Código genético

CÓDIGO GENÉTICO: LENGUAJE DE LA VIDA.

El código genético viene a ser como un diccionario que establece una equivalencia entre las bases nitrogenadas del ARN y el lenguaje de las proteínas, establecido por los aminoácidos.

Después de muchos estudios (1955 Severo Ochoa y Grumberg; 1961 M.Nirenberg y H. Mattaei) se comprobó que a cada aminoácido la corresponden tres bases nitrogenadas o tripletes (61 tripletes codifican aminoácidos y tres tripletes carecen de sentido e indican terminación de mensaje).
El triplete de iniciación  AUG (Metionina)  y los tripletes de parada, terminación o finalización ( UAA, UAG, UGA).

CARACTERÍSTICAS DEL CÓDIGO GENÉTICO

Las características del código genético fueron establecidas experimentalmente por Fancis Crick, Sydney Brenner y colaboradores en 1961. Las principales características del código genético son las siguientes:

• El código está organizado en tripletes o codones: cada tres nucleótidos (triplete) determinan un aminoácido.

Si cada nucleótido determinara un aminoácido, solamente podríamos codificar cuatro aminoácidos diferentes ya que en el ADN solamente hay cuatro nucleótidos distintos. Cifra muy inferior a los 20 aminoácidos distintos que existen.

Si cada dos nucleótidos codificarán un aminoácido, el número total de nucleótidos distintos que podríamos conseguir con los cuatro nucleótidos diferentes (A, G, T y C) serían variaciones con repetición de cuatro elementos tomados de dos en dos VR_4,2 = 4² = 16. Por tanto, tendríamos solamente 16 dinucleótidos diferentes, cifra inferior al número de aminoácidos distintos que existen (20).

Si cada grupo de tres nucleótidos determina un aminoácido. Teniendo en cuenta que existen cuatro nucleótidos diferentes (A, G, T y C), el número de grupos de tres nucleótidos distintos que se pueden obtener son variaciones con repetición de cuatro elementos (los cuatro nucleótidos) tomados de tres en tres: VR_4,3 = 4³ = 64. Por consiguiente, existe un total de 64 tripletes diferentes, cifra más que suficiente para codificar los 20 aminoácidos distintos. 

• El código genético es degenerado: existen más tripletes o codones que aminoácidos, de forma que un determinado aminoácido puede estar codificado por más de un triplete.

Como hemos dicho anteriormente existen 64 tripletes distintos y 20 aminoácidos diferentes, de manera que un aminoácido puede venir codificado por más de un codón.

• El código genético es no solapado o sin superposiciones: un nucleótido solamente pertenece a un único triplete. Los codones no comparten bases nitrogenadas.

                        Diferencias entre un código solapado (restricciones en la

                         secuencia de aminoácidos)   y uno no solapado.

• La lectura es "sin comas": el cuadro de lectura de los tripletes se realiza de forma continua "sin comas" o sin que existan espacios en blanco.

Teniendo en cuenta que la lectura se hace de tres en tres bases, a partir de un punto de inicio la lectura se lleva a cabo sin interrupciones o espacios vacíos, es decir, la lectura es seguida "sin comas". De manera, que si añadimos un nucleótido (adición) a la secuencia, a partir de ese punto se altera el cuadro de lectura y se modifican todos los aminoácidos.

En la siguiente tabla se da un ejemplo con una frase que contiene solamente palabras de tres letras. A partir de la adición de una letra cambia la pauta de lectura y el significado de la frase, lo mismo sucede cuando se pierde una letra. Una adición y una deleción sucesivas recuperan el significado de la frase. Una adición de tres letras añade una palabra pero después se recupera la pauta de lectura y el sentido de la frase.

UNA OMA SUN OSO NDO S Deleción (pérdida) de la primera O: cambia el cuadro de lectura UNM ASU NOS OND OS Adición de A y deleción de A: se recupera el cuadro de lectura UNA OMS UNO SON DOS Adición de tres letras (AAA) UNO AAA MAS UNO SON DOS Secuencia normal: ejemplo con una frase
UNO	MAS	UNO	SON	DOS
Adición de una A después de la primera N: cambia el cuadro de lectura
UNA	OMA	SUN	OSO	NDO	S
Deleción (pérdida) de la primera O: cambia el cuadro de lectura
UNM	ASU	NOS	OND	OS
Adición de A y deleción de A: se recupera el cuadro de lectura
UNA	OMS	UNO	SON	DOS
Adición de tres letras (AAA)
UNO	AAA	MAS	UNO	SON	DOS

• El código genético nuclear es universal: lo utilizan casi todos los seres vivos conocidos .El mismo triplete en diferentes especies codifica para el mismo aminoácido. La principal excepción a la universalidad es el código genético mitocondrial. 

SINTESIS PROTEÍNA:

CADENA COMPLEMENTARIA
                ___________________________________         
                ATG  CTC  TCA  TGG  CAA  CGC  AGG

               TAC  GAG  AGT  ACC  GTT  GCG  TCC            MOLDE    ADN 
                                                                                                              

TRANSCRIPCIÓN:   ARN mensajero  ( ARNm )  copia la información del ADN.
y sustituye  T (Timina)  por  Uracilo.  Los tripletes del ARN m  se denominan  codones.

                   UAC  GAG  AGU  ACC  GUU  GCG  UCC     ARN m
              
TRADUCCIÓN:  codones ARNm  llegan Ribosoma y se acoplan con los tripletes de bases nitrogenadas del ARN de transferencia  (ARN t), denominados anticodones,  donde se decodifica la información produciéndose la liberación de de  los aminoácidos que se unen como cuentas de un rosario en el citoplasma para  formar  una proteína.
    De esta forma el codón  UAC  GAG  AGU  ACC  GUU  GCG  UCC   ARNm

 se  acopla con anticodón  AUG  CUC  UCA  UGG  CAA  CGC  AGG   ARN t

 liberan aminoácidos        MET, LEU, SER, TRIP,  GLU,  ARG,  ARG  PROTEÍNA    

El término proteína deriva del griego "proteos" (lo primero, lo principal) y habla de su gran importancia para los seres vivos. La importancia de las proteínas es, en un primer análisis, cuantitativa: constituyen el 50% del peso seco de la célula (15% del peso total) por lo que representan la categoría de biomoléculas más abundante después del agua.

Sin embargo su gran importancia biológica reside, más que en su abundancia en la materia viva, en el elevado número de funciones biológicas que desempeñan, en su gran versatilidad funcional y sobre todo en la particular relación que las une con los ácidos nucleicos, ya que constituyen el vehículo habitual de expresión de la información genética contenida en éstos últimos.

COMPOSICIÓN DE LAS PROTEÍNAS.

       Desde el punto de vista de su composición elemental todas las proteínas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno ynitrógeno, mientras que casi todas contienen además azufre (Cabe resaltar que en azúcares y lípidos el nitrógeno sólo aparece en algunos de ellos). Hay otros elementos que aparecen solamente en algunas proteínas (fósforo, cobre, zinc, hierro, etc.).

Las proteínas son biomoléculas de elevado peso molecular (macromoléculas) y presentan una estructura química compleja. Sin embargo, cuando se someten a hidrólisis ácida, se descomponen en una serie de compuestos orgánicos sencillos de bajo peso molecular: los α-aminoácidos.