Fase G1:
En esta fase existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de
ARN. Ocurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN.
Tiene una duración entre 6-12 horas, tiempo durante el cual la célula duplica
su tamaño y masa, esto debido a la continua síntesis de todos sus componentes,
como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables
de su fenotipo particular. La carga genética en humanos es 2n2c.
Fase S: En esta fase se
produce la replicación o síntesis de ADN, el resultado es que cada cromosoma se
duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. El núcleo contiene el
doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio. Tiene una duración de
6-8 horas.
Fase G2: En esta fase continúa
la síntesis de proteínas y ARN. Se observan cambios en la estructura celular lo
que indica el principio de la división células. Dura entre 3-4 horas. Finaliza
cuando la cromatina empieza a condensar al inicio de la mitosis. En humanos la
carga genética es 2n4c, debido a la duplicación del
material genético que ahora tiene dos cromátidas cada uno.
Fase M (mitosis y citocinesis):
Es la división celular donde una célula progenitora se divide en dos
células hijas idénticas. Esta fase incluye la mitosis, a su vez dividida en:
profase, metafase, telofase y la citocinesis, que se inicia en la telofase
mitótica. Si el ciclo durara 24 horas, la fase M duraría alrededor de media
hora.
SISTEMA DE CONTROL DEL CICLO CELULAR:
Es un dispositivo
bioquímico compuesto por un conjunto de proténas reguladores interactivas: las
Ciclinas y las Quinasas dependientes de ciclinas (CdK) que inducen y coordinan
los procesos básicos del ciclo, tales como la duplicación de ADN y la división
celular (procesos subordinados).
En un ciclo típico, el sistema de
control está regulado por factores de retraso, los cuales pueden frenar el
ciclo en determinados puntos denominados puntos de control, en los cuales las
señales de retroalimentación que contienen información sobre los procesos
subordinados pueden detener de forma momentánea el ciclo, evitando el inicio
del proceso siguiente antes que el precedente haya terminado. Sobre dichos
factores también actúan señales del entorno como puede ser una hormona o un
factor de crecimiento.
Algo que puede ayudar a entender este
mecanismo es comparar el sistema de control del ciclo celular con el
funcionamiento de una lavadora automática: el programador de la lavadora sólo
avanza a través de los diferentes ciclos de lavado (etapas del ciclo celular),
si recibe ciertas señales, dentro de la lavadora hay sensores que miden el
nivel de agua o jabón que entran, estos sensores pueden provocar el retraso o la interrupción del ciclo de lavado.
Igual sucede en la célula, las señales generadas en los procesos subordinados
(ej. síntesis de proteínas) o por el entono, detienen el ciclo.
PROTEÍNAS REGULADORAS DEL CICLO CELULAR:
El pasaje de una célula a través del ciclo es
controlado por proteínas citoplasmáticas. Los principales reguladores del ciclo
en células animales son:
1.
Ciclinas: Controlan la
actividad de sus proteinquinasas dependientes. La concentración de ciclinas
varía en forma cíclica, aumenta o disminuye durante el transcurso del ciclo.
Esto debido a variaciones en la velocidad de degradación de la ciclina, dado
que la velocidad de síntesis es casi constante durante el ciclo. SE clasifican
como ciclinas de G1 y ciclinas mitóticas. Las G1 se
unen a sus quinasas dependientes de ciclinas (Cdk2) durante G1 siendo necesarias para superar el punto de
control de G1 y pasar a la fase S, Las ciclinas mitóticas se fijan a
la quinasa Cdk1 durante G2 su presencia es necesaria para que el
ciclo supere el punto de control G2 y se inicie la mitosis.
2. Quinasa dependientes de ciclinas (Cdk): Son enzimas que
mediante la fosforilación de ciertas proteínas desencadenan procesos
subodinados del ciclo celular. En los mamíferos se conocen 5 Cdk que forman
tres grupos principales:
o Cdk de G1
o Cdk de G1 (Cdk2)
o Cdk de fase S (Cdk2)
o Cdk de fase M (Cdk1)
A diferencia de la concentración de ciclinas, la
concentración de Cdk se mantiene durante todo el ciclo celular, por permanecer
constantes tanto la velocidad de síntesis como la de degradación. Las Cdk se
activan al unirse a las ciclinas para formar complejos, por lo que se requiere
un nivel umbral para desencadenar la transición a la fase siguiente del ciclo
celular.
