REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACINUNIDAD EDUCATIVA NOCTURNO CREACIN EL SOCORRO4 SEMESTRE DIVERSIFICADO EN CIENCIAEL SOCORRO ESTADO GUARICO

La clave Gentica

Profesor:Jairo Blanca Integrante: Jos Guillermo Amaya

EL SOCORRO, JUNIO DE 2013

INTRODUCCIN

El siguiente trabajo de investigacin documental tiene el objetivo de recopilar informacin relevante sobre la clave gentica l se debe demostrar sobre la importancia de la mismo y as poder contribuir a dar conocimiento de dicho tema .Durante muchos aosel hombrese ha interesado por descubrir los secretos de laherencia. Mediante largos y difciles estudios se descubri la existencia delADNy ARN y su importancia para lagentica; al hablar de los mismos se hace referencia a lasntesisde lasprotenasque van a determinar las caractersticas genotpicas y fenotpicas del organismo.

A travs deldesarrollodel presentetrabajoestudiaremos elprocesode la sintetizacin de protenas y la transferencia delcdigogentico. Se pens primero en algn tipo de mecanismo similar al de la auto duplicacin del ADN, pero no fue posible encontrar una adecuacin fisicoqumica satisfactoria. Las relaciones entre el ADN y las protenas eran aparentemente ms complicadas. Si las protenas con sus 20 aminocidos, fueran el "lenguajede la vida" -para utilizar 'la metfora de los aos 40- la molcula del ADN, con sus cuatro bases nitrogenadas, poda imaginarse como un tipo de cdigo para este lenguaje.

Los cientficos, que buscaban comprender de qu manera el ADN, tan ingeniosa-mente almacenado en el ncleo, poda ordenar lasestructurascompletamente distintas de molculas de protenas, atacaron el problema con losmtodosutilizados por los criptgrafospara descifrar cdigos. Hay 20 aminocidos biolgicamente importantes y hay 4 nucletidos diferentes.

Sntesis de las protenasLa sntesis de protenas:es una operacin mediante el cual el lenguaje de los nucletidos es traducido al lenguaje de los aminocidos.

Las protenas tienen una funcin especfica y esta especificidad viene dada por su estructura y sus propiedades qumicas, para darle validez a esta aseveracin podemos poner como ejemplo, la insulina es una hormona y la hemoglobina es la que se encarga transportar el oxgeno de los glbulos rojos.

Estos compuestos ocupan una posicin fundamental en las caractersticas estructurales y funcionales de los organismos vivos porque son parte fundamental en las clulas.La molcula de protena consiste en una cadena o ms cadenas de molculas que estn formadas por aminocidos. Las secuencias de los aminocidos estn dispuestas en cadenas que determinan el carcter biolgico de la molcula de protena y basta una pequea variacin en esta secuencia para que su funcin se altere o destruya.

Al estudiar la transcripcin del ADN al ARN ya hicimos referencia a la sntesis de las protenas. Las instrucciones para la sntesis de las protenas esta codificadas en el ADN del ncleo. Sin embargo, el ADN no acta directamente, sino que transcribe su mensaje al ARN que se encuentra en las clulas.

La sntesis de las protenas ocurre como sigue:

El ADN del ncleo transcribe el mensaje codificado al ARN. Una banda complementaria de ARN.

El ARN mensajero formado sobre el ADN del ncleo, sale a travs de los poros de la membrana nuclear y llega al citoplasma donde se adhiere a un ribosoma. All ser ledo y descifrado al cdigo o mensaje codificado que trae el ADN del ncleo.

El ARN de transferencia selecciona un aminocido especfico y lo transporta al sitio donde se encuentra el ARN mensajero. All engancha otros aminocidos de acuerdo a la informacin codificada, y forma un polipptido. Varias cadenas de polipptidos se unen y constituyen las protenas. El ARNt, queda libre.

Las protenas formadas se desprenden del ribosoma y posteriormente sern utilizados por las clulas. Igualmente el ARN de transferencia, es "descargado" y el ARN mensajero, se libera del ribosoma y puede ser destruido por las enzimas celulares o ledo por una o ms ribosomas. Las sntesis de las protenas comienzan, por consiguiente, en el ncleo, ya que all el ADN tiene la informacin, pero se efecta en el citoplasma a nivel de los ribosomas.

