Comparación del Genoma Procariota y Eucariota y Replicación del ADN

Y 24 flashcards y 16 preguntas más en el documento.

Texto del documento

Genoma Procariota vs Eucariota (resumen completo) Característica Procariota Eucariota Localización Citoplasma nucleoide + plasmidis Núcleo principalmente, también mitocondrias y cloroplastos (ambos con ADN tipo procariota) Organización Cromosoma principal circular + plasmidis Genoma nuclear: varios cromosomas lineales empaquetados con histones . Genoma mitocondrial y cloroplastos similar a procariota Cantidad ADN / genes Casi todo el ADN codifica proteínas Mucho ADN, pero sólo ~10% codifica proteínas resto ADN no codificante (introns, secuencias repetitivas, regiones reguladoras/estructurales)ADN humano ~1.000× ADN de E.

coli, pero sólo 5× más genes (4.000 20.000) Estructura de los genes Genes continuos Genes discontinuos: exons codifican proteínas , introns no codifican Notas aclaratorias / ventajas evolutivas Limitada Introns + distancia entre exons + recombinación meiòtica + nuevas combinaciones de proteínas + variabilidad genética favorece selección naturalHistones empaquetan ADN eucariotaMás ADN proporcional a más genes gran parte no codificante Notas rápidas / flechas para estudiar Procariota ADN circular genes continuos casi todo codifica Eucariota ADN lineal histones genes discontinuos exons codifican, introns no codifican Més introns exons més separats recombinació més probable més variants de proteïnes més evolució.

Cantidad ADN cantidad genes humanos: 1.000× ADN, sólo 5× genes gran parte no codificante. Histones proteínas que empaquetan el ADN en el núcleo de las células eucariotas Cromosoma principal molécula de ADN más grande y continua de un organismo Gen codifica proteïnes = vol dir que té la informació necessària per fabricar una proteïna concreta . Els exons són les parts del gen que realment contenen aquesta informació. Els introns no codifiquen, però poden tenir altres funcions reguladores o evolutives. E. coli té ~4.000 gens . Humà té ~20.000 gens Si multipliquem 4.000 × 5 = 20.000 ADN total és mil vegades més gran , però els gens només són 5 vegades més .

Absolutament hi ha molts més gens en humans que en E. coli, però relativament a l'ADN total que´és 1.000 vegades més gran l'increment és petit. 4.La replicació de l'ADN Quan? Fase S del cicle cel·lular, abans de la divisió. On? Procariotes citoplasma. Eucariotes a l'int del nucli. Què fa?

Sintetitza una còpia de cada molècula d'ADN Finalitat: Proporcionar a la cèl·lula dues còpies del seu genoma Una còpia quedarà a la cèl·lula original L'altra còpia anirà a la cèl·lula filla després de la divisió Permetre repartiment equitatiu del material genètic entre les cèl·lules filles Importància: Síntesi de molècules pràcticament idèntiques a la inicial assegura manteniment del missatge genètic (informació continguda a l'ADN - determina funcionament de celu i les proteïnes que fabrica ) es transmet fidelment a la següent generació Manté la identitat cel·lular de la soca les cèl·lules filles són iguals a la cèl·lula original.

Un procés semiconservatiu Hipòtesis prèvies sobre la replicació Abans de l'experiment, es consideraven tres possibles models: 1. Hipòtesi semiconservativa Cada molècula filla conserva una cadena original i en sintetitza una de nova . 2. Hipòtesi conservativa Una molècula filla conserva totes dues cadenes originals , mentre que l'altra molècula filla és totalment nova (té les 2 cadenes noves). 3. Hipòtesi dispersiva Les cadenes filles contenen fragments barrejats de l'ADN original i de nova síntesi. Objectiu de Meselson i Stahl Determinar quina d'aquestes hipòtesis és la correcta. Resultats Després d'una replicació: Només apareixia una banda intermèdia (ni pesada ni lleugera).

Això descartava el model conservatiu , ja que aquest hauria produït dues bandes (una pesada i una lleugera). Després de dues replicacions: Apareixien dues bandes : una intermèdia i una lleugera. Això descartava el model dispersiu (que només produiria bandes intermèdies). La replicació de l'ADN és semiconservativa :cada molècula filla està formada per una cadena vella (original) i una de nova (de nova síntesi) aixo es possible gràcies a: separació de les dues cadenes originals ( cadeenes motlle ) al començament de la replicació permet actuació de diversos enzims (l'helicasa , l'ADN polimerasa )i síntesi de les cadenes complementàries.