3. Complejo Promotor de la
anafase (APC) y otras enzimas proteolíticas: El APC desencadena
los eventos que conducen a la destrucción de las Cohesina, permitiendo a las
cromátidas hermanas separarse e iniciando la degradación de las ciclinas
mitóticas.
Control de calidad
del ciclo celular:
Durante este control, la célula pasa al menos tres
puntos de control (Checkpoints):
¨ Punto de control G1: En este punto el
sistema de control pondrá en marcha el proceso que inicia la fase S. El sistema
evalúa la integridad del ADN (que no esté dañado), la presencia de nutrientes
en el entorno y el tamaño celular; generalmente acá actúan las señales que
detienen el ciclo.
¨ Punto de control G2: En este punto se pone
en marcha el proceso que inicia la fase M. El sistema verificará que la
duplicación del ADN se haya completado (que no esté dañado), si es favorable el
entorno y si la célula es lo suficientemente grande para dividirse.
¨ Punto de control de la Metafase o del huso: Verifica si los
cromosomas están alineados apropiadamente en el plano metafásico antes de
entrar en anafase. Este punto protege contra pérdidas o ganancias de
cromosomas, siendo controlado por la activación del APC.
DIVISIÓN
CELULAR
La gran mayoría de las células eucariotas se
multiplica mediante un tipo de división celular llamado mitosis, por el cual
una célula "madre" da origen a dos células "hijas". La
mitosis interviene en la reproducción asexual de los organismos eucariotas.
También es responsable del aumento en el número de células que ocurre durante
el crecimiento de los organismos pluricelulares.
La reproducción sexual requiere de la formación de gametos. Esto se logra
mediante un proceso que incluye un tipo de división celular llamado meiosis. Si
bien la meiosis está directamente relacionada con la función de reproducción,
la mitosis no siempre lo está.
Consta
de dos procesos secuenciales:
¨ Mitosis o
cariocinesis (división del núcleo)
¨ Citocinesis (reparto
del contenido del citoplasma y orgánulos celulares)
MITOSIS
Proceso por el cual el material
genético del núcleo se divide en dos partes iguales para formar
dos núcleos idénticos, con lo que las dos células hijas que resultan serán
genéticamente idénticas.
Función:
¨
Permite el reparto equitativo e idéntico
de la información genética. Ambas células hijas tendrán la misma información y
la misma que poseía la célula madre.
¨
Permite la perpetuación de una estirpe
celular y la formación de colonias de células (clones celulares).
¨
Permite el crecimiento y desarrollo de
los tejidos y de los órganos de los seres pluricelulares así como la reparación
y regeneración de los mismos.
¨
Todas las células (somáticas) de un organismo
pluricelular, a excepción de las células sexuales (gametos), disponen de
idéntica información genética. En la mitosis se mantiene constante el
número de cromosomas de las células. Los cromosomas se presentan a pares, cada
uno de un progenitor (hombre: 46 cromosomas, 23n). Los cromosomas de cada par
se llaman cromosomas homólogos.
ETAPAS:
La mitosis, en sus aspectos básicos, es similar para
células vegetales y animales, pudiéndose distinguir en ellas cuatro fases.
Profase, Metafase, Anafase y Telofase, que tienen como función realizar los
movimientos necesarios para repartir equitativamente el material genético.
Estas fases se suelen establecer con fines puramente didácticos, ya que en
realidad se trata de un proceso continuo, en el que es difícil establecer
límites entre cada una de ellas.
Profase:
¨ Al principio de la profase
las fibras de cromatina (ADN y proteínas) se condensan, se acortan y se
visualizan al microscopio en forma de pequeños bastoncillos o filamentos
gruesos (2 cromátidas) que reciben el nombre de cromosomas
¨ Las cromátidas están unidas por el centrómero.
¨
Los centriolos (2 pares) van
desplazándose hacia los polos opuestos de la célula, y se forma el huso
acromático (en las células vegetales, que carecen de centriolos, se forma
un huso mitótico con aspecto de tonel a partir de los casquetes polares).
Los cromosomas están desordenados, pero unidos a las fibras del
huso.