Fases de la sntesis de las protenasLa realizacin de labiosntesis de las protenas, se divide en las siguientes fases: Fase de activacin de los aminocidos. Fase de traduccin que comprende: Inicio de la sntesis proteica. Elongacin de la cadena polipeptdica. Finalizacin de la sntesis de protenas. Asociacin de cadenas polipeptdicas y, en algunos casos, grupos prostsicos para la constitucin de las protenas.Fase de activacin del aminocidoMediante la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa y de ATP, los aminocidos pueden unirse ARN especfico de transferencia, dando lugar a un aminoacil-ARNt. En este proceso se libera AMP y fosfato y tras l, se libera la enzima, que vuelve a actuar.

Inicio de la sntesis de protenaEn esta primeraetapa de sntesis de protenas, el ARN se une a la subunidad menor de los ribosomas, a los que se asocia el aminoacil-ARNt. A este grupo, se une la subunidad ribosmica mayor, con lo que se forma el complejo activo o ribosomal..Elongacin de la cadena polipeptidicaEl complejo ribosomal tiene dos centros o puntos de unin. El centro P o centro peptidil y el centro A. El radical amino del aminocido inciado y el radical carboxilo anterior se unen mediante un enlace peptdico y se cataliza esta unin mediante la enzima peptidil-transferasa.

De esta forma, el centro P se ocupa por un ARNt carente de aminocido. Seguidamente se libera el ARNt del ribosoma producindose la translocacin ribosomal y quedando el dipeptil-ARNt en el centro P.

Al finalizar el tercer codn, el tercer aminoacil-ARNt se sita en el centro A. A continuacin se forma el tripptido A y despus el ribosoma procede a su segunda translocacin. Este proceso puede repetirse muchas veces y depende del nmero de aminocidos que intervienen en la sntesis.Finalizacin de la sntesis de protenaEn lafinalizacin de la sntesis de protenas, aparecen los llamados tripletes sin sentido, tambin conocidos como codones stop. Estos tripletes son tres: UGA, UAG y UAA. No existe ARNt tal que su anticodn sea complementario. Por ello, la sntesis se interrumpe y esto indica que la cadena polipeptdica ha finalizado..

Transcripcin yTraduccindel Mensaje.

Labiosntesis de las protenas comienza cuando un cordn de ARN, con la ayuda de ciertasenzimas, se forma frente a un segmento de uno de los cordones de la hlice del ADN.

El ARN se forma a lo largo del cordn del ADN de acuerdo con la misma regla del apareamiento de las bases que regula la formacin de un cordn de ADN, excepto en que en el ARN el uracilo sustituye a la timing debido al mecanismo de copia, el cordn del ARN, cuando se ha completado lleva una transcripcin fiel del mensaje del ADN. Entonces el cordn de ARN se traslada al citoplasma en el cual se encuentran los aminocidos, enzimas especiales, molculas de ATP, ribosomas y molculas de ARN de transferencia.

Una vez en el citoplasma, la molcula de ARN se una a un ribosoma. Cada tipo de ARNt engancha por un extremo a un aminocido particular y cada uno de estos enganches implica una enzima especial y una molcula de ATP.

El proceso por el cual la informacin contenida en el ARN dirige o controla la secuencia en que deben unirse los aminocidos para la sntesis de las protenas se denomina traduccin. A medida que el cordn de ARN se desplaza a lo largo del ribosoma, se sita en su lugar la siguiente molcula de ARNt con su aminocido. En este punto, la primera molcula de ARNt se desengancha de la molcula de ARN. La energa de enlace que mantienen a la molcula de ARNt unida al aminocido se utiliza ahora para forjar el enlace peptdico entre los dos aminocidos, y el ARNt desprendido queda de nuevo disponible. Aparentemente, estas molculas de ARNc pueden utilizarse muchas veces.

El ARN mensajero parece tener una vida mucho ms breve.

De esta manera, loscromosomasbacterianos mantienen uncontrolmuy rgido de las actividades celulares, evitando laproduccinde protenas anormales que pudiera ocurrir por el posible desgaste de la molcula de ARN.

