molécula de ARNt, hay un conjunto de bases llamadas anticodón. El lado opuesto del ARNt transporta un aminoácido.
Las bases de los anticodones del ARNt son complementarias a las bases de codones de del ARNm.
2.- Las moléculas de ARNt que están en el citoplasma recogen ciertos aminoácidos. Con los aminoácidos pegados, las moléculas de ARNt se mueven hacia el punto donde el ARNm está pegado al ribosoma. 3.-Una molécula de ARNt con el anticodón correcto, se enlaza con el codón complementario en el ARNm. 4.- A medida de que el ARNm se mueve a lo largo del ribosoma, el siguiente codón hace contacto con el ribosoma. El siguiente ARNt se mueve a su posición con su aminoácido. Los aminoácidos adyacentes se enlazan por medio de un enlace peptídico.
5.- Se desprende la primera molécula de ARNt. El siguiente codón se mueve a su posición y el siguiente aminoácido se coloca en su posición. PASOS PARA LA TRADUCCIÓN
DEL ADN 1.- Un extremo de ARNm se pega al ribosoma Los pasos 3 al 5 se repiten hasta que se ha traducido el mensaje completo. De esta manera se forma una cadena de aminoácidos.
Como una proteína es una cadena de aminoácidos, se construye entonces una proteína.
En resumen, el ADN codifica para ARN mensajero, el ARN mensajero lleva la información necesaria para la síntesis de la proteína a los ribosomas, donde se hace la proteína. ECUACIÓN ADN ARN PROTEÍNA Transcripción Traducción Código Genético Es un conjunto de normas por los que la información codificada del material genético (Secuencias de ADN o ARN) se traduce en proteínas (secuencias de aminoácidos) en las células vivas. El código define la relación entre secuencias de tres nucleótidos, llamadas codones, y aminoácidos. Un codón se corresponde con un aminoácido específico. El ARN se basa en transportar un mensaje del ADN a la molécula correspondiente. Código Genético Es un conjunto de normas por los que la información codificada del material genético (Secuencias de ADN o ARN) se traduce en proteínas (secuencias de aminoácidos) en las células vivas. El código define la relación entre secuencias de tres nucleótidos, llamadas codones, y aminoácidos. Un codón se corresponde con un aminoácido específico. El ARN se basa en transportar un mensaje del ADN a la molécula correspondiente. La primera pregunta conlleva el estudio del desciframiento del código genético y el estudio de sus características. La segunda pregunta consiste en el estudio de los procesos genéticos de la síntesis de proteínas: la transcripción y la traducción. Características del Código Genético Las características del código genético fueron establecidas experimentalmente por Fancis Crick, Sydney Brenner y colaboradores en 1961. Las principales características del código genético son las siguientes: El Código Genético es organizado en tripletes o codones. Si cada nucleótido determinara un aminoácido, solamente podríamos codificar cuatro aminoácidos diferentes ya que en el ADN solamente hay cuatro nucleótidos distintos. Cifra muy inferior a los 20 aminoácidos distintos que existen. El Código Genético es degenerado Existen 64 tripletes distintos y 20 aminoácidos diferentes, de manera que un aminoácido puede venir codificado por más de un codón. Este tipo de código se denomina degenerado. Wittmann (1962) induciendo sustituciones de bases por desaminación con nitritos, realizó sustituciones de C por U y de A por G en el ARN del virus del mosaico del tabaco (TMV), demostrando que la serina y la isoleucina estaban determinadas por más de un triplete. El Código Genético es degenerado Las moléculas encargadas de transportar los aminoácidos hasta el ribosoma y de reconocer los codones del ARN mensajero durante el proceso de traducción son los ARN transferentes (ARN-t). Los ARN-t tienen una estructura en forma de hoja de trébol con varios sitios funcionales:

•Extremo 3': lugar de unión al aminoácido (contiene siempre la secuencia ACC).

•Lazo dihidrouracilo (DHU): lugar de unión a la aminoacil ARN-t sintetasa o enzimas encargadas de unir una aminoácido a su correspondiente ARN-t.

•Lazo de T C: lugar de enlace al ribosoma.

•Lazo del anticodón: lugar de reconocimiento de los codones del mensajero. El Código Genético no es solapado. Un nucleótido solamente forma parte de un triplete y, por consiguiente, no forma parte de varios tripletes, lo que indica que el código genético no presenta superposiciones. Por tanto, el código es no solapado.

Wittmann (1962) induciendo mutaciones con ácido nitroso en el ARN del virus del mosaico del tabaco (TMV) pudo demostrar que las mutaciones habitualmente producían un cambio en un solo aminoácido.