El nucléolo desaparece y
la membrana nuclear se desintegra.y el nucleoplasma y el citoplasma se hacen uno
solo. En esta fase puede aparecer el huso cromático La
función principal de los centriolos es la formación y organización de los
microtúbulos, las proteínas que constituyen el huso mitótico.
Metafase:
¨ Los cromosomas, completamente
condensados, se disponen en el ecuador de la célula, formando la placa
ecuatorial, y se adhieren por el centrómero a las fibras del huso acromático.
Cada cromosoma se visualiza con forma de X en el plano central de la célula.
¨ El citoplasma
está totalmente invadido por fibras del huso, hay 3 tipos de microtúbulos:
· Astrales: irradian
desde el centrosoma hacia la periferia celular.
· Cinetocóricos
(fibras cromosómicas): unen los cromosomas a los polos.
· Polares
(fibras continuas): se dirigen hacia el ecuador de la célula, en donde
interactúan con otras fibras polares del centríolo opuesto.
Anafase:
¨
Los
centrómeros se dividen y cada una de las cromátidas que formaba el par se
separan (cromosomas hijos) y se dirijan a los dos polos de la célula. En este
desplazamiento, los cromosomas adquieren forma de V.
¨
El centrómero precede al resto del cromosoma
hijo en la migración hacia los polos.
¨
Los microtúbulos de las fibras
cromosómicas del huso se acortan (tracción hacia los polos) y los
microtúbulos de las fibras continuas se alargan.
¨
Van desapareciendo las fibras del huso
acromático.
¨
La membrana nuclear se reconstruye.
¨
Reaparece el nucléolo.
¨
A la vez ocurre la citocinesis, la célula se
divide en dos.
Telofase:
¨
Las cromátida hermana (cromosomas hijos) ya en los
polos opuestos de la célula se desenrollan y la cromatina se observa dispersa.
¨
Van desapareciendo las fibras del huso
acromático.
¨
La membrana nuclear se reconstruye.
¨
Reaparece el nucléolo.
¨
A la vez ocurre la citocinesis, la célula se divide
en dos.
¨
Desaparece el huso mitótico.
Citocinesis:
En las células animales, la
citocinesis comienza con la aparición, a la altura de la mitad de la célula, de
un surco divisorio perpendicular al plano del huso mitótico. Este surco avanza
produciendo un estrangulamiento progresivo que, finalmente, da lugar a la
división física del citoplasma y, con ello, a la formación de dos células hijas
con sus correspondientes núcleos. En las plantas, se transporta celulosa y
otros materiales a la línea media de la célula, lugar donde se forma una nueva
pared celular (fragmoplasto) que separa las dos células nuevas. Las células
hijas entran en la interfase, iniciándose de nuevo el ciclo celular.
MEIOSIS:
La meiosis es un mecanismo
de división celular que permite la obtención de células haploides (n) con
diferentes combinaciones de genes a partir de células diploides (2n). Se
produce en organismos con reproducción sexual: es un mecanismo corrector que
impide que el número de cromosomas se duplique en cada generación.
Dado que la meiosis consiste en dos divisiones
celulares, estas se distinguen como Meiosis I y Meiosis II. Ambos sucesos
difieren significativamente de los de la mitosis. Cada división meiotica se
divide formalmente en los estados de: Profase, Metafase, Anafase y Telofase. De
estas la más compleja y de más larga duración es la Profase I, que tiene sus
propias divisiones: Leptoteno, Citogeno, Paquiteno, Diploteno y Diacinesis.
Meiosis
I:
La meiosis I comprende cuatro fases y
comienza cuando finaliza la interfase. La célula progenitora se dividirá en dos
células hijas, cada una con un número haploide de cromosomas. Sus fases son:
Profase I, Metafase I, Anafase I y Telofase I.
Profase
I:
Es la más compleja y de más larga duración, tiene
sus propias divisiones:
a) Leptoteno,
b) Citogeno,
c) Paquiteno,
d) Diploteno y
e) Diacinesis.
Leptoteno: En esta fase, los cromosomas se hacen
visibles, como hebras largas y finas; se desarrollan pequeñas áreas de
engrosamiento a lo largo del cromosoma, llamadas cromómeros, que le dan la
apariencia de un collar de perlas.
