Traducción y el Código Genético
Cómo el ribosoma lee un ARN mensajero de tres bases a la vez y construye la proteína correspondiente, y cómo el código genético mapea los codones a los aminoácidos.
Definition
La traducción es la síntesis de un polipéptido catalizada por el ribosoma a partir de la secuencia de codones de un ARN mensajero; el código genético es el conjunto de reglas por las cuales los tripletes de nucleótidos (codones) especifican los aminoácidos y las señales de parada que definen una proteína.
Scope
Esta área cubre la decodificación del ARNm en proteínas y el código que la sustenta. Abarca el código genético y sus propiedades, la estructura y el papel catalítico del ribosoma, los ARN de transferencia y las aminoacil-ARNt sintetasas que los cargan, y las fases de iniciación, elongación y terminación de la traducción. La modificación post-traduccional y el plegamiento se mencionan como temas relacionados, pero no se desarrollan aquí.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cómo se emparejan los tripletes de nucleótidos con aminoácidos específicos?
- ¿Cuál es la estructura del ribosoma y cómo cataliza la formación de enlaces peptídicos?
- ¿Cómo transportan los ARN de transferencia el aminoácido correcto al codón correcto?
- ¿Cómo se inicia, elonga y detiene la traducción con precisión?
Key theories
- Código genético de tripletes, casi universal
- Cada aminoácido es especificado por uno o más codones de tres nucleótidos, un código que es degenerado y ampliamente compartido en toda la vida, establecido por experimentos de síntesis sin células que decodificaron los primeros codones.
- Dogma central — del ARN a la proteína
- La traducción realiza el paso de dirección de proteínas del dogma central, convirtiendo la información de secuencia transportada por el ARNm en la secuencia de aminoácidos de una proteína.
Mechanisms
Las aminoacil-ARNt sintetasas unen cada aminoácido a su ARNt cognado, cuyo anticodón coincide con el codón de ARNm correspondiente. La subunidad ribosomal pequeña, con factores de iniciación, localiza el codón de inicio; la subunidad grande se une entonces, y el ribosoma se mueve codón por codón, catalizando la formación de enlaces peptídicos entre la cadena creciente y cada aminoacil-ARNt entrante en su centro catalítico. Los factores de elongación entregan los ARNt e impulsan la translocación, y los factores de liberación reconocen los codones de parada para liberar la proteína completa.
Clinical relevance
El aparato de traducción es el objetivo de muchos antibióticos que explotan las diferencias entre los ribosomas bacterianos y humanos, y los errores de lectura del código y los defectos del ARNt contribuyen a enfermedades; se presenta como una cuestión de importancia, no como una guía clínica.
History
El código genético fue descifrado a principios y mediados de la década de 1960 mediante síntesis sin células con ARN sintéticos por Nirenberg y Matthaei y el trabajo de asignación de codones por Khorana y otros; estudios estructurales posteriores del ribosoma revelaron que era una ribozima, completando la descripción moderna de la traducción.
Key figures
- Marshall Nirenberg
- Francis Crick
- Har Gobind Khorana
- Ada Yonath
Related topics
Seminal works
- nirenberg1961
- crick1970
- watson2013
Frequently asked questions
- ¿Por qué se dice que el código genético es degenerado?
- Porque la mayoría de los aminoácidos son especificados por más de un codón, por lo que varios tripletes diferentes pueden codificar el mismo aminoácido.
- ¿Es el código genético el mismo en todos los organismos?
- Es casi universal, con las mismas asignaciones de codones en la mayoría de las formas de vida, aunque algunos orgánulos y organismos utilizan variaciones menores.