Replicació de l'ADN: resum clar 1 Fases generals: Iniciació: La replicació comença en punts específics de l'ADN, els orígens de replicació . A partir d'aquestes, s'inicia l'actuació dels enzims següents: Helicases trenquen els enllaços d'hidrogen que mantenen unida la doble hèlix i i produeixen la desespiralització de la molècula i separen cadenes. Topoisomerases eviten que l'ADN s'enrotlli massa quan s'obre. Proteïnes SSB estabilitzen les cadenes separades, evitant que es tornin a unir. La doble hèlix s'obre per permetre l'accés a les cadenes simples. Es forma la bombolla de replicació , amb els extrems anomenats forquilles de replicació .

bombolla de replicació = zona on les cadenes ja estan separades i poden ser copiades. Elongació: Les cadenes originals actuen com a motlle . Sintetitzen cadenes complementàries amb correcció d'errors. Es generen cadenes contínues i discontínues (fragments d'Okazaki) segons la polaritat 5' 3'. Terminació: Les molècules resultants adquireixen la doble hèlix i es mantenen unides fins a la fase M. 2 Enzims principals: Helicases: separen les cadenes d'ADN. Topoisomerases: eviten superenrotllament. Proteïnes SSB: estabilitzen les cadenes separades. Primasa: sintetitza primers d'ARN per iniciar la síntesi. ADN polimerasa III: sintetitza la cadena complementària 5' 3'.

ADN polimerasa I: elimina primers d'ARN i els substitueix amb ADN. Ligases: uneixen fragments discontinus, formant cadenes contínues. Diccionari: Nucleòtids Unitat bàsica de l'ADN, formada per base nitrogenada + sucre + grup fosfat . Durant la replicació, els nucleòtids s'uneixen seguint les regles de complementarietat (A-T, G-C). Desespiralització L'ADN normal forma = doble hèlix , com una escala enrotllada en espiral. Desespiralitzar = " desenrotllar " aquesta espiral perquè les dues cadenes quedin separades i dretes. Necessari per a què els enzims puguin llegir cada cadena com a motlle + fer la nova cadena complementària.

B.Elongació de les noves cadenes d'ADN : ADN polimerasa III i elongació 1. Funció principal: Unir nucleòtids complementaris a cada cadena antiga (motlle) per formar la nova cadena d'ADN. Carecterístiques 2. Direccionalitat i antiparal·lelisme: Les cadenes d'ADN són antiparal·leles : una va 5' 3' i l'altra 3' 5'. L'ADN polimerasa III només sintetitza la cadena complementària i antiparal·lela, en sentit 5' 3' , per això recorre la cadena motlle en sentit 3' 5'. Llegeix = reconeix la base A, T, C o G que hi ha al motlle per poder generar la complementària a la cadena nova. 3.

Necessitat d'un inici: No pot inciar per si sola la síntesi necessita un fragment d'ARN inicial denominat (primer o encebador) . El cebador està format per nucleòtids, els quals es col·loquen a l'extrem 3' i proporcionen un extrem lliure perquè la ADN polimerasa pugui començar a treballar, és a dir, perquè l'enzim pugui unir els nucleòtids del nou ADN. 3. Cadena líder i retardada: Cadena líder (conductora): sintetitzada de manera contínua cap a la forquilla de replicació. Cadena retardada: sintetitzada de manera discontínua amb fragments anomenats fragments d'Okazaki , que després s'uneixen perquè les cadenes son antiparal·leles i aquest enzim les recorre en un únic sentit.

Fragments d'Okazaki = començen amb un encebador (fragment curt d'ARN) , és sintetitzat per l'ADN polimerasa en sentit 5' 3', 4. Nucleòtids i energia: L'enzim utilitza nucleòtids trifosfat (dATP, dTTP, dGTP, dCTP) que provenen del medi/cèl·lula. A partir dels qual obté, per l'energia alliberada de l'hidròlisi d l'enllaç fosfodièster els nucleòtids monofosfat ( d'A, T, G, C) i energia per a la seva unió. Exemple: dA TP desoxi adenosina trifosfat Procés de síntesi de cadenes complementàries Durant aquesta fase, a l'interior de la bombolla de replicació actuen els enzims següents: 1 r Primasa: ARN polimerasa depenent d'ADN ja que sintetiza ARN a partir d'ADN.

Sintetitza petits fragments d'ARN ( primers ) complementaris a la cadena motlle. Aquests primers proporcionen l' extrem 3' lliure perquè l'ADN polimerasa III pugui iniciar la síntesi. 2 n ADN polimerasa III: Sintetitza les noves cadenes d'ADN complementàries de les cadenes motlle, unint nucleòtids en sentit 5' 3' a partir de l'extrem 3' lliure del primer. Cadena conductora: La cadena motlle que es fa servir per a sintetitzar la cadena conductora està orientada en sentit 3' 5' , i aquest és el sentit en què l'ADN polimerasa la llegeix . Això permet que la cadena nova es sintetitzi de manera contínua en sentit 5' 3' .

