Del gen a la proteína
La información almacenada en un gen se expresa en dos pasos: la transcripción copia el ADN en ARN, y la traducción lee ese ARN en codones de tres bases para ensamblar una proteína.
Definition
La expresión génica es el proceso por el cual la secuencia de nucleótidos de un gen se transcribe en ARN y, para los genes codificadores de proteínas, se traduce en un polipéptido cuya secuencia de aminoácidos está especificada por codones en el ARN mensajero.
Scope
Este tema abarca la transcripción y la síntesis de ARN mensajero, el procesamiento del ARN en eucariotas, incluyendo el empalme (splicing), el encapuchamiento (capping) y la poliadenilación, la estructura y la casi universalidad del código genético con sus codones tripletes, el papel del ARN de transferencia y el ribosoma en la traducción, y las etapas de la síntesis de polipéptidos. Traza la vía canónica de expresión génica; la regulación de cuándo y cuánto se expresa un gen se trata en la regulación génica.
Core questions
- ¿Cómo transcribe la ARN polimerasa un gen y cómo se procesa el transcrito en eucariotas?
- ¿Qué propiedades del código genético permiten que sesenta y cuatro codones especifiquen veinte aminoácidos y señales de parada?
- ¿Cómo traducen los ARN de transferencia y el ribosoma una secuencia de codones en una proteína?
- ¿Por qué se describe el código genético como degenerado y casi universal?
Key concepts
- Transcripción y ARN mensajero
- Procesamiento del ARN: empalme (splicing), encapuchamiento (capping), poliadenilación
- El código genético de tripletes y el emparejamiento codón-anticodón
- ARN de transferencia, ribosomas y traducción
- Degeneración y casi universalidad del código
Mechanisms
La ARN polimerasa sintetiza una copia de ARN complementaria de la hebra molde; en eucariotas, el transcrito primario es encapuchado (capped), empalmado (spliced) para eliminar intrones y poliadenilado; el ARN mensajero maduro se lee luego codón por codón en el ribosoma, donde los ARN de transferencia entregan aminoácidos que coinciden con cada codón mediante el emparejamiento de anticodones, construyendo el polipéptido desde el codón de inicio hasta el codón de parada.
Clinical relevance
La comprensión de la expresión explica cómo las mutaciones en los sitios de codificación y empalme causan enfermedades, es la base de las vacunas de ARN mensajero y las terapias antisentido, y fundamenta la interpretación de cómo un cambio de secuencia dado altera un producto proteico.
History
Crick articuló la hipótesis del adaptador y el dogma central a finales de la década de 1950, Nirenberg y Khorana descifraron el código genético a principios de la década de 1960 al asignar codones a aminoácidos, y el descubrimiento de genes divididos y el empalme de ARN (RNA splicing) en 1977 añadió un paso de procesamiento único para los eucariotas.
Key figures
- Francis Crick
- Marshall Nirenberg
- Har Gobind Khorana
- Sydney Brenner
Related topics
Seminal works
- crick1958
Frequently asked questions
- ¿Qué significa que el código genético es degenerado?
- Significa que la mayoría de los aminoácidos están especificados por más de un codón, por lo que varios tripletes diferentes pueden codificar el mismo aminoácido; esta redundancia amortigua muchos cambios de una sola base contra la alteración de la proteína.
- ¿Cuál es la diferencia entre transcripción y traducción?
- La transcripción copia el ADN de un gen en una molécula de ARN complementaria, mientras que la traducción utiliza ese ARN como plantilla para ensamblar una proteína, leyendo la secuencia en codones de tres nucleótidos en el ribosoma.