Descifrando el cdigo.

La existencia del ARN fue postulada en 1961 por los cientficos franceses Francois Jacob y Jacques Monod. Casi inmediatamente Marahall Niremberg, del Public Healt Service de los EE.UU., emprendi la comprobacin de la hiptesisdel ARN. Aadi varios estratos brutos de ARN de una cierta variedad defuentescelulares a extractos de E.coli, es decir,materiaque contena aminocidos, ribosomas, ATP y ARNt extractados de lasclulasde E.coli y encontr que todos ellos estimulaban la sntesis protenica.

El cdigo pareca tener un lenguaje universal. Niremberg razon que si E.coli poda leer un mensaje extrao y traducirlo en una protena, quizs podra leer un mensaje totalmente sinttico. Deseaba conocer el contenido exacto de cualquier mensaje que dictase.

Una solucin simple para ste problema aparentemente difcil se le ocurri sbitamente; utilizar una molcula de ARN construida a base de uno slo ribonucletico repetido muchsimas veces.

Durante el ao siguiente al descubrimiento de Niremberg, publicado en 1961, Niremberg y Ochoa y muchos colaboradores, elaboraron posibles cdigos para todos los aminocidos utilizando ARN sinttico.

En la actualidad se han identificado todos menos tres trinucletidos; 61 de las 64 combinaciones posibles. Estos tres se consideran en la actualidadsignos de puntuacin, significando el comienzo o el final de un mensajeconcreto. Debido a que 61 combinaciones codifican 20 aminocidos, est claro que hay cierto nmero de cordones "sinnimos".

Cdigo Gentico

Las cuatro bases nitrogenadas que posee el cido desoxirribonucleico (ADN) son la adenina, citosina, guanina y timina. Cada base se une a un grupo fosfato y a una pentosa, la desoxirribosa, y se forma un nucletido. Cada nucletido del ADN puede sufrir un sinfn de combinaciones capaces de generar distintos cidos nucleicos. As como el alfabeto castellano combina sus 29 letras para formar millares de palabras, los cuatro nucletidos presentes en el ADN permiten crear una gran variedad de cidos nucleicos.

Se puede considerar al ADN como un lenguaje que le indica a la clula como fabricar todas las protenas necesarias para cumplir con las funciones vitales. Ese lenguaje constituye el cdigo gentico, que tiene cuatro letras (A-C-G-T) representantes de las cuatro bases nitrogenadas del ADN. Mediante el cdigo gentico, la clula lee esas cuatro letras bsicas, las convierte en palabras de tres letras (triplete) y las interpreta para elaborar las protenas especficas. En sntesis, el cdigo gentico es el conjunto de reglas de correspondencia entre las bases nitrogenadas de un cido nucleico (ADN o ARN) y los aminocidos para la fabricacin o sntesis de protenas.

El ADN de una determinada bacteria, por ejemploClostridium tetani, agente etiolgico del ttanos, posee un cdigo gentico capaz de generar otro Clostridium tetanicuando se reproduce. Lo mismo sucede con el ADN de una persona, de un caballo, de un manzano, etc. Ahora bien, los cuatro nucletidos presentes en el ADN de los individuos nombrados son los mismos, es decir, estn formados por adenina, guanina, citosina y timina, unidos cada uno a la desoxirribosa y a un grupo fosfato, aunque combinados en distintas secuencias. Algo similar sucede con las pginas de un libro, que reproducen palabras diferentes a pesar de utilizar las mismas letras del alfabeto.Las palabras del cdigo gentico se denominan codones, cada uno de los cuales est formado por tres letras (tres bases nitrogenadas) que conforman un triplete. Cada codn indica que aminocido es necesario para fabricar una protena. Por ejemplo, el codn CUA se lee leucina, el codn CCG prolina y el codn UUC fenilalanina.

Trabajos de Marshall Nirenberg Marshall Warren Nirenberg en el ao1959, experiment junto conOswald Avery,Francis Crick,James D. Watson, y otros el funcionamiento biolgico y qumico delADNrespecto de sus funcionalidades de transmisin de la informacin gentica. Por aquella poca no se conocan los mecanismos de replicacin del ADN y como estaba este cido implicado en la generacin de las protenas, as como el rol que tena con respecto alARNen todos estos procesos. Nirenberg hizo equipo conHeinrich J. MatthaeidelNational Institutes of Healthcon el simple objetivo de intentar resolver de la mejor forma posible la descripcin de estos procesos. Entre los primeros logros del equipo se encuentra la sntesis de ARN mediante el uso de un compuesto denominadouracilo, unnucletidoque aparece slo en el RNA. El proceso de elaboracin fue aparentemente simple, aadieron este poli-uracilo en una clula libre extrada de unaEscherichia colila cual contena el ADN, el ARN, losribosomasy otros mecanismos celulares para la sntesis de laprotena. Aadieron a la solucin ADNasa, sustancia que rompe y separa a parte el ADN de las clulas, de esta forma se sabe seguro que las protenas generadas proceden slo del ADN aislado, y que no hay otras fuentes contaminantes. Se aade unaminocidomarcado radioactivamente y el restante de 19 sin marcar, los bloques de protenas generados slo algunos mostraban marcas radioactivas como laFenilalanina, el resultado fue una protena radioactiva. De esta forma se averigu el cdigo gentico de la fenilalanina: UUU (tres bases uracilo en una columna) sobre el RNA. Este fue el preimer paso para el descifrado de loscodonesdel cdigo gentico y la primera demostracin de las habilidades delRNA mensajero(VaseExperimento de Nirenberg y Matthaei). Warren Niremberg recibi grandes admiraciones en el terreno de lo cientfico debido a los resultados de sus experimentos, con el devenir de los aos el equipo de investigacin lleg a desarrollar experimentos similares y lleg a encontrar tres bases repetidos deadenosina(AAA) producidos por el aminocidolisina,citosina, la triple repeticin (CCC) producida por laprolinay laguanina, igualmente la repeticin (GGG). El siguiente nivel en la investigacin se produjo cuando Phillip Leder, un estudiante de postdoctorado del equipo de Nirenberg, desarroll un mtodo para determinar el cdigo gentico basado en piezas deltRNA(vaseExperimento de Nirenberg y Leder). Este mtodo aceler el descubrimiento del asignamiento de los codones en tripletes y de esta forma en pocos aos ya se conoca cerca de 50 gracias a esta tcnica. Los experimentos de Khorana confirmaron y completaron los resultados de la transformacin del cdigo gentico.

Nirenberg posteriormente se dedic a investigar profundamente en el rea de laneurociencia, el desarrollo neural, y los geneshomeobox.

Trabajo de Severo Ochoa Su investigacin fue polifactica, hizo numerosas e importantes contribuciones en distintos campos de la Bioqumica y la Biologa Molecular. La aportacin cientfica de Severo Ochoa se ha realizado esencialmente a tres niveles.

En primer lugar mediante trabajos de enzimologa metablica con el descubrimiento de dos enzimas, la citrato-sintetasa y la piruvato-deshidrogenasa, que permitieron concluir el conocimiento efectivo del ciclo de Krebs, y que representa un proceso biolgico fundamental en el metabolismo de los seres vivos.

Estudi tambin la fotosntesis y el metabolismo de los cidos grasos.En segundo lugar Severo Ochoa realiza una serie de trabajos que conducen finalmente a la sntesis del cido ribonucleico, ARN, tras el descubrimiento de la enzima polinucletido-fosforilasa. Este hallazgo le vali, junto a su discpulo Arthur Kornberg, el premio Nobel de Medicina de 1959.

En tercer lugar la aportacin cientfica de Severo Ochoa se materializa en una serie de trabajos en los que se desarrollan las ideas y los hallazgos anteriores y que se relacionan con el desciframiento del cdigo gentico, la biosntesis intracelular de las protenas y los aspectos fundamentales de la biologa de los virus.

En una oportunidad, Ochoa dijo una frase que es clebre: "El amor es la fundicin de fsica y qumica"a inspiracin debe encontrarte trabajando, y la suerte hay que buscarla, tambin trabajando. Por eso no extraar que Severo Ochoa, en sus infatigables experimentos enzimticos descubriera mediada la dcada de 1950 algo fundamental, a saber, una enzima capaz de catalizar lasntesis de cidos nucleicos en laboratorio. No entrar en detalles tcnicos porque, a buen seguro, la mayor parte de quienes lean esto decidirn dejarlo en esta parte. Lo que hay que saber es que Ochoa lleg a desarrollar entonces, al principio de una forma un tanto sorpresiva pero luego con slida metodologa, una tcnica capaz de servir para crear y modificar en laboratorio los compuestos qumicos que son bsicos para la vida, esto es, los componentes fundamentales de las molculas en que se halla escrito nuestro cdigo gentico, el ADN y el ARN. En concreto,logr en 1954 descubrir en sus trabajos de fosforilacin oxidativa la enzima denominada polinucletido fosforilasa, con la que se puede sintetizar ARNin vitro. Esto es crucial porque el ARN es el intermediario en las complejas rutas metablicas que parten de las rdenes genticas en el ADN y culminan en la sntesis de protenas o, para ser ms claro todava, descubri cmo opera la maquinaria molecular que hace funcionar a las clulas.

Y, as, a partir de entonces, se pudieron desvelar los misterios acerca de cmo las clulas vivas trabajan en realidad, descubriendo el cdigo por el cual el ARN va organizando la sntesis de protenas. Fue algo absolutamente trascendental que cambi para siempre la ciencia y dio paso a la era de la biotecnologa y a toda una nueva medicina. La biologa molecular naci entonces y, como justo premio a este hallazgo, le fue concedido el Premio Nobel junto a su discpuloArthur Kornberg. A partir de ese momento tambin se convierte en una celebridad en Espaa, y Ochoa aprovecha todas las ocasiones posibles para regresar a su pas natal, a pesar de haberse nacionalizado estadounidense, para promover la investigacin bioqumica en Espaa.

Bien, har aqu una pequea pausa. He titulado este pequeo artculo empleando la expresin cdigo de la vida. Tradicionalmente se suele utilizar para referirse a la gesta queWatson, Crick, Wilkinsy la nunca suficientemente recordadaRosalind Franklin, lograron a la hora de descifrar la estructura del ADN. Es una apreciacin adecuada, pero personalmente pienso que en ese descubrimiento del cdigo de la vida, el paso de la informacin gentica desde el ADN hasta las protenas tiene un protagonista fundamental, tan importante como los anteriores: Severo Ochoa, de ah que me haya referido igualmente al cdigo de la vida en su honor. Ms tarde, lejos de acomodarse, despus de la concesin del Nobel, el genio asturiano sigui trabajando duramente como si nada hubiera sucedido, poniendo las bases para la investigacin en sntesis de protenas y el desciframiento del cdigo gentico, adems de fomentando en Espaa el desarrollo de la biologa molecular hasta sus ltimos das.

CONCLUSION

El trabajo de investigacin documental que se presenta a continuacin Es un repaso de cidos nucleicos, RNA, DNA y los conceptos de replicacin, transcripcin y traduccin o sntesis proteica.Debemos conocer las etapas desde la regulacin que permite la expresin gentica del fragmento de DNA que guarda la informacin de la secuencia de bases que permitirn generar el ARN mensajero con la informacin precisa, desde el ncleo hacia el retculo endoplasmico donde los ribosomas ejecutarn la lectura de la clave gentica y la integracin de la secuencia de aminocidos que constituirn la enzima o la protena correcta.Algunas protenas se agotan muy rpido, as que todo este proceso est funcionando continuamente, de acuerdo a los que nuestro organismo necesita para el equilibrio metablico de esa clula, tejido o persona en ese momento.

REFERENCIA BIBLIOGRFICAS

Mazparrote, Z. (Caracas 2000) Biologa Editorial: Biosfera

Murray, R. (Mxico 1997): Bioqumica de Harper; Editorial: ElManualModerno.

Curtis, B y Barnes, M. (Buen Aire 1994): Biologa. Editorial: Mdica Panamericana.

Robertis,H. (Caracas 1998): Fundamentos de Biologa Celular y Molecular. Editorial: El Ateneo.

Castro, J. (Caracas1996): Actualizaciones enBiologa. Editorial: Eudeba.