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8.3: Hacer un polipéptido en una célula bacteriana

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    Una célula bacteriana sintetiza miles de polipéptidos diferentes. La secuencia de estos polipéptidos (los aminoácidos exactos de N- a C-terminal) está codificada dentro del ADN del organismo. El genoma de la mayoría de las bacterias es una molécula de ADN circular de doble cadena que tiene millones de pares de bases de longitud. Cada polipéptido está codificado por una región específica de esta molécula de ADN. Entonces, nuestras preguntas son cómo se reconocen regiones específicas en el ADN y cómo se traduce la información presente en la secuencia de ácido nucleico en secuencia polipeptídica.

    Para abordar la primera pregunta, volvamos a pensar en la estructura del ADN. Fue inmediatamente obvio que la secuencia unidimensional de un polipéptido podría codificarse en la secuencia unidimensional de las cadenas de polinucleótidos en una molécula de ADN 231. La verdadera pregunta fue cómo traducir el lenguaje de los ácidos nucleicos, que consiste en secuencias de cuatro bases nucleotídicas diferentes, al lenguaje de polipéptidos, que consiste en secuencias de los 20 (o 22) aminoácidos diferentes. Como señaló el físico George Gamow (1904-1968) 232 el conjunto mínimo de nucleótidos necesarios para codificar los 20 aminoácidos es tres; una secuencia de un nucleótido (4 1) podría codificar como máximo cuatro animoácidos diferentes, una secuencia de dos nucleótidos de longitud podría codificar (4 2 ) o 16 aminoácidos diferentes (no suficientes), mientras que una secuencia de tres nucleótidos (4 3) podría codificar 64 aminoácidos diferentes (más que suficiente) 233. Si bien el esquema de codificación real que Gamow propuso estaba equivocado, su pensamiento sobre la capacidad de codificación del ADN influyó en quienes se propusieron determinar experimentalmente las reglas reales del “código genético”.

    El código genético no es la información en sí, sino el algoritmo mediante el cual se “leen” las secuencias de nucleótidos para determinar las secuencias polipeptídicas. Un polipéptido está codificado por la secuencia de nucleótidos. Esta secuencia de nucleótidos se lee en grupos de tres nucleótidos, conocidos como codón. Los codones se leen de manera no solapada, sin espacios (es decir, nucleótidos no codificantes) entre ellos. Dado que hay 64 codones posibles pero solo 20 (o 22 - ver arriba) diferentes aminoácidos utilizados en los organismos, el código es redundante, es decir, ciertos aminoácidos están codificados por más de un codón. Además hay tres codones, UAA, UAG y UGA, que no codifican ningún aminoácido sino que se utilizan para marcar el final de un polipéptido, codifican “paradas” o periodos.

    La región del ácido nucleico que codifica un polipéptido comienza con lo que se conoce como el codón de “inicio” y continúa hasta que se alcanza uno de los tres codones de parada. Una secuencia definida por codones de inicio y parada dentro del marco (con cierto número de codones entre ellos) se conoce como marco de lectura abierto o ORF. En este punto es importante señalar explícitamente, si bien la información que codifica un polipéptido está presente en el ADN, esta información no se usa directamente para especificar la secuencia polipeptídica. Más bien, el proceso es indirecto. La información en el ADN se copia primero en una molécula de ARN (conocida como ARN mensajero) y es esta molécula de ARN la que dirige la síntesis de polipéptidos. El proceso de usar información dentro del ADN para dirigir la síntesis de una molécula de ARN se conoce como transcripción porque tanto el ADN como el ARN utilizan el mismo lenguaje, las secuencias de nucleótidos. En contraste, los polipéptidos están escritos en un lenguaje diferente, las secuencias de aminoácidos. Por esta razón, el proceso de síntesis de polipéptidos dirigidos por ARN se conoce como traducción.

    Colaboradores y Atribuciones


    This page titled 8.3: Hacer un polipéptido en una célula bacteriana is shared under a not declared license and was authored, remixed, and/or curated by Michael W. Klymkowsky and Melanie M. Cooper.