Los seres vivos contienen ácidos nucleicos que son el ADN y ARN

Código genético

Introducción

Los seres vivos contienen ácidos nucleicos que son el ADN y ARN, los cuales están compuestos de 4 nucleótidos fundamentalmente, que unidos dan estructura a las cadenas de los ácidos nucleicos. El ADN está compuesto por los nucleótidos Adenina, Citosina, Guanina y Timina, mientras que el ARN tiene los mismos excepto que en lugar de unirse la Timina con Adenina, se va a unir con Uracilo cuando se analiza la cadena de ARNm (mensajero).

Objetivos

Construir un modelo de ADN tomando como base una cadena polipéptidica, para relacionar la estructura del ADN con la síntesis de proteínas y analizar los efectos de un cambio en las secuencias de los nucleótidos.  

Marco teórico

Los científicos James Watson y Francis Crick, en 1959 recibieron el premio noble por el descubrimiento de la conformación tridimensional de la molécula de ADN empleando la térmica de difracción de rayos X.

Esta conformación molecular es conocida como el modelo de la doble hélice en donde sus características son:
-El ADN consiste en dos cadenas de polinucleótidos enrolladas en un mismo plano, constituyendo una doble hélice. Las cadenas son anti paralelas o sea que corren en sentido contrario 5’ – 3’.
-Las cadenas se mantienen unidas por puentes de hidrogeno, que se establecen entre las bases nitrogenadas. Las bases nitrogenadas son complementarias entre ellas, por lo que se aparean específicamente entre sí (base púrica con pirimídica). La Adenina se aparea con la Timina mediante dos puentes de hidrogeno, la Citosina se aparea con la Guanina mediante tres puentes de hidrogeno, ambas cadenas son complementarias una de la otra, debido a la correspondencia de bases nitrogenadas.

El código genético nos indica que aminoácido corresponde a cada triplete o codón del ARN mensajero. Estas tienen distintas características:
-Esta organizado en tripletes o codones: cada aminoácido está determinado por tres nucleótidos. Teniendo en cuenta de que existen 4 ribonucleótidos diferentes con estas bases nitrogenadas (U, C, G, A) hay 43= 64 tripletes distintos.
-El código genético es degenerado: un mismo aminoácido puede estar determinado por más de un triplete o codón. Debido a que existen 64 tripletes distintos y hay solamente 20 aminoácidos diferentes.
-Es un código sin superposición o sin solapamientos: dos aminoácidos sucesivos no comparten nucleótidos de sus tripletes.
-La lectura del ARNm es continua, sin interrupciones. Cualquier pérdida o ganancia de una solo ribonucleótido produce, a partir de ese punto, una modificación de la pauta de lectura cambiando todos los aminoácidos desde el lugar de la alteración (mutación).
-El triplete de iniciación suele ser AUG que codifica para metionina, también pueden actuar como tripletes de iniciación GUG (valina) y UGG (leucina) aunque con menor eficacia y muy raramente.
-Codones de terminación UGA, UAG, UAA
-Universalidad: el código genético nuclear es universal coincidiendo con todos los organismos estudiados hasta la fecha. La única excepción a la universalidad del código genético es el mitocondrial.

La traducción del ARNm se realiza comenzando por el extremo 5’ que se corresponde con el extremo amino (NH2) del polipéptido y termina por el extremo 3’ que corresponde con el extremo carboxilo (COOH) del polipéptido. Por tanto, la primera base de cada triplete o codón del mensajero corresponde al extremo 5’ y la tercera base al extremo 3’.

Cuando la célula inicia su proceso de división celular, el ADN tiene la propiedad de replicarse o sea formar una copia de él mismo, debido a lo cual el material genético se transmite a las células descendientes.
La replicación se inicia mediante la acción de una enzima, que rompe los puentes de hidrogeno, debido a lo cual las cadenas de polinucleótidos se separan y sirven de molde para la síntesis de una cadena nueva, que resulta ser complementaria de la cadena molde. La replicación de ADN es semiconservativa ya que el nuevo ADN conserva intacta una de las cadenas originales.
La transcripción es la formación del ARNm, a partir del ADN, para lo cual sus cadenas se separan y sirven como molde para la síntesis de ARNm, que resulta complementario del ADN. El ARNm contiene en lugar de Timina, Uracilo.
El ARNm lleva el mensaje del ADN, y a dicho mensaje se le conoce como código genético. El ARNm tiene los codones. Como el ARNm es una molécula pequeña, sale del núcleo a través de los poros de la membrana nuclear llevando el mensaje del ADN y se dirige hacia los ribosomas donde se traduce la información que lleva.
La información contenida en ARNm se traduce dando como resultado la formación de una proteína (ARNt, con sus anti codones). Para la síntesis de proteínas se requiere: Ribosomas, RNAm, energía, enzimas específicas, RNAt. El ARNm contiene los codones los cuales codifican para un aminoácido determinado. El RNAm se ancla en los ribosomas y estos se deslizan sobre el RNAm. Cuando aparece el codón AUG, da inicio la síntesis de proteínas. El codón AUG es transferido al sitio de la síntesis por un ARNt que posee un anti codón que es complementario del codón. Una vez traducido el codón, el ribosoma se desliza sobre el ARNm para ir traduciendo cada codón esto continua hasta que aparece un codón de terminación y así formase una proteína.

Desarrollo y Resultados

Se realizó la molécula de la Hemoglobina

Entre todos los equipos se formaron polipéptidos de insulina humana y de caballo y hemoglobinas normales y de tipo S o de la anemia falciforme.

Observamos varios cambios en los aminoácidos en base de las cadenas normales, un ejemplo es el de la hemoglobina.

Se observaron las siguientes diferencias:

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