Decodificación Molecular: Estructura y Mecanismos del Código Genético

El Código Genético y la Traducción de la Información

El código genético establece las correspondencias entre nucleótidos y aminoácidos, lo que permite traducir el idioma de los genes al de las proteínas. Esta traducción se realiza mediante tripletes de bases del ARNm, también llamados codones.

Características del Código Genético

• Degenerado (Redundante): El código genético está degenerado, lo que significa que el diccionario es redundante. Dado que codifican 20 aminoácidos, algún aminoácido debe estar codificado por dos o más tripletes distintos; es decir, hay codones sinónimos.
• Universal: Es universal en la totalidad de los organismos conocidos.
• No es ambiguo: Cada codón o triplete tiene siempre el mismo significado.
• Lectura continua y sin solapamientos: Todas las combinaciones o tripletes de bases tienen sentido y se leen en el ARNm de izquierda a derecha, en sentido 5'-3'. El código carece de solapamientos, lo que significa que los tripletes se disponen en el ARNm uno a continuación del otro y no comparten bases; además, es unidireccional.

Los Aminoácidos son Analfabetos: La Necesidad de Intérpretes

La descodificación de la información genética requiere que la secuencia de bases del ARNm determine la secuencia de aminoácidos de la cadena peptídica. No existe una relación química directa entre los tripletes del ARNm y los aminoácidos; necesitan intérpretes que actúen de intermediarios entre el mundo de los ácidos nucleicos y el de las proteínas: las moléculas de ARNt (ARN de transferencia).

La Función de Intérpretes de los ARNt

Los ARNt son los verdaderos artífices de la traducción, pues se encargan de mantener las correspondencias entre los tripletes del ARNm y los aminoácidos. En cada molécula de ARNt se distinguen dos regiones distintas y separadas:

1. La secuencia CCA del extremo 3'.
2. El bucle del anticodón.

Primera Adaptación: Carga del ARNt

Esta adaptación transcurre gracias a la enzima aminoacil ARNt sintetasa. Cada ARNt se une específicamente con un único aminoácido determinado. La enzima aminoacil ARNt sintetasa actúa como adaptador, ya que reconoce al aminoácido y, por otro lado, identifica determinadas secuencias de bases características de cada ARNt (a través del grupo hidroxilo perteneciente al ribonucleótido de adenina del extremo 3' del ARNt).

Segunda Adaptación: Reconocimiento en el Ribosoma

Esta adaptación transcurre dentro del ribosoma: Los ARNt con sus aminoácidos reconocen y se unen específicamente, mediante su anticodón, con los correspondientes tripletes o codones del ARNm. Interviene como adaptador el ribosoma. En su interior, tiene lugar la formación del enlace peptídico entre los aminoácidos.

Balanceo de la Tercera Base y Degeneración del Código Genético

No hay relación directa entre los tripletes del ARNm y los aminoácidos; la causa de la degeneración debe encontrarse, pues, en las moléculas de ARNt. La complementariedad entre el codón y el anticodón solo es estricta en lo que se refiere a las dos primeras bases del anticodón.

Se denomina balance al apareamiento un tanto defectuoso de la tercera base del anticodón, y es la causa de la degeneración del código genético.

Se denominan isoaceptores a los diferentes ARNt con anticodones distintos que aceptan al mismo aminoácido.

Iniciación de la Síntesis de la Cadena Peptídica

La iniciación implica la construcción del complejo de iniciación 80S, que está formado por un ribosoma unido al ARNm y al ARNt iniciador cargado con el aminoácido metionina. La formación del complejo de iniciación se lleva a cabo en varias fases sucesivas:

1. Determinados factores de iniciación y la energía que suministra el GTP provocan la unión de la subunidad pequeña del ribosoma con el ARNt iniciador (metionina).
2. La subunidad pequeña del ribosoma se desplaza por el ARNm en sentido 5'-3' hasta encontrar el primer codón de iniciación: AUG.