El
código genético
¿Qué
es?
El código
genético es el conjunto de normas por las que la información codificada en
el 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 código es común a todos los seres vivos
(aunque hay pequeñas variaciones), lo cual demuestra que ha tenido un origen
único o universal, al menos en el contexto de nuestro planeta. El código
determina Para la mayoría de los genes, el encodement implica un único esquema,
que a menudo se llama el código genético estándar o código genético, aunque
haya los códigos que varían el formulario esto tal como el código encontrado en
mitocondrias humanas.
Descubrimiento:
Mostraron que cuatro bases del nucleótido -
codones del formulario del ─ de A (adenina), de U (uracilo), de G (guanina) y
de C (citosina) de diversas combinaciones bajas que cifran para los 20
aminoácidos durante síntesis de la proteína.
En 1961, la Tortícolis de Francisco y los colegas
expusieron la idea del codón. Sin Embargo, era Marshall Nirenberg y los
compañeros de trabajo que descifraron el código genético.
Nirenberg
y el científico Alemán Juan Matthaei conducto una serie de experimentos para
explorar síntesis de la proteína usando el ARN sintetizado. Agregaron los hilos
del ARN que contuvieron solamente uno de las cuatro bases (A, G, U o C) base a
un “sistema sin células,” y los aminoácidos radioactivo marcados con etiqueta
entonces adicionales.
Cuando
el ARN que consistía solamente en la base U fue agregado, las mediciones
radioactivas indicaron la síntesis de moléculas compuesta de apenas un único
aminoácido, que era fenilalanina. Esto mostró que el trío compuso de resultados
de las bases (UUU) en la fenilalanina que era agregada al encadenamiento del
polipéptido como crece. De esta manera, los investigadores descifraron 35
codones por el año 1963 y más de 60 en 1966.
Universidad
del investigador de Wisconsin, Har Gobind Khorana empleado el trabajo de
Nirenberg produciendo las moléculas sintetizadas del ARN con combinaciones
específicas del nucleótido. Entonces, en 1965, Roberto Holley de la Universidad
Cornell aclaró la estructura del ARN de la transferencia (tRNA), la molécula
implicada en traducir el ARN, para poder hacer una proteína.
Concedieron
Marshall W. Nirenberg, Har Gobind Khorana, y Roberto W. Holley en común el
Premio Nobel 1968 En Remedio “para su interpretación del código genético y de
su función en síntesis de la proteína.”
Caracteristicas:
Universalidad
El
código genético es compartido por todos los organismos conocidos, incluyendo
virus y organelos, aunque pueden aparecer pequeñas diferencias. Así, por
ejemplo, el codón UUU codifica el aminoácido fenilalanina tanto en bacterias
como en arqueas y en eucariontes. Este hecho indica que el código genético ha
tenido un origen único en todos los seres vivos conocidos. La palabra
"universal" en este contexto aplica solamente a la vida en la Tierra,
ya que no se ha establecido la existencia de vida en otro planeta.
Gracias
a la genética molecular, se han distinguido 22 códigos genéticos,1 que
se diferencian del llamado código genético estándar por el
significado de uno o más codones. La mayor diversidad se presenta en las
mitocondrias, orgánulos de las células eucariotas que se originaron
evolutivamente a partir de miembros del dominio Bacteria a
través de un proceso de endosimbiosis. El genoma
nuclear de las eucariotas sólo suele diferenciarse del código
estándar en los codones de iniciación y terminación.
Especificidad
y continuidad
Ningún
codón codifica más de un aminoácido; de no ser así, conllevaría problemas
considerables para la síntesis de proteínas específicas para cada gen. Tampoco
presenta solapamiento: los tripletes se hallan dispuesto de manera lineal y
continua, de manera que entre ellos no existan comas ni espacios y sin
compartir ninguna base nitrogenada. Su lectura se hace en un solo sentido (5' -
3'), desde el codón de iniciación hasta el codón de parada. Sin embargo, en un
mismo ARNm pueden existir varios codones de inicio, lo que conduce a la
síntesis de varios polipéptidos diferentes a partir del mismo transcrito.
Degeneración
El
código genético tiene redundancia pero no ambigüedad (ver tablas de codones).