Cadena retardada: La cadena motlle està orientada en sentit 5' 3' , i la polimerasa només pot llegir en direcció 3' 5' . Com que també només pot sintetitzar en direcció 5' 3' , s'ha d'esperar que s'obri la forquilla per poder iniciar nous fragments.Per això la síntesi es fa de manera discontínua , en fragments d'Okazaki , cadascun iniciat per un primer d'ARN. El procés és més lent i dona lloc a la cadena retardada. Clau: La cadena retardada es fa a fragments perquè la motlle està orientada "al revés" respecte a la forquilla , però cada fragment siempre es 5' 3' . 3 r ADN polimerasa I: Presenta activitat nucleasa ,és a dir, elimina els primers d'ARN i els substitueix per nucleòtids d'ADN.

4 Ligases: Uneixen els fragments d'Okazaki entre si i donen lloc a cadenes contínues. Altres aspectes: La replicació és bidireccional des de l'origen de replicació. S'aplica control de qualitat : nucleases, polimerases i ligases corregeixen errors per assegurar la fidelitat de l'ADN. Els errors no corregits poden ser font de variabilitat genètica . 3 Terminació: Un cop completada la síntesi i correcció, s'obtenen dues molècules filles d'ADN idèntiques , formant doble hèlix, que es mantenen unides fins a la fase M del cicle cel·lular. Al final de la replicació , cada molècula d'ADN filla ja té una cadena antiga i una nova , i es disposen en doble hèlix de nou.

Cadena antiga = motlle (la que ja existia abans de la replicació). Cadena nova = sintetitzada per l'ADN polimerasa a partir del motlle. Resum : La nova cadena d'ADN comença a formar-se mentre la polimerasa III va afegint nucleòtids al 3' lliure del primer , i més tard la polimerasa I només reemplaça els nucleòtids d'ARN del primer per ADN, sense tocar el que ja s'ha sintetitzat. L' extrem 3' lliure està a la nova cadena que s'està sintetitzant , no a la cadena motlle . IMPORTANT : els que afegeix l'ADN polimerasa III NO s'eliminen ni es substitueixen. Diccionari - Vocabulari : Cadena motlle: és la cadena original d'ADN que s'usa com a model per sintetitzar la nova cadena complementària.

Cada cadena d'ADN serveix de motlle per crear una nova cadena. Polimeritzar = unir nucleòtids per formar una nova cadena d'ADN . A part dels que s'afageixen pel primer o encebador, l'enzima polimerasa afageix en el matx extrem. bidireccional = Significa que la forquilla de replicació s'obre en dos sentits des del punt d'origen: una forquilla cap a la dreta i una cap a l'esquerra . Desplaçament = sentit de lectura del motlle. Variabilitat genètica = Si es produeix una mutació petita que no mata l'organisme ni li impedeix viure. Aquesta mutació roman al genoma i fa que aquell individu sigui lleugerament diferent dels altres.

Exemple sintètic de variabilitat genètica Un conill blanc té un error genètic en el gen del color del pèl. L'error no afecta la viabilitat, així que el conill sobreviu. Com a resultat, el conill té una taca grisa . Així, la població passa a tenir diferents individus això és variabilitat genètica. Diferències en la replicació d'eucariotes L'ADN eucariota està associat a les histones formant la cromatina , de manera que la replicació de l'ADN va acompanyada de la necessària síntesi de les histones. Hi ha cinc ADN polimerases davant de les tres de procariotes . Una d'aquestes intervé en la replicació de l'ADN mitocondrial .

Com que els eucariotes presenten quantitats més grans d'ADN, per escurçar la durada del procés, hi ha múltiples orígens de replicació. En aquest sentit, hi ha nombroses unitats de replicació en el seu genoma, denominades replicons . La velocitat de replicació és menor en eucariotes. Els fragments d'Okazaki són més curts en eucariotes (100-200 nucleòtids enfront dels 1 000-2 000 en procariotes) Diccionari/Vocabulari: Histones: són proteïnes al voltant de les quals s'enrotlla l'ADN . Serveixen per compactar-lo i mantenir-lo ordenat dins del nucli de l'ad. Cromatina: és conjunt format : l'ADN + histones . Compactar = empaquetar ( posar-ho tot junt= = reduir l'espai que ocupa.

