CODIGO GENETICO

M. Sc. CSAR JULIO CCEDA QUIROZCIMA ULC - 2011

CODIGO GENTICO

Es el conjunto de normas por las que la informacin codificada en el material gentico (secuencias de ADN o ARN):

Se traduce en protenas (secuencias de aminocidos) en las clulas vivas.

CODIGO GENTICO

El cdigo define la relacin entre:

Secuencias de tres nucletidos, llamadas codones, y

Aminocidos.

Un codn se corresponde con un aminocido especfico.

CODIGO GENTICO

La secuencia del material gentico se compone de 4 bases nitrogenadas distintas,

Que tienen una funcin equivalente a letras en el cdigo gentico:

Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) y Citosina (C) en el ADN, y

Adenina, Uracilo (U), Guanina y Citosina en el ARN.

CODIGO GENTICODebido a esto, el nmero de codones posibles es 64, de los cuales:

61 codifican aminocidos, siendo uno de ellos el codn de inicio, AUG, y

Los 3 restantes son sitios de parada:

UAA, llamado ocre; UAG, llamado mbar; UGA, llamado palo.

CODIGO GENTICO

La secuencia de codones determina la secuencia aminoacdica de una protena en concreto,

Que tendr una estructura y una funcin especficas.

CARACTERSTICAS DEL CDIGO GENTICO

Est organizado en tripletes o codones:

Cada aminocido est determinado por 3 nucletidos.

Como existen 4 ribonucletidos diferentes (U, C, A y G),

Hay 43 = 64 tripletes distintos.

CARACTERSTICAS DEL CDIGO GENTICO

El cdigo gentico es degenerado:

Un mismo aminocido puede estar determinado por ms de un triplete o codn.

Debido a que existen 64 tripletes distintos y hay solamente 20 aminocidos diferentes.

CARACTERSTICAS DEL CDIGO GENTICO

Es un cdigo sin superposicin o sin solapamientos: Dos aminocidos sucesivos no comparten nucletidos de sus tripletes.

CARACTERSTICAS DEL CDIGO GENTICO

La lectura del ARN mensajero es continua, sin interrupciones:

Cualquier prdida o ganancia de un slo ribonucletido produce a partir de ese punto:

Una modificacin de la pauta de lectura, cambiando todos los aas desde el lugar de la alteracin.

CARACTERSTICAS DEL CDIGO GENTICO

El triplete de iniciacin suele ser AUG que codifica para Formil-Metionina.

Tambin pueden actuar como tripletes de iniciacin GUG (Val) y UGG (Leu) aunque con menor eficacia.

CARACTERSTICAS DEL CDIGO GENTICO

Existen tres tripletes sin sentido o de terminacin que no codifican para ningn aminocido:

UAA (ocre), UAG (mbar) y UGA (palo).

CARACTERSTICAS DEL CDIGO GENTICO

Universalidad:

El cdigo gentico nuclear es universal: coincide en todos los organismo estudiados hasta la fecha.

La nica excepcin a la universalidad del cdigo gentico es el Cdigo Gentico Mitocondrial.

CDIGO GENTICO

La traduccin del ARN mensajero se realiza:

Comenzando por el extremo 5' que se corresponde con el extremo amino (NH2) del polipptido, y

Termina por el extremo 3' que se corresponde con el extremo carboxilo (COOH) del polipptido.

CDIGO GENTICO

Por lo tanto:

La primera base de cada triplete o codn del mensajero corresponde al extremo 5, y

La tercera base del codn corresponde al extremo 3'

CDIGO GENTICO

PREGUNTADada la siguiente secuencia de nucletidos de un segmento de ADN que se traduce a un polipptido de seis aminocidos y empleando el cdigo gentico:

ADN 3 T A C G A T A A T G G C C C T T T T A T C 5ADN 5 A T G C T A T T A C C G G G A A A A T A G 3

a) Deducir la secuencia de ribonucletidos en el ARN mensajero.b) Escribir la secuencia de aminocidos del polipptido producido.

Si obtenemos los mensajeros correspondientes a ambas hlices, teniendo en cuenta que el ARN-m se sintetiza en la direccin 5 3 y que la A del ADN aparea con el U del ARN, obtenemos las siguientes secuencias:

ADN 3 T A C G A T A A T G G C C C T T T T A T C 5

ARN 5 A U G C U A U U A C C G G G A A A A U A G 3

La otra secuencia sera:

ADN 5 A T G C T A T T A C C G G G A A A A T A G 3

ARN 3 U A C G A U A A U G G C C C U U U U A U C 5

Escribir la secuencia de aminocidos del polipptido producido:

Para escribir la secuencia de aminocidos del polipptido producido es necesario recordar que el ARN-m se traduce comenzando por el extremo 5 y terminando por el extremo 3, direccin 5 3.

