11.1: Introducción

Comenzamos este capítulo con una mirada a cómo se rompió (descifró) el código genético. Los mismos términos código genético, roto y descifrado provinieron de lo que era en su momento, la historia reciente de la Segunda Guerra Mundial. Ganar la Segunda Guerra Mundial se basó en gran medida en romper códigos enemigos (recordar la máquina Enigma) y ocultar información estratégica de batalla del enemigo (recordar a los habladores de código navajo). Veremos los elegantes experimentos que primero descifraron el significado de aminoácidos de unos codones de 3 bases, y luego los 64 codones. De estos, 61 codifican aminoácidos y tres son codones de parada. El mismo tipo de experimentos que rompieron el código genético también llevaron a nuestra comprensión del mecanismo de síntesis de proteínas. Estudios tempranos indicaron que los genes y las proteínas son colineales, es decir, que la longitud de un gen era directamente proporcional al polipéptido que codificaba. Se seguiría entonces, que las longitudes de los ARNm también son colineales con sus productos de traducción.

La colinealidad sugirió las hipótesis obvias de que la traducción procedía en tres etapas (iniciación, elongación y terminación), al igual que la transcripción misma. Ahora sabemos que la iniciación es un proceso complejo que implica el ensamblaje de una máquina de traducción cerca del extremo 5' del ARNm. Esta máquina consta de ribosomas, ARNm, varios factores de iniciación y una fuente de energía química. Dado que los ARNm maduros son en realidad más largos de lo necesario para especificar un polipéptido (¡incluso después del corte y empalme!) , una función de los factores de iniciación es posicionar el ribosoma y las proteínas asociadas cerca de un codón de inicio. El codón de inicio especifica el primer aminoácido en un nuevo polipéptido. Una vez que se forma el complejo de iniciación, comienza el alargamiento. Los ciclos de reacciones de condensación en el ribosoma conectan los aminoácidos por enlaces peptídicos, haciendo crecer la cadena desde su extremo amino hasta su extremo carboxilo. La traducción termina cuando el ribosoma que se mueve a lo largo del ARNm encuentra un codón de parada. Veremos cómo llegamos a comprender los pasos discretos de la traducción.

Objetivos de aprendizaje

Cuando hayas dominado la información de este capítulo, deberías poder:

1. Comparar y contrastar los mecanismos y energéticos de iniciación, elongación y terminación de la traducción y transcripción.

2. Especular sobre por qué el código genético es universal (o casi así).

3. Justificar el pensamiento temprano sobre un código genético de 4 bases.

4. Justificar el pensamiento temprano sobre un código genético superpuesto (por ejemplo, uno en el que la última base de un codón podría ser la primera base del siguiente codón en un ARNm.

5. Explique por qué todas las estructuras de ARNt comparten algunas, pero no otras características.

6. Comparar y contrastar los papeles de los sitios ribosómicos A, E y P en la traducción.

7. Rastrear la formación de un aminoacil-ARNt y el Complejo de Iniciación Bacteriano.

8. Describir los pasos de traducción que requieren energía química.

9. Formular una hipótesis para explicar por qué todos los codones de parada comienzan con U.

10. Crear un conjunto de reglas para inferir una secuencia de aminoácidos a partir de un tramo de secuencia de ADN.

11. Especular sobre por qué los genomas eucariotas grandes codifican tan pocas proteínas.