Fundamentos de la Expresión Genética: Intrones, Exones y el Código Molecular
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Fundamentos de la Expresión Genética
Componentes Estructurales del Gen
Intrón
Un intrón es cada uno de los fragmentos de ADN que no se expresan en forma de proteína. Inicialmente se transcribe en la molécula de ARN mensajero (ARNm), pero es eliminado durante el proceso de maduración del ARN.
Exón
Un exón es una región de un gen que contiene la información necesaria para producir la proteína correspondiente. Cada exón codifica una porción específica de la proteína completa.
Señales de Lectura en el Código Genético
Codón de Inicio
El codón de inicio es una secuencia de ARN de tres nucleótidos (es decir, un codón) que indica a la maquinaria celular el lugar de la cadena donde comienza la traducción del ARN mensajero.
Codón de Parada (Stop)
El codón de Stop no determina ningún aminoácido en el código genético. Su función es acotar el mensaje cifrado por el ADN que dará lugar al ARN mensajero; de este modo, limita en el extremo 3' el marco abierto de lectura de los genes.
Procesos Centrales de la Biología Molecular
Transcripción
La transcripción es el primer proceso de la expresión genética. Durante la transcripción, las secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante una enzima llamada ARN polimerasa. La transcripción produce ARN mensajero como primer paso para la síntesis de proteínas (en la mayoría de los casos). La transcripción del ADN también puede denominarse síntesis del ARN mensajero.
Tipos de ARN Formados
Se forman tres tipos principales de ARN:
- ARN Ribosómico (ARNr): Es el que se encarga de sintetizar las proteínas, formando parte de los ribosomas.
- ARN Mensajero (ARNm): Es el ARN obtenido de la cadena de ADN. Determina el orden de los aminoácidos que debe tener la proteína a crear.
- ARN de Transferencia (ARNt): Se encarga de llevar los aminoácidos necesarios para crear la proteína codificada por el ARN mensajero hasta el ribosoma.
Traducción
La traducción es el cambio de la información contenida en la secuencia de los cuatro nucleótidos del ARNm por el ordenamiento de los 20 aminoácidos en la estructura de las cadenas polipeptídicas. Cada aminoácido se une a una pequeña molécula específica de ARN que sirve para su identificación, denominada ARN de transferencia.
Esta molécula transfiere los aminoácidos libres de la solución al punto de formación de las cadenas polipeptídicas cuando está indicado por las instrucciones contenidas en la molécula de ARN mensajero. El proceso tiene lugar en la interacción de los codones del ARNm con la región del anticodón de los aminoacil-ARNt. Se distinguen en ella las siguientes etapas:
Etapas de la Traducción
- Iniciación: Formación del complejo de iniciación.
- Elongación: Los ARNt entran al ribosoma para formar la cadena de aminoácidos que constituirá la proteína.
- Terminación: Entra un codón de parada (Stop), el acoplamiento de proteínas se disocia y el complejo de iniciación se desensambla.
Maduración del ARN Mensajero (ARNm)
La maduración del ARNm incluye:
- Formación de un capuchón en el extremo 5'.
- Incorporación de colas de poliadenilato en el extremo 3'.
El Código Genético
El código genético es el conjunto de reglas que define la traducción de una secuencia de nucleótidos en el ARNm a una secuencia de aminoácidos en una proteína en todos los seres vivos. Es no ambiguo porque cada codón codifica para un único aminoácido.