Al extremo 5 le corresponde el extremo amino terminal del polipptido (NH2) y al extremo 3 le corresponde el extremo carboxilo terminal del polipptido (COOH).

Si se obtiene la secuencia de aas correspondiente a cada uno de los dos posibles ARN-m empleando el cdigo gentico los resultados son los siguientes:

ARN-m 5 A U G - C U A - U U A - C C G - G G A - A A A - U A G 3

Polipptido NH2 - met - leu - leu - pro - gly - lys - COOH

ARN-m 3 U A C - G A U - A A U - G G C - C C U - U U U - A U C 5

Polipptido COOH - arg - ser - phe - leu - NH2

De los dos posibles polipptidos, uno de ellos tiene seis aminocidos y comienza por metionina (met), correspondindole a este aminocido el triplete AUG, triplete de iniciacin de la traduccin.

Sin embargo, el polipptido obtenido a partir del otro mensajero es ms corto, tiene solamente 4 aminocidos, y no comienza por metionina sino por leucina (leu) correspondindole un triplete (CUA) que no es de iniciacin. Este ltimo mensajero contiene dos tripletes de FIN seguidos (UAA y UAG). Por consiguiente el mensajero correcto es el primero: ARN-m 5 A U G - C U A - U U A - C C G - G G A - A A A - U A G 3

Polipptido NH2 - met - leu - leu - pro - gly - lys - COOH

Segn este resultado la hlice codificadora sera la que se toma como molde para sintetizar el ARN-m que da lugar al polipptido de seis aminocidos, es decir, la hlice que se transcribe, y

La hlice estabilizadora sera la complementaria, la que no se transcribe:

ADN 3 T A C G A T A A T G G C C C T T T T A T C 5 Hlice codif.

ADN 5 A T G C T A T T A C C G G G A A A A T A G 3 Hlice estabi.

Suponga que en otro planeta de nuestra galaxia se han encontrado protenas que contienen 125 aminocidos diferentes; cidos nucleicos con cinco bases nitrogenadas distintas, un cdigo gentico que al igual que el nuestro est organizado en tripletes:a) Son suficientes 5 nucletidos distintos para codificar 125 aminocidos diferentes?b) Podra existir un mecanismo de traduccin semejante al de nuestro planeta?c) Podran la iniciacin y la finalizacin de la traduccin ser semejantes a las de nuestro planeta?

PREGUNTA

a) Son suficientes 5 nucletidos distintos para codificar 125 aminocidos diferentes?

En el caso de que cada tres bases nitrogenadas codifiquen para un aminocido, tendramos que calcular las variaciones con repeticin de 5 elementos tomados de tres en tres, 53 = 125. Por tanto, en este caso podramos codificar 125 aas diferentes. Por consiguiente, si el cdigo de este planeta est organizado en tripletes o codones, y tres bases codifican para un aminocido, como en nuestro planeta, 5 nucletidos seran suficientes para codificar los 125 aminocidos distinto de este planeta .

b) Podra existir un mecanismo de traduccin semejante al de nuestro planeta?

El mecanismo de traduccin sera esencialmente semejante a la de nuestro planeta, podra realizarse en los ribosomas y los ARN-t (transferentes) transportaran los aminocidos hasta el mensajero. Sin embargo, existira una diferencia fundamental, el cdigo gentico de este planeta no sera degenerado, de manera que un aminocido vendra determinado por un solo triplete. Por tanto, cualquier cambio en la secuencia de bases del ADN se traducira en un cambio en la secuencia de aminocidos de las protenas. Este cdigo gentico carecera de un sistema de amortiguacin del efecto de las mutaciones.

c) Podran la iniciacin y la finalizacin de la traduccin ser semejantes a las de nuestro planeta?

La iniciacin sera semejante, ya que las protenas podran comenzar siempre por el mismo aminocido y la traduccin empezar siempre por el mismo triplete, tal y como sucede en el cdigo de la Tierra.

Sin embargo, el sistema de terminacin de la traduccin sera diferente, ya que en la Tierra existen codones sin sentido que no llevan informacin para ningn aminocido, estos codones sin sentido son las seales que se emplean para terminar la traduccin.

En este planeta, no existen codones de este tipo, ya que hay 125 tripletes diferentes y 125 aminocidos distintos, todos los tripletes llevan informacin para un aminocido.

Por lo tanto, la terminacin de la traduccin debera realizarse de forma distinta a la Tierra, por ejemplo, las protenas terminaran siempre por el mismo aminocido.

c) Podran la iniciacin y la finalizacin de la traduccin ser semejantes a las de nuestro planeta?

GRACIAS