traducción-síntesis de proteínas
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UNIDAD Lección 4: ¿Cómo se sintetiza un polipéptido?
Texto del estudiante, Editorial Santillana, Páginas 229-‐233. Estúdielas y resuelva las actividades.
Concepto clave La traducción convierte un mensaje del mRNA a un polipéptido o proteína
La traducción es un proceso que convierte un mensaje de un idioma a otro. Por ejemplo, así como un libro puede ser traducido del español al Inglés, en las células también ocurre una traducción. Las células, usando ribosomas traducen un mensaje del mRNA que lo convierten a aminoácidos enlazados, que son los bloques de construcción de las proteínas. Los Aminoácidos están codificados por secuencias de bases de mRNA. La traducción es el proceso que lee un mensaje de ARNm y lo convierte en un polipéptido. Uno o más polipéptidos forman una proteína. El mRNA puede tener un mensaje codificado para la traducción de los 20 aminoácidos diferentes que se conocen. ¿Cómo pueden tan sólo cuatro nucleótidos –G, A, T y C -‐traducirse en tantos diferentes aminoácidos? Así como podemos usar las 26 letras del alfabeto para formar mucho más que 26 palabras, las cuatro “letras” del RNA se pueden juntar en diferentes combinaciones para formar muchas “palabras” diferentes.
CÓDIGO GENÉTICO (CG): CODONES DEL mRNA http://www.dnaftb.org/22/animation.html El CG establece correspondencia entre cada codón del ARNm con su aminoácido o función.
U
UUU UUc UUA UUG
UCU UCC UCA UCG CCU CCC CCA CCG ACU
ACC
ACA
C
UAU UAC UAA UAG CAU
2 A
UGU UGC UGA
G
cisteína (Cis) STOP
U c A G U c A G U c A G U c A G
1
2
Encuentra la 1ª base, C, en la columna de la izquierda. Encuentra la 2ª base, A, en la fila superior. Encuentra el rectángulo donde intersecten estos dos. Encuentra la 3ª base, U, en la columna de la derecha. CAU codifica par histidina, abreviada como His. * Codón start o de Inicio
Fenilalanina (Fen)
U C A leucina (Leu)
G serina (Ser)
tirosina (Tir) STOP STOP
Histidina (His)
UGG triptófano (Trp) CGU CGC CGA CGG AGU AGc AGA AGG GGU GGC
1
1ª b a s e
CUU
U C CUA CUG AUU AUC AUA
GUU
CUC leucina G (Leu)
prolina (Pro)
CAC CAA CAG AAU AAc AAA AAG
3
3ª b a s e
3
glutamina (Gln)
asparagina (Asn)
lisina (Lis)
arginina (Arg)
C A G isoleucina (Ile) treonina
(Tre)
ACG GCU GCC GCA GCG
serina (Ser) arginina (Arg) AUG metionina(Met)*
GUC GUA GUG
U C A G valina (Val)
alanina (Ala)
GAU Ácido aspártico GAc (Asp) GAA Ácido Glutá-‐ GGA
GAG mico(Glu) GGG
glicina (Gly)
1 Depto. de Ciencias, SFC, 2015. Basado en Holt McDougal
© Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company
Supón que deseas saber cómo determinar cuál aminoácido está codificado por el codón CAU.
Segunda base
En el lenguaje del código genético, una "palabra" se forma con 3 nucleótidos y se llama codón. Un codón codifica para un aminoácido. El CG es degenerado, pues varios codones pueden codificar el mismo aminoácido. Por ejemplo, los codones UCU, UCC, UCA y UCG, todos codifican para serina. Además de los codones que codifican a los 20 aminoácidos, hay un codón de inicio que indica el comienzo de la traducción. El codón de inicio es AUG y codifica para el aminoácido metionina. También hay tres codones de terminación que señalan el final de una cadena de aminoácidos que forman un polipéptido o una proteína.
Para que las palabras tengan sentido, deben ser leídas a partir del lugar correcto o con el marco de lectura correcto. Por ejemplo, la frase “EVA AMÓ UNA VEZ MÁS” tiene sentido. “E VAA MÓU NAV EZM ÁS,” la cual está hecha con las mismas letras, tiene un marco de lectura diferente y no tiene ningún sentido. Lo mismo es cierto para los codones. No hay espacios entre los codones, pero se debe utilizar el sitio de inicio correcto y el marco de lectura correcto para que el mensaje tenga sentido.
Usa la tabla de la página anterior para encontrar el aminoácido que está codificado por el codón GGG. _____________________
Evalúa tu progreso: Escribe dos secuencias posibles de anticodones, codones y de tripletes de bases nitrogenadas en el ADN, para la siguiente secuencia de aminoácidos: Secuencia de aminoácidos: Met-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐Phe-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐Leu-‐-‐-‐-‐-‐-‐-‐Val-‐-‐-‐-‐-‐-‐Trp Anticodones:_____ _____ _____ _____ _____ Codones:_____ _____ _____ _____ _____ Tripletes en el ADN:_____ _____ _____ _____ _____
VISUAL VOCAB Un codón es una secuencia de tres nucleóti-‐dos que codifican para un aminoácido.
codón para metionina (Met)
codón para leucina (Leu)
A U G C U U
Segmento de mRNA
Los codones se leen como una serie de tres nucleótidos que no se superponen. Un cambio en el marco de lectura cambia la proteína resultante.
