¿Por qué el código genético es degenerado?

Porque un mismo aminoácido puede estar codificado por más de un codón, excepto la metionina y el triptófano. Esto supone una ventaja frente a las mutaciones, sobre todo por la tercera base del codón.

¿Qué codón indica el inicio de la traducción?

El codón AUG, que es reconocido en el sitio P del ribosoma y se une al ARNt con metionina usando GTP.

¿Cómo actúa el operón de la lactosa?

Es un operón inducible: la presencia del inductor permite la transcripción de los genes estructurales.

Síntesis de proteínas: código genético, traducción y regulación génica

Resumen

El documento explica cómo el código genético traduce la información del ARN en aminoácidos y describe las fases de la traducción en los ribosomas. Aborda también la maduración postraduccional, el control de la expresión génica en procariotas (modelo del operón) y eucariotas, y conceptos de genoma y ómicas. Es un material útil para repasar la base molecular de la biología celular.

Puntos clave

El código genético usa tripletes (codones): 4³ = 64 combinaciones para codificar 20 aminoácidos.
Sus características son universalidad, degeneración, especificidad y continuidad (sin solapamiento).
La traducción tiene cuatro fases: activación del aminoácido, iniciación (codón AUG), elongación y terminación (UAA, UAG, UGA).
Los antibióticos tetraciclina, estreptomicina y eritromicina bloquean etapas concretas de la traducción.
En procariotas, la regulación se explica con el modelo del operón, inducible (lactosa) o reprimible (triptófano).
En humanos, solo cerca del 1.5% del ADN codifica proteínas; el splicing alternativo permite que un gen codifique varias proteínas.

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Síntesis de Proteínas: El Código Genético

El código genético establece una relación de correspondencia entre las bases nitrogenadas del ARN y los aminoácidos (aa) que codifica. Como el ARN es un polímero de 4 nucleótidos, se necesita un diccionario para traducir la información a 20 aminoácidos. El código se basa en tripletes (un codón), donde 4³ = 64 combinaciones, cantidad suficiente para formar una proteína. Dado que existen más codones que aminoácidos, varios tripletes son sinónimos.

Características principales:

Universalidad: Es el mismo para todos los organismos (incluso virus), con excepciones en protozoos.
Degeneración: Un aminoácido puede estar codificado por más de un codón (a excepción de la metionina y el triptófano), lo que supone una ventaja ante las mutaciones gracias al balanceo de la 3ª base.
Especificidad: Cada codón codifica para un único aminoácido.
Continuidad: Carece de solapamiento; los tripletes se disponen de manera lineal y continua, sin espacios ni bases compartidas.

La Traducción

Localización: Ocurre en los ribosomas (libres en el citoplasma, membrana nuclear externa o RER). Los ribosomas poseen una subunidad mayor (con zonas E, P y A) y una menor (donde se une el ARNm).

Fases del proceso:

Activación del aminoácido: En el citoplasma, cada aa se une a un ARNt específico mediante la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa (consumiendo ATP).
Iniciación: En el sitio P, se reconoce el codón AUG del ARNm y se une el ARNt con metionina (usando GTP).
Elongación: El ARNt llega al sitio A, se forma el enlace peptídico, los aminoácidos se trasladan al sitio P, el ARNt vacío pasa a E y se libera, avanzando el ARNm codón a codón.
Terminación: Los tripletes de parada (UAA, UAG, UGA) son reconocidos por factores proteicos que liberan la cadena polipeptídica mediante la peptidil-transferasa.

Polirribosomas: En eucariotas, un mismo ARNm puede ser leído por varios ribosomas simultáneamente.

Antibióticos y Maduración Postraduccional

Los antibióticos actúan bloqueando etapas específicas: la tetraciclina (sitio A), la estreptomicina (subunidad 30s/iniciación) y la eritromicina (desplazamiento/elongación).

Tras la síntesis, las proteínas requieren maduración para ser funcionales: formación de puentes disulfuro, adición de grupos prostéticos, modificaciones covalentes (fosforilación, metilación) y cortes proteolíticos. El plegamiento suele requerir chaperonas moleculares para asegurar una estructura correcta.

Control de la Expresión Génica

Procariotas: Modelo del Operón

El operón incluye genes estructurales, un promotor y un operador. Puede ser inducible (como el de la lactosa, donde el inductor permite la transcripción) o reprimible (como el del triptófano, donde el correpresor detiene la transcripción).

Eucariotas: Niveles de regulación

Transcripcional: Factores de transcripción y grado de condensación de la cromatina.
Procesamiento del ARN: Modificación del ARN primario y splicing alternativo.
Traduccional: Control de la supervivencia del ARNm en el citosol.
Actividad proteica: Regulación de la función y vida media de la proteína.

Genoma y Ómicas

El genoma es el conjunto de genes de un organismo. En humanos, solo el 1.5% del ADN codifica proteínas (exones), mientras que el 98.5% restante es no codificante (intrones, ADN satélite, regiones reguladoras). El Proyecto Genoma Humano reveló la existencia de unos 25,000 genes, donde el splicing alternativo permite que un solo gen codifique múltiples proteínas.

Las Ómicas incluyen la Genómica (estudio del genoma) y la Proteómica (estudio sistemático del proteoma mediante técnicas de extracción, separación e identificación).