Por ejemplo, aunque los codones GAA y GAG especifican ambos el ácido glutámico
(redundancia), ninguno especifica otro aminoácido (no ambigüedad). Los codones
que codifican un aminoácido pueden presentar diferencias puntuales en la
tercera posición. Es por ello que de forma general la tolerancia al cambio en
esta posición es mayor que en la primera y segunda, y por tanto tiende a estar
menos enriquecida en variantes patológicas (situación que se concentra
fundamentalmente en el primer nucleótido del codón).2
Debido a que las mutaciones de transición (purina a purina o pirimidina a
pirimidina) son más probables que las de transversión (purina a pirimidina o
viceversa), la equivalencia de purinas o de pirimidinas en los lugares dobles
degenerados añade una tolerancia a los fallos complementarios.
Agrupamiento
de codones por residuos aminoacídicos, volumen molar e hidropatía
Una
consecuencia práctica de la redundancia es que algunos errores del código
genético sólo causen una mutación silenciosa o un error que no afectará a la
proteína porque la hidrofilidad o hidrofobidad se mantiene por una sustitución
equivalente de aminoácidos; por ejemplo, un codón de NUN (N =cualquier
nucleótido) tiende a codificar un aminoácido hidrófobo. NCN codifica residuos
aminoacídicos que son pequeños en cuanto a tamaño y moderados en cuanto a hidropatía;
NAN codifica un tamaño promedio de residuos hidrofílicos; UNN codifica residuos
que no son hidrofílicos.34
Estas tendencias pueden ser resultado de una relación de las aminoacil ARNt
sintetasas con los codones heredada un ancestro común de los seres vivos
conocidos.
Incluso
así, las mutaciones puntuales pueden causar la aparición de proteínas
disfuncionales. Por ejemplo, un gen de hemoglobina mutado provoca la enfermedad
de células falciformes. En la hemoglobina mutante un glutamato hidrofílico
(Glu) se sustituye por una valina hidrofóbica (Val), es decir, GAA o GAG se
convierte en GUA o GUG. La sustitución de glutamato por valina reduce la
solubilidad de β-globina que provoca que la hemoglobina forme polímeros
lineales unidos por interacciones hidrofóbicas entre los grupos de valina y
causando la deformación falciforme de los eritrocitos. La enfermedad de las
células falciformes no está causada generalmente por una mutación de novo. Más
bien se selecciona en regiones de malaria (de forma parecida a la talasemia),
ya que los individuos heterocigotos presentan cierta resistencia ante el
parásito malárico Plasmodium (ventaja heterocigótica o heterosis).
La
relación entre el ARNm y el ARNt a nivel de la tercera base se puede producir
por bases modificadas en la primera base del anticodón del ARNt, y los pares de
bases formados se llaman “pares de bases wobble” (tambaleantes). Las bases
modificadas incluyen inosina y los pares de bases que no son del tipo
Watson-Crick U-G.
Como
se compone:
La
secuencia del material genético se compone de cuatro bases nitrogenadas distintas,
que tienen una representación mediante letras en el código genético: adenina (A), timina (T), guanina (G)
y citosina (C) en el ADN
y adenina (A), uracilo (U), guanina (G)
y citosina (C) en el
ARN.
ADN:
El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido
nucleico que contiene las instrucciones genéticasusadas en el desarrollo y funcionamiento
de todos los organismos vivos y algunos virus, y
es responsable de su transmisión hereditaria
adenina (A):
La adenina es una de las cinco bases nitrogenadas que forman parte de
los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y
en el código genéticose
representa con la letra A.
timina (T):
La timina es un compuesto heterocíclico derivado
de la pirimidina. Es una de las
cinco bases nitrogenadas constituyentes
de los ácidos nucleicos
guanina (G):
La guanina es una base
nitrogenada púrica, una
de las cinco bases nitrogenadas que
forman parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y
en el código genético se
representa con la letra G.
citosina (C):
La citosina es una de las cinco bases
nitrogenadas que forman parte de los ácidos
nucleicos (ADN y ARN) y
en el código genéticose
representa con la letra C.
ARN:
El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido
nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está
presente tanto en las células procariontes como
en los eucariontes, y es el único material genético de ciertos
virus (virus ARN).
El
ARN se puede definir como la molécula formada
por una cadena simple de ribonucleótidos, cada uno de ellos formado por ribosa,
un fosfato y
una de las cuatro bases nitrogenadas (adenina, guanina, citosina y uracilo). El ARN celular es
lineal y monocatenario (de una sola cadena), pero en el genoma de algunos virus
es de doble hebra.