El ácido nitroso produce desaminaciones que provocan sustituciones de bases, si el código fuera solapado y un nucleótido formará parte de dos o tres tripletes, la sustitución de un nucleótido daría lugar a dos o tres aminoácidos alterados en la proteína de la cápside del TMV El Código Genético no es solapado Otra forma de comprobar que el código es sin superposición es que no hay ninguna restricción en la secuencia de aminoácidos de las proteínas, de manera, que un determinado aminoácido puede ir precedido o seguido de cualquiera de los 20 aminoácidos que existen.

Si dos codones sucesivos compartieran dos nucleótidos, cualquier triplete solamente podría ir precedido o seguido por cuatro codones determinados.

Por consiguiente, si el código fuera superpuesto, un aminoácido determinado solamente podría ir precedido o seguido de otros cuatro aminoácidos como mucho. Lectura del Código Genético "Sin comas" Teniendo en cuenta que la lectura se hace de tres en tres bases, a partir de un punto de inicio la lectura se lleva a cabo sin interrupciones o espacios vacíos, es decir, la lectura es seguida "sin comas". De manera, que si añadimos un nucleótido (adición) a la secuencia, a partir de ese punto se altera el cuadro de lectura y se modifican todos los aminoácidos.

Lo mismo sucede si se pierde (deleción) un nucleótido de la secuencia. A partir del nucleótido delecionado se altera el cuadro de lectura y cambian todos los aminoácidos.

Si la adición o la deleción es de tres nucleótidos o múltiplo de tres, se añade un aminoácido o más de uno a la secuencia que sigue siendo la misma a partir de la última adición o deleción. Una adición y una deleción sucesivas vuelven a restaurar el cuadro de lectura Introducción
La transcripción es el primer proceso de la expresión genética, mediante el cual se transfiere la información contenida en la secuencia de ADN hacia la secuencia de proteína utilizando ARN intermediarios.

La traducción es el segundo pasos de la síntesis proteica. La traducción ocurre tanto en el citoplasma, donde se encuentran los ribosomas.
El código genético es un conjunto de normas por las que la información codificada, es decir, las secuencias de ADN y ARN se traduce en proteínas, es decir, secuencia de aminoácidos en células vivas.

El ADN codifica para ARN mensajero, el ARN mensajero lleva la información necesaria para la síntesis de la proteína a los ribosomas, donde se hace la proteína. OBJETIVO GENERAL Investigar, analizar y estudiar la síntesis de proteínas, la cual se da a través de procesos como la Replicación, la Transcripción y la Traducción del ADN, en el Código Genético. Investigar los procesos de la Replicación del ADN. Analizar el proceso de la Transcripción del ADN en el proceso de la síntesis de proteínas. Estudiar la Traducción del ADN en el Código Genético. OBJETIVOS ESPECÍFICOS En la síntesis de proteínas, se llevan a cabo procesos como la Replicación, la Traducción y la Transcripción del ADN y el ARN, en donde intervienen algunos factores como los enzimas. Este proceso es similar tanto para procariotas como para eucariotas. Estos procesos ayudan a entender el funcionamiento de los organismos conforme el ADN y lo que pasa con él, ya que el ADN necesita transformarse en otra molécula para que se pueda sintetizar las proteínas y así poder tener una infinidad de proteínas, para que el organismo funcione correctamente. En las eucariotas, el ARNm transcripto necesita madurarse para poder ser sintetizado en proteínas. El ADN pasa por innumerable transformaciones para que pueda funcionar correctamente, es decir, que dé el dependen innumerables procesos de los organismos vivos, si existe alguna mutación mientras se está dividiendo el ADN y no se logra reparar este va a tener consecuencias perjudiciales para los organismos o el organismo que la sufra, ya que no va a tener una estructura normal y por ende no va a funcionar normalmente. El proceso de transcripción no es tan difícil de entender, la cuestión es saber que factores intervienen y que función realiza cada uno para así poder saber explicarlo bien y sin equivocarse y saber distinguir entre eucariontes y procariontes, ya que el proceso es similar pero con algunas diferencias significativas. CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA Anónimo, Código Genético, Química Web (Sede Web), Montevideo, Uruguay, 2008 (Fecha de acceso: 13 de Febrero 2013), Disponible en: http://www.quimicaweb.net/Web-alumnos/GENETICA%20Y%20HERENCIA/paginas/7.htm

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Ricardo Chávez
Andrés Fonseca
Darío Freire
Steven Herrera
Santiago Robles
Christian Rosales
Israel Valenzuela
Enrique Velasco
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