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Producción de proteínas

La síntesis de proteínas es el mecanismo de producción de proteínas determinado por el ADN, que tiene lugar en dos fases llamadas transcripción y traducción.

El proceso tiene lugar en el citoplasma de las células y también involucra ARN, ribosomas, enzimas específicas y aminoácidos que ayudarán en la secuencia de la proteína a formarse.

En resumen, el ADN es «transcrito» por el ARN mensajero (ARNm) y luego la información es «traducida» por los ribosomas (compuestos de ARN ribosómico y moléculas de proteína) y por el ARN transportador (ARNt), que transporta los aminoácidos, cuyo La secuencia determinará la proteína que se formará.

La expresion genica

Los pasos del proceso de síntesis de proteínas están regulados por genes. La expresión génica es el nombre del proceso mediante el cual la información contenida en los genes (la secuencia de ADN) genera productos génicos, que son moléculas de ARN (en el paso de transcripción de genes) y proteínas (en el paso de traducción de genes).

Transcripción de genes

En esta primera fase, la molécula de ADN se abre y los códigos presentes en el gen se transcriben a la molécula de ARN. La enzima ARN polimerasa se une a un extremo del gen, separando las hebras de ADN, y los ribonucleótidos libres se emparejan con la hebra de ADN que sirve como molde.

La secuencia de las bases nitrogenadas del ARN sigue exactamente la secuencia de bases del ADN, de acuerdo con la siguiente regla:

U con A (uracilo-ARN y adenina-ADN),
A con T (adenina-ARN y timina-ADN),
C con G (citosina-ARN y guanina-ADN) y
G con C (Guanina-ARN y Citosina-ADN).

Lo que determina el comienzo y el final del gen que se transcribirá son secuencias de nucleótidos específicas, el comienzo es la región promotora del gen y el final es la región terminal. La ARN polimerasa encaja en la región promotora del gen y viaja a la región terminal.

Traducción genética

La cadena polipeptídica está formada por la unión de aminoácidos según la secuencia de nucleótidos del ARNm. Esta secuencia de ARNm, llamada codón, está determinada por la secuencia de bases de la cadena de ADN que sirvió como molde. Por tanto, la síntesis de proteínas es la traducción de la información contenida en el gen, razón por la cual se denomina traducción genética.

Código genético: codones y aminoácidos

Existe una correspondencia entre la secuencia de bases nitrogenadas, que componen el codón del ARNm, y los aminoácidos asociados a él, lo que se denomina código genético. La combinación de tripletes de bases forma 64 codones diferentes que corresponden a 20 tipos de aminoácidos que formarán las proteínas.

Síntesis de proteínas

El codón AUG, asociado con el aminoácido Metionina, es el codón de iniciación y los codones UAA, UAG y UGA sin aminoácidos asociados, son los codones de terminación.

Se dice que el código genético está «degenerado» porque muchos de los aminoácidos pueden estar codificados por el mismo codón, como la serina (Ser) asociada con los codones UCU, UCC, UCA y UCG. Sin embargo, existe el aminoácido metionina asociado con un solo codón AUG, que indica el inicio de la traducción, y 3 codones de terminación (UAA, UAG y UGA) no asociados con ningún aminoácido, que señalan el final de la síntesis de proteínas.

Formación de cadenas polipeptídicas

Representación esquemática de la asociación entre el ribosoma, el ARNt y el ARNm para la formación de proteínas.

La síntesis de proteínas comienza con la asociación entre un ARNt, un ribosoma y un ARNm. Cada ARNt lleva un aminoácido cuya secuencia de bases, denominada anticodón, corresponde al codón del ARNm.

El ARNt que lleva una metionina, orientado por el ribosoma, se une al ARNm donde se encuentra el codón correspondiente (AUG), iniciando el proceso. Luego se apaga y se enciende otro ARNt, trayendo otro aminoácido.

Esta operación se repite varias veces, formando la cadena polipeptídica, cuya secuencia de aminoácidos viene determinada por el ARNm. Cuando el ribosoma finalmente alcanza la región del ARNm donde hay un codón de parada, se determina el final del proceso.

Agentes que intervienen en la síntesis

ADN
Los genes son partes específicas de la molécula de ADN, que tienen códigos que se transcribirán en ARN. Cada gen determina la producción de una molécula de ARN específica.

No todas las moléculas de ADN contienen genes, hay algunas que no tienen la información para la transcripción de genes, son ADN no codificantes y su función no se conoce bien.

ARN
Las moléculas de ARN están hechas de una plantilla de ADN. El ADN es una cadena doble, de las cuales solo una se utiliza para la transcripción del ARN.

La enzima ARN polimerasa participa en el proceso de transcripción. Se producen tres tipos diferentes, cada uno con una función específica: ARNm – ARN mensajero, ARNt – ARN de transporte y ARNr – ARN ribosómico.

Ribosomas
Los ribosomas son estructuras presentes en células eucariotas y procariotas, cuya función es sintetizar proteínas. No son orgánulos porque no tienen membranas, son especies de gránulos, cuya estructura está compuesta por la molécula de ARN ribosómico plegada, asociada a proteínas.

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