Codi Genètic, ADN i ARN: Guia Completa
Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Biología
Escrito el en catalán con un tamaño de 7,05 KB
El Codi Genètic
El codi genètic és la relació entre els àcids nucleics i els aminoàcids (AA). Les seves propietats són:
- El sentit de lectura és 5'->3'.
- En procariotes i eucariotes tenen el mateix significat.
- La majoria de triplets són sinònims.
- Això passa perquè l'ARNt es pot aparellar amb diversos codons.
- Els AA i els codons es codifiquen de forma similar, o sigui que una petita mutació ho pot variar tot.
- El codi genètic no és exacte.
- Hi ha 64 possibles codons, i 61 es codifiquen en AA.
- La lectura no té pauses, ja que els codons estan junts.
Regulació de l'Expressió Gènica
Les cèl·lules no sempre sintetitzen proteïnes, sinó que són regulades perquè s'aturin:
Regulació en Procariotes
- Control negatiu: Hi ha gens estructurals i reguladors, on els reguladors controlen l'activitat dels estructurals.
- Sistema d'inducció enzimàtica: 3 gens estructurals i 1 gen regulador. Entre els 3 estructurals i el regulador hi ha una zona promotora i una zona operadora. Si la zona operadora s'uneix a la proteïna repressora, impedirà que l'ARN-polimerasa transcrigui els gens estructurals.
- Sistema de repressió per producte final: El repressor està inactiu, però quan se li afegeix un producte d'una cadena metabòlica perquè no se'n elabori més, aquest repressor funciona.
- Control positiu: L'AMP cíclic està unit a una proteïna activadora i formen un complex que està a la zona del promotor, on es posa l'ARN-polimerasa. Si aquest AMPc no hi és, l'ARN-polimerasa no s'enganxa al promotor i no fa cap procés.
Regulació en Eucariotes
Només es transcriuran els segments d'ADN que estiguin més oberts, sense condensar.
- Hormones lipídiques: Travessen fàcilment la membrana cel·lular, s'uneixen a proteïnes receptores i això facilita la transcripció de molts gens.
- Hormones proteiques: No travessen la membrana, però s'uneixen a proteïnes receptores de la membrana, i a partir de l'AMPc, que fa de missatger, activa les proteïnes reguladores de la transcripció.
Duplicació de l'ADN
La duplicació de l'ADN és el procés de síntesi d'aquest àcid nucleic que té lloc a cada generació cel·lular. Es porta a terme a partir d'aquests punts:
- Les cadenes es dupliquen a partir de la còpia dels dos brins de la doble hèlix, tenint en compte l'aparellament de les bases nitrogenades (BN).
- Aquesta síntesi es fa sempre en sentit 5' -> 3'.
- Els enzims encarregats de copiar els àcids nucleics s'anomenen polimerases.
- Les ADN polimerases necessiten un encebador per iniciar la seva duplicació. Aquest encebador està format per nucleòtids d'ARN que sí que es poden sintetitzar sense encebador.
La síntesi es realitza abans de la divisió cel·lular. En els bacteris ocupa gran part del temps entre dues divisions; en els eucariotes, només durant el període S de la interfase. Quan es va descobrir l'ADN el 1953 (Watson i Crick), es va parlar molt sobre com podia ser la duplicació: dispersiva (no es conserven els brins originals), conservadora (el nou dúplex és totalment nou) o semiconservadora, que actualment s'ha demostrat que és la correcta (un bri antic i un bri nou). La síntesi comença en una sola regió en els procariotes, i en múltiples en els eucariotes. Quan comença, es formen dues forquetes de replicació. En cada forqueta la duplicació és bidireccional (es copien els dos brins gràcies als encebadors i les ADN-polimerases). En cada forqueta una cadena se sintetitza de forma contínua i l'altra discontínua. L'ADN-polimerasa I elimina els segments d'ARN que han fet d'encebadors, i omple els buits amb nucleòtids d'ADN. Els fragments d'Okazaki omplen els buits, i estan units amb l'ADN-lligasa.
Transcripció
En procariotes, la molècula es comença a traduir abans de ser totalment sintetitzada. En canvi, en les eucariotes, l'ARN ha de madurar abans de ser traduït. La transcripció és el procés de formació d'una molècula d'ARN que complementa un dels brins. Aquest ARN pot ser missatger (m), ribosòmic (r) o de transferència (t). Aquesta transcripció només afecta a unes zones de l'ADN:
- Iniciació: El procés comença quan l'enzim ARN-polimerasa reconeix una seqüència concreta de l'ADN que es diu promotor. Llavors, l'ARN-polimerasa s'hi uneix, provoca l'obertura del dúplex i inicia la síntesi en direcció 3'->5'.
- Elongació: L'ARN-polimerasa afegeix nucleòtids en forma d'ARN per complementar l'ADN.
- Terminació: El creixement de la cadena d'ARN continua fins que l'ARN-polimerasa troba una seqüència de terminació (UAA).
- Maduració: La molècula formada es diu transcrit primari o ARN nuclear heterogeni, i un cop madur donarà lloc a l'ARN dels eucariotes. Els canvis de maduració són: addició d'un grup d'adenines a l'extrem 3' que facilita el transport al citoplasma, addició d'una guanina a l'extrem 5' que evita la degradació del transcrit, i l'eliminació de part d'aquesta informació transcrita (exons: seqüències que porten informació necessària i que no s'eliminen; introns: tenen informació que no és útil i s'eliminen). Llavors queda format l'ARNm ja madur.
Traducció o Biosíntesi Proteica
És la lectura de la informació de l'ARNm perquè l'ADN creï la proteïna. La lectura de l'ARNm es fa a partir del codi genètic, que identifica tots els codons probables amb el seu AA.
En la traducció, cada AA s'uneix amb el seu ARNt corresponent gràcies a uns enzims que reconeixen cada AA i ARNt. Llavors comença:
- Formació del complex d'iniciació: Un ARNm s'uneix a la subunitat del ribosoma i a unes proteïnes anomenades factors d'iniciació. Cada 3 nucleòtids s'anomena codó i forma 1 AA. La síntesi comença amb AUG (metionina), per això es necessita un ARNt que porti la metionina.
- Elongació: Llavors es fa la lectura de l'ARNm en 5'->3', i creix la cadena peptídica que comença amb el grup amino de la metionina. A partir d'aquí es van unint AA de forma cíclica. L'ARNm es mou sobre el ribosoma i així codifica les bases d'addició dels AA del polipèptid. L'ARNt s'uneix a un codó de l'ARNm mitjançant l'anticodó. Llavors l'AA de l'ARNt s'uneix al pèptid i llavors l'ARNt s'allibera i comença la lectura d'un altre codó. Tot això és un procés que es va repetint fins que apareix un codó de terminació.
- Terminació: Arriba un dels 3 codons de terminació (UAA, UAG, UGA) i això fa que cap AA pugui ajuntar-se al ribosoma, acaba aturant la lectura i se separen totes les parts.