Un replicó és la porció d'ADN que es replica a partir d'un sol origen de replicació .Els eucariotes tenen molts replicons alhora així acaben molt més ràpid. Origen de replicació Bombolla de replicació: Origen de replicació: és el punt concret on comença la replicació de l'ADN. Bombolla de replicació: és la zona d'ADN que s'ha obert al voltant d'aquest punt i on està tenint lloc la síntesi ; es forma a partir de l'origen. Condensar = compactar molt més fort. 5. La transcripció Definició: Síntesi d'ARN a partir de la informació de l'ADN.

Funció: Permet transferir la informació genètica de l'ADN a una molècula d'ARN Relació amb l'expressió gènica: L'expressió gènica implica transcripció + traducció. Si es genera ARN missatger (ARNm), aquest després es tradueix per formar una proteïna. 5.1 Característiques de la transcripció Moment en el cicle cel·lular: Durant la interfase , especialment en G1 i G2 . Localització : Procariotes: al citoplasma . Eucariotes: al nucli , i també en mitocondris (matriu) i cloroplasts (estroma). Així que sí, són llocs diferents , cadascun amb el seu ADN i funcionament. Les procariotes no tenen nucli ni orgànuls amb ADN: tot passa al citoplasma .

Cadena transcrita: Només una de les dues cadenes d'ADN es transcriu l'anomenada cadena motlle o no codificadora . La cadena motlle té la seqüència de bases nitrogenades complementària a l'ARN que es forma: Guanina (G) Citosina (C). Adenina (A) Uracil (U) (en lloc de Timina). Cadena no transcrita: Cadena codificadora , té la mateixa seqüència que l'ARN transcrit, però substitueix T per U . Orientació de la síntesi: ARN polimerases llegeixen la cadena motlle en sentit 3 ' 5' i sintetitzen l'ARN en sentit 5 ' 3'. La cadena motlle s'anomena " no codificadora" perquè l'ARN final no té la mateixa seqüència que ella, tot i que serveix de patró per sintetitzar l'ARN.

Transcriu : Síntesi complementària d'ARN a partir de la cadena motlle , No es transcriu: no hi ha síntesi d'ARN a partir d'aquell gen / cadena. ADN codificadora (no transcrita): 5' – ATG CCT A – 3' ADN motlle (transcrita): 3' – TAC GGA T – 5' ARN transcrit: 5' – AUG CCU A – 3' 5.2.Etapes de la transcripció Tant en eucariotes com en procariotes, consta de 3 etapes: Inici , elongació i terminació. Gen Unitat de transcripció, una regió de l'ADN amb tota la informació necessària per sintetitzar un ARN. Ocupa un locus en un cromosoma. Conté: la seqüència que es transcriu + elements reguladors que controlen la transcripció.

Producte: Si l'ARN és missatger (ARNm), després serà traduït en un polipèptid o proteïna. En altres tipus d'ARN (ribosòmic, transferència), no hi ha traducció, però compleixen funcions essencials en la cèl·lula. Genoma la col·lecció completa de gens i seqüències reguladores que conté tota la informació genètica de l'organisme. Es a dir L'ad d'on organisme. Promotor És una seqüència d'ADN que no es transcriu ; serveix com a "senyal de sortida": marca on ha de començar la transcripció . Procariotes i mitocondris : un promotor pot controlar varis gens contigus (estan un al costat de l'altre) . Eucariotes : cada gen posseeix el seu propi promotor.

Regió codificadora Comença just després del promotor i es la seqüència que sí es transcriu a ARN. Terminador Seqüència que indica on acabar la transcripció . Rica en guanina i citosina. A.Inici de la transcripció La cèl·lu procariota necessita: Transcriptasa (o ARN polimerasa dependent d'ADN) és un tipus concret de polimerasa (enzim): Funció : sintetitzar ARN prenent com a motlle la cadena d'ADN. Nom tècnic : ARN polimerasa ADN dependent Nom funcional: transcriptasa, perquè fa transcripció Factor sigma ( σ ): polipèptid independent, que ajuda que l'ARN polimerasa s'uneixi correctament al promotor .Sense aquest factor, l'enzim no reconeix bé on començar. Estructura i procés d'inici: 1.

El factor σ s'uneix fisicament amb el nucli central de l'enzim ( l'ARN polimerasa) per formar el complex holoenzim. Aquest complex és el que reconeix i s'uneix al promotor de l'ADN. 2. S'obre la bombolla de transcripció quan se separen les dues cadenes d'ADN en aquesta regió. Aquí hi intervenen els enzims helicases. 3.L ' ARN polimerasa s'uneix a la cadena motlle de l'ADN dins d'aquesta bombolla. 4. Alliberació del factor σ. Elongació de l'ARN Requisits per a la formació d'una cadena d Cadena motlle d'ADN ARN