Citogeno:
Es un período de apareamiento activo en el que se
hace evidente que la dotación cromosómica del meiocito corresponde de hecho a
dos conjuntos completos de cromosomas. Así pues, cada cromosoma tiene su
pareja, cada pareja se denomina par homólogo y los dos miembros de la misma se
llaman cromosomas homólogos.
Paquiteno:
Esta fase se caracteriza por la apariencia de los
cromosomas como hebras gruesas indicativas de una sinapsis completa. Así, el
número de unidades en el núcleo es igual al número n. A menudo, los nucleolos
son muy importantes en esta fase. Los engrosamientos cromosómicos en forma de
perlas, están alineados de forma precisa en las parejas homólogas, formando en
cada una de ellas un patrón distintivo.
Diploteno:
Ocurre la duplicación longitudinal de cada cromosoma
homólogo, al ocurrir este apareamiento las cromátidas homólogas parecen
repelerse y separarse ligeramente y pueden apreciarse unas estructuras llamadas
quiasmas entre las cromátidas. Además La aparición de estos quiasmas nos hace
visible el entrecruzamiento ocurrido en esta fase.
Diacinesis:
Esta etapa no se diferencia sensiblemente del
diploteno, salvo por una mayor contracción cromosómica. Los cromosomas de la
interfase, en forma de largos filamentos, se han convertido en unidades
compactas mucho más manejables para los desplazamientos de la división
meiótica.
Metafase
I:
Al llegar a esta etapa la membrana nuclear y los
nucléolos han desaparecido y cada pareja de cromosomas homólogos ocupa un lugar
en el plano ecuatorial. En esta fase los centrómeros no se dividen; esta
ausencia de división presenta una diferencia importante con la meiosis. Los dos
centrómeros de una pareja de cromosomas homólogos se unen a fibras del huso de
polos opuestos.
Anafase
I:
Comienza con los cromosomas moviéndose hacia los
polos. Cada miembro de una pareja homologa se dirige a un polo opuesto, las
fibras del huso se acortan. A diferencia de la anafase de la mitosis, en este
caso los centrómeros no se dividen y las cromátidas idénticas no se separan.
Telofase I:
La telofase y la interfase que le sigue, llamada
intercinesis son aspectos variables de la Meiosis I porque en algunos
organismos estas etapas no se producen y la célula pasa directamente a la
Meiosis II. En otros organismos duran poco. En todo caso, nunca se produce
nueva síntesis de ADN y no cambia el estado genético de los cromosomas.
Meiosis
II:
Comprende cuatro fases similares a las de la
mitosis. Estas son: Profase II, Metafase II, Anafase II y telofase II. Durante
la meiosis II cada célula haploide formada en la meiosis I se divide de nuevo.
Profase
II:
Esta fase se caracteriza por la presencia de
cromosomas compactos en número haploide. El nucléolo desaparece
y la membrana nuclear comienza a fragmentarse. Los centriolos se separan,
emigrando cada uno a un polo opuesto de la célula, y se forma el huso mitótico
o acromático.
Metafase
II:
Los cromosomas, unidos a las fibras del
huso mitótico a través de los centrómeros, se alinean justo en el centro de la
célula, en el plano ecuatorial. Las cromátidas aparecen, con frecuencia,
parcialmente separadas una de otra en lugar de permanecer perfectamente
adosadas, como en la mitosis.
Anafase
II:
Los centrómeros se dividen, lo
que permite que cada una de las cromátidas que formaban el par se separen y se
dirijan a los dos polos de la célula, arrastradas por los microtúbulos que
forman el huso mitótico.
Telofase
II:
Los
cromosomas se desenrollan y se convierten de nuevo en cromatina. Cada masa de
cromatina se rodea de una membrana nuclear, aparece un nucléolo en cada nuevo
núcleo y el huso mitótico desaparece.
Coincidiendo con el final de la
anafase o el principio de la telofase se inicia una nueva citocinesis o
división del citoplasma. El resultado final de la meiosis I y II es la
formación de cuatro células haploides genéticamente distintas.
En los seres humanos, la meiosis se
produce exclusivamente en las gónadas: los testículos y los ovarios. En el
hombre, la meiosis origina cuatro células haploides que al madurar se
convierten en espermatozoides. En la mujer, la división es irregular y se
forman tres pequeños corpúsculos polares que degeneran y un solo óvulo maduro.
Función:
¨ Permite la reducción del número de cromosomas de la
célula a la mitad.
¨ Se produce intercambio de material genético entre
cromosomas homólogos (paternomaterno).
¨ Permite la reproducción sexual y por tanto la
supervivencia y evolución de las especies.
Procesos esenciales de la meiosis:
1. Apareamiento de cromosomas homólogos.
2. Formación de quiasmas (expresión de la recombinación
genética). Intercambio de fragmentos entre cromátidas homólogas.
3. Segregación de los cromosomas homólogos: cada
cromosoma homólogo se va a una célula hija y en la 2a división se
separan las cromátidas.
4. Reparto de cada una de las cromátidas de los
cromosomas homólogos a una célula diferente.
Consecuencias genéticas de la meiosis:
1. Reducción del número de cromosomas a la mitad: las
células diploides se convierten en haploides (gametos). Cada cromátida de los
homólogos va a una célula hija. Permite que tras la fecundación se mantenga
constante el número de cromosomas de la especie.
2. La recombinación genética da lugar a la formación de
cromosomas con una nueva combinación genética (paterna-materna), lo que aumenta
la variabilidad genética de la especie.
3. Es un mecanismo de distribución al azar de todos los
genes de un individuo entre sus gametos, lo que también aumenta la variabilidad
genética (no hay gametos iguales: importante para la evolución de las
especies).
4. Las células resultantes de la meiosis se convierten
en células de reproducción sexual (gametos).
Comparación
de Meiosis y Mitosis
¨
Comportamiento
de los cromosomas:
·
Mitosis:
Cromosomas homólogos independientes
·
Meiosis:
Cromosomas homólogos se aparean formando bivalentes hasta anafase I
¨
Numero
de cromosomas- reducción en meiosis:
·
Mitosis:
células hijas idénticas
·
Meiosis:
células hijas haploide
¨
Identidad
genética de la progenie:
·
Mitosis:
células hijas idénticas
·
Meiosis:
Las células hijas tienen una nueva variedad de cromosomas paternos.
·
Meiosis:
Cromátidas no idénticas, intercambio de segmentos.
ÁCIDOS NUCLEICOS
Son macromoléculas complejas de gran importancia
biológica debido a que todos los organismos vivos contienen ácidos nucleicos en
forma de ácido desoxirribonucleico (ADN) y ribonucleico (ARN).
Se les denominan así porque fueron aislados por
primera vez por Friedrich Miescher en el núcleo de células vivas. Sin embargo,
ciertos ácidos nucleicos no se encuentran en el núcleo de la célula, sino en el
citoplasma celular.
Tipos
de ácidos nucleicos:
Existen dos tipos de ácidos nucleicos:
ADN (ácido desoxirribonucleico): fue descubierto por el químico suizo Friedrick Miescher
en 1868. Está formado
por la unión de muchos desoxirribonucleótidos, cuya secuencia actúa como un
alfabeto molecular almacenando toda la información genética del individuo. En
1953 se logró conocer el modelo del ADN. Ese año, James Watson y Francis Crick,
dedujeron la estructura tridimensional de la molécula de ADN conocida como
ADN-B. Es generalmente el
constituyente básico de la cromatina (cromosoma) nuclear en las células eucarióticas,
pero también existe en pequeña cantidad en las mitocondrias y cloroplastos.
ARN (ácido ribonucleico):
representa alrededor del
7% del peso de una célula. Está constituida por largas cadenas de ribonucleótidos,
unidos por enlaces fosfodiester.
Diferencias
entre el ADN y el ARN:
¨ Por
el glúcido (pentosa) que contienen: Ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN.
¨ Por
las bases nitrogenadas que contienen: adenina, guanina, citosina y timina en el
ADN y adenina, guanina, citosina y uracilo en el ARN.
¨ En
los organismos eucariotas la estructura del ADN es de doble cadena y la del ARN
es monocatenaria, pero uede presentarse extendida como el ARNm o plegada como
el ARNt y el ARNr.
¨ La
masa molecular del ADN es generalmente mayor que la del ARN.
Nucleótidos:
Compuesto químico formado por la unión de una
molécula de ácido fosfórico, un azúcar de cinco átomos de carbono y una base
nitrogenada derivada de la purina o la pirimidina. Los nucleótidos son las
unidades constituyentes de los ácidos nucleicos. También se encuentran libres
en las células y forman parte de ciertas coenzimas.
Nucleósidos:
Es la unión formada por la pentosa y la base
nitrogenada.
Características
del ADN:
Está constituido por dos cadenas polinucleotídicas
unidas entre sí en toda su longitud, esta doble cadena puede disponerse
linealmente (ADN del núcleo de células eucariotas) o circular (ADN de células
procariotas, mitocondrias y cloroplastos eucarióticos). Porta la información
necesaria para el desarrollo de las características biológicas del individuo,
conteniendo los mensajes e instrucciones para que las células realicen sus
funciones
Características
del ARN:
Sus cadenas con más cortas que las de ADN.
Constituido casi siempre por una única cadena, aunque en situaciones como en los
ARNt y ARNr puede formar estructuras plegadas complejas.
Mientras que el ADN contiene la información, el ARN
expresa la información, pasando de una secuencia lineal de nucleótidos a una
secuencia lineal de aminoácidos en una proteína. Para expresar la información,
se necesitan varias etapas y por ellos existen varios tipos de ARN.
Tipos
de ARN:
¨ ARN
mensajero (ARNm): Sintetizado en el núcleo de la célula; actúa como
intermediario en el traslado de información genética del núcleo al citoplasma. El nombre mensajero deriva de su papel intermediario: actúa como vehículo de
transporte de información genética entre el ADN y las proteínas. Su
vida es muy corta: una vez cumplida su misión, se destruye.
¨
ARN
transferencia (ARNt): Son moléculas relativamente pequeñas que intervienen en
la síntesis de proteínas, complementando la función del ARNm. Su
función es la de captar aminoácidos en el citoplasma uniéndose a ellos y
transportándolos hasta los ribosomas, colocándolos en el lugar adecuado que
indica la secuencia de nucleótidos del ARNm
para llegar a la síntesis de una cadena polipeptídica determinada y por
lo tanto, a la síntesis de una proteína.
¨ ARN ribosómico (ARNr): Es el más abundante, se
encuentra en los ribosomas formando parte de ellos;
El ARNr recién sintetizado es
empaquetado inmediatamente con proteínas ribosómicas, dando lugar a las
subunidades del ribosoma.
CODIGO
GENETICO
Es un conjunto de normas mediante las cuales la
información codifica en el material genético (secuencias de ADN o ARN) se traduce
en proteínas en la células vivas. El código define la relación entres
secuencias de tres nucleótidos (codones) y aminoácidos
Descubrimiento
del código genético:
Se comienza a estudiar en profundidad el proceso de
traducción en las proteínas cuando James Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins
y Rosalind Franklin crean el modelo de la estructura del ADN.
En 1955 Severo Ochoa y Marianne Grunberg-Manago
aíslan la enzima polinucleótido fosforilasa, capaz de sintetizar ARNm sin
necesidad de modelo a partir de cualquier tipo de nucleótido que hubiera en el
medio.
George Gamow postula un código de tres bases
indicando que éste debía ser empleado por las células para codificar la
secuencia aminoacídica.
Crick , Brenner y colaboradores, demostraron que los
codones constan de tres nucleótidos.
Marshall Nirenberg y Heinrich J. Matthaei en 1961
descubren la primera correspondencia codón-aminoácido.
Nirenberg y Philip Leder fueron capaces de
determinar la traducción de 54 codones, utilizando diversas combinaciones de ARNm,
pasadas a través de un filtro que contiene ribosomas.
Posteriormente, Har Gobind Khorana completó el
código, y poco después, Robert W. Holley determinó la estructura del ARN de
transferencia.
Severo Ochoa, recibió el premio Nobel en 1959 por su
trabajo en la enzimología de la síntesis de ARN.
Características
del código genético:
¨ Es
un código de tripletes: un codón se forma de la unión de 3 nucleótidos que
codifican un aminoácido concreto.
¨ Es
degenerado: un mismo aminoácido es codificado por varios codones, salvo el
triptófano y metionina que están codificados por un único codón. Existen 64
codones diferentes paa codificar 20 aminoácidos lo que obliga a un certo grado
de degeneración en el código.
¨ El
codón AUG que codifica la metionina es el codón de inicio y hay tres codones
que establecen la señal de terminación de la traducción (UAA, UAG, UGA). Las
mutaciones que ocurren en estos codones dan lugar a la síntesis de proteínas
anómalas.
¨ No
hay superposición en el código: en un codón puede intervenir cualquier base.
¨ Su
lenguaje es universal, con excepciones por ejemplo los retrovirus.
¨ El
orden de los codones especifica el orden de los aminoácidos en una cadena de
polipéptidos.
¨ No
posee comas o sea no hay pausa entre aminoácido y aminoácido, la lectura se
inicia en un punto y parti de allí se continua.
¨ Cada
triplete siempre significa lo mismo, hay un triplete iniciador y uno que indica
terminación.
Mutaciones
en el ADN:
Existen tres tipos principales de mutaciones:
¨ Por
cambio de base: Solo afectan a un triplete y solo afectarían a un aminoácido.
Dependiendo del aminoácido será más o menos importante la mutación. También se
pueden dar mutaciones silenciosas.
¨ Por
aparición de un codón de STOP: otra posibilidad es que se origine por mutación
un codón de STOP donde antes no lo había, entonces se forma una proteína
truncada. Es más grave la mutación cuanto más al principio sea. A estas
mutaciones se les llama “mutaciones sin sentido” porque a esos codones se les
llama “codones sin sentido”.
¨ Por
deleción o duplicación de bases: en el primer caso se elimina una región del
ADN. En la duplicación se añaden nuevas bases, están las translocaciones donde
grandes fragmentos de ADN se cortan e integran nuevas localizaciones, incluso a
veces en diferentes cromosomas e inversiones donde la orientación de segmentos
particulares del ADN resulta invertida con respecto al resto del cromosoma.
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Es el proceso por el cual se componen nuevas
proteínas a partir de los 20 aminoácidos esenciales. Durante este proceso se
transcribe el ADN en ARN. La síntesis de proteínas es realizada en los
ribosomas situados en el citoplasma celular. Los aminoácidos son transportados
por ARNt correspondiente para cada aminoácido hasta el ARNm donde se unen en la
posición adecuada para formar las nuevas proteínas.
Una vez finalizada la síntesis de una proteína, es
liberado el ARNm y puede volver a ser leído, incluso antes de que la síntesis
de una proteína termine, ya puede iniciarse la siguiente, por tanto, el mismo
ARNm puede utilizarse por varios ribosomas al mismo tiempo.
Fases
de la síntesis de proteínas:
¨ Fase de activación de los
aminoácidos: Mediante la enzima
aminoacil-ARNt-sintetasa y de ATP, los aminoácidos pueden unirse ARNt
específico, dando lugar a un aminoacil-ARNt. En este proceso se libera AMP y
fosfato, y tras él, se libera la enzima, que vuelve a actuar.
¨ Fase de traducción: la
cual comprende:
1.
Inicio
de la síntesis proteica: El ARN se une a la subunidad menor
de los ribosomas, a los que se asocia el aminoacil-ARNt. A este grupo, se le
une la subunidad ribosómica mayor, con lo que forma el complejo activo o
ribosomal.
1.
Elongación
de la cadena peptídica: EL complejo ribosomal posee dos
centros o puntos de unión. El centro P o centro peptidil y el centro A. El
radical amino del aminoácido iniciado y el radical carboxilo anterior se unen
mediante un enlace peptídico y se cataliza esta unión mediante la enzima
peptidil-transferencia. DE forma que el centro P se ocupa por un ARNt carente
de aminoácido. Se libera el ARNt del ribosoma produciéndose la translocación
ribosomal y queda el dipeptil-ARNt en el centro P. Al finalizar el tercer
codón, el tercer aminoacil-ARNt se sitúa en el centro A. Se forma entonces el
tripéptido A y después el ribosoma procede a su segunda translocación. Este
proceso puede repertirse muchas veces y depende del número de aminoácidos que
intervengan en la síntesis.
3.
Finalización
de la síntesis de proteínas: Aparecen los llamados
tripletes sin sentido, conocidos como codones stop. Estos tripletes son tres:
UGA, UAG Y UAA. No existe ARNt tal que su anticodón sea complementario, es por
ello que la síntesis se interrumpe y esto indica la finalización de la cadena
peptídica.
-soto-fig001.jpg)
.jpg)