Uracilo:
El uracilo es una pirimidina, una de las
cuatro bases nitrogenadas que
forman parte del ARN y en el código genético se
representa con la letra U. Su fórmula molecular es C4H4N2O2.2 El
uracilo reemplaza en el ARN a la timina que es una de
las cuatro bases nitrogenadas que forman el ADN. Al
igual que la timina, el uracilo siempre
se empareja con la adenina mediante
dos puentes de hidrógeno,
pero le falta el grupo
metilo. Forma el nucleósido uridina (Urd) y el
nucleótido uridilato (UMP).
Noticias relevantes sobre el código
genético:
Desarrollan dos potentes herramientas
para corregir el material genético de células humanas
Dos estudios presentados este
miércoles 25 de octubre en las revistas Nature y Science y realizados por
importantes equipos de investigación han presentado relevantes avances en
la tecnología de la edición genética. Las mejoras logradas aumentarán mucho las
posibilidades de que estos métodos se usen en el futuro para investigar o curar
enfermedades humanas…
-Corrigen por primera vez un error
genético en embriones humanos
Científicos chinos han usado por
primera vez cirugía química para corregir en embriones humanos clonados una
mutación genética asociada a anemias hereditarias. Cambiaron una G por una A en
el código base y corrigieron el error genético que causa la enfermedad conocida
como beta-talasemia. Los embriones se destruyeron después del experimento.
Referencias bibliográficas:
Resumen:
El código
genético es el conjunto de normas por las que la información codificada en
el 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. Determina la orden en la cual los aminoácidos
se agregan a un encadenamiento del polipéptido durante síntesis de la proteína.
Por Lo Tanto, el código genético dicta la serie de aminoácidos en una proteína.
Fue en 1961 cuando la Tortícolis de
Francisco y los colegas expusieron la idea del codón. Sin Embargo, era Marshall
Nirenberg y los compañeros de trabajo que descifraron el código genético.
Se compone
de cuatro bases nitrogenadas distintas,
que tienen una representación mediante letras en el código genético: adenina (A), timina (T), guanina (G)
y citosina (C) en el ADN
y adenina (A), uracilo (U), guanina (G)
y citosina (C) en el
ARN.
adenina (A):
La adenina es una de las cinco bases nitrogenadas que forman parte de
los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y
en el código genéticose
representa con la letra A.
timina (T):
La timina es un compuesto heterocíclico derivado
de la pirimidina. Es una de las
cinco bases nitrogenadas constituyentes
de los ácidos nucleicos
guanina (G):
La guanina es una base
nitrogenada púrica, una
de las cinco bases nitrogenadas que
forman parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y
en el código genético se
representa con la letra G.
citosina (C):
La citosina es una de las cinco bases
nitrogenadas que forman parte de los ácidos
nucleicos (ADN y ARN) y
en el código genéticose
representa con la letra C.
Uracilo:
El uracilo es una pirimidina, una de las
cuatro bases nitrogenadas que
forman parte del ARN y en el código genético se
representa con la letra U. Su fórmula molecular es C4H4N2O2.2 El
uracilo reemplaza en el ARN a la timina que es una de
las cuatro bases nitrogenadas que forman el ADN. Al
igual que la timina, el uracilo siempre
se empareja con la adenina mediante
dos puentes de hidrógeno,
pero le falta el grupo
metilo. Forma el nucleósido uridina (Urd) y el
nucleótido uridilato (UMP).
Caracteristicas:
Universalidad
El
código genético es compartido por todos los organismos conocidos, incluyendo
virus y organelos, aunque pueden aparecer pequeñas diferencias.
Especificidad
y continuidad
Ningún
codón codifica más de un aminoácido; de no ser así, conllevaría problemas
considerables para la síntesis de proteínas específicas para cada gen. Degeneración
Agrupamiento
de codones por residuos aminoacídicos, volumen molar e hidropatía
Una consecuencia práctica de la redundancia es que
algunos errores del código genético sólo causen una mutación silenciosa o un
error que no afectará a la proteína porque la hidrofilidad o hidrofobidad se
mantiene por una sustitución equivalente de aminoácidos; por ejemplo, un codón
de NUN (N =cualquier nucleótido) tiende a codificar un aminoácido hidrófobo.
Organizadores Gráficos
Linea del tiempo
Cuadro sinoptico
 |
Mapa Conceptual |
Mapa Conceptual
Mapa Mental:
Muy buena información, todo muy claro y preciso.
ResponderBorrar