Marco de lectura 1
C G A U A C A G U A G C
Arg Tir Ser Ser
Los aminoácidos se unen para formar una proteína. Recuerda que la transcripción permite la síntesis de tres clases de ARN: el ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosómico (rRNA) y el ARN de transferencia (ARNt). Proteínas y rRNA forman la estructura de los ribosomas. Los ribosomas y el ARNt forman la maquinaria para la traducción del ARNm, para producir polipéptidos o proteínas. Una molécula de ARNt tiene una forma de L. Diferentes moléculas de ARNt llevan diferentes aminoácidos. En un extremo de un ARNt hay un anticodón que es complementario con un codón específico del ARNm. Por ejemplo, una molécula de ARNt que tiene el anticodón CCC se parea con el codón GGG del ARNm. La misma molécula de tRNA también transporta, en el otro extremo, el aminoácido glicina.
Marco de lectura 2
C G A U A C A G U A G C
Asp Thr Val
Aminoácido
tRNA
anticodón
GAToledo, Depto. de Ciencias, SFC, 2015
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TRADUCCIÓN http://www.bionova.org.es/animbio/anim/expresiondna/transmenu_s.swf La Traducción convierte un transcrito maduro de ARNm en un polipéptido. El proceso consta de tres pasos, los cuales se repiten.
citoplasma
núcleo aminoácido
ribosoma tRNA
mRNA La traducción ocurre en el citoplasma de células tanto eucariotas (ilustrada aquí) y procariotas. Se inicia cuando un ARNt lleva un aminoácido metionina, la que se une al codón de inicio.
1 El codón expuesto en el primer sitio atrae a un tRNA complementario que lleva un aminoácido en un extremo. El anticodón del tRNA se parea con el codón del mRNA, acercándose muy estrechamente a la otra molécula de tRNA leucina Leu metionina
Met
2 En el ribosoma se forma un enlace peptídico entre el grupo amino del aminoácido en el Sitio A y el extremo carboxilo terminal del péptido emergente unido al tRNA en el Sitio P; este proceso es catalizado por enzimas peptidil tranferasas. Luego de esto, se rompe el enlace entre el tRNA y el aminoácido, la molécula de tRNA se libera y queda disponible para unirse a un nuevo aminoácido. Enlace peptídico
Leu tRNA entrante
anticodón U A C A U G mRNA
3
codón de inicio El anticodón en el tRNA es complementario al codón del mRNA.
El ribosoma tira la hebra de ARNm a lo largo de un espacio del tamaño de un codón. El primer tRNA se desplaza hacia el sitio E, donde abandona el ribosoma y vuelve al citoplasma para recargarse. El sitio A de nuevo está vacío, dejando al descubierto el siguiente codón de ARNm.
Cys Met
Leu
El ribosoma continúa traduciendo la hebra de mRNA hasta que alcanza a un codón stop. Entra al sitio A un factor de liberación proteico eRF (en eucariotas) que impide la entrada de un nuevo ARNt. Luego, se libera la nueva proteína y el ribosoma se desmonta.
Cys Cys Arg Leu
Met
U A G
Codón stop
3 GAToledo, Depto. de Ciencias, SFC, 2015
Met
El proceso de traducción ocurre en el citoplasma de las células tanto procariotas como eucariotas. La ilustración de la página anterior muestra el proceso de la traducción en un solo ribosoma. En una célula, muchos ribosomas pueden traducir el mismo ARNm, al mismo tiempo, para hacer muchas copias de la misma proteína, es lo que ilustra la fotografía, a la derecha.
¿Cuál es el producto final del proceso de traducción?
traducción codón codón de inicio
VOCABULARIO: Chequeo
codón stop anticodón
Márcalo Vuelve a leer el texto y resalta cada frase que tenga una de las palabras del vocabulario en negrita. .
1. ¿Qué hace un codón de inicio? ¿Y un codón stop?
2. ¿Cuál es la relación entre un codón y un anticodón?
PANORAMA GLOBAL 3. Llena los espacios en blanco para completar el mapa conceptual que resume el proceso de traducción.
Los amino
ácidos
son como “palabras que codifican para
se enlazan para formar
a través del proceso de
traducción
4. Consulta la tabla del código genético para encontrar el aminoácido que está codificado por el codón del ARNm CCA. ¿Qué bases debe tener el anticodón complementario del ARNt? Aminoácido codificado por el codón del mRNA CCA:__________________________________________ Anticodón complementario del tRNA:
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1. Define los conceptos de enlace peptídico, codón, anticodón, sitio E, P y A. Enlace peptídico:______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ Codón: ______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ Anticodón: ______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ Sitio E: ______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ Sitio P: ______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ Sitio A: ______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________
2. A partir de la siguiente secuencia de ARNm, escribe la secuencia de ADN complementaria y la secuencia de anticodones de los ARNt.
ARNm : A U G U G G C A G A U G U C A ADN complementario: Anticodones:
3. Investiga: ¿En qué etapa de la traducción actúa el cloranfenicol? __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________
4. ¿Cuáles son los productos finales de la transcripción y de la traducción, respectivamente? ___________________________________________________________________________________________________
5. ¿Cuál es la función de las enzimas aminoacil-‐ ARNt-‐ sintetasas? ______________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________
Acerca del proceso de traducción, responde. 6. ¿En qué lugar de la célula eucarionte se realiza, y qué molécula se produce?
__________________________________________________________________________________________________ 7. ¿Cuál es el rol que cumplen en el proceso el ARNr, ARNt?
__________________________________________________________________________________________________
8. ¿Por qué se dice que el código genético es no solapado? __________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________
9. Explica qué significa que el código genético sea universal. ¿Hay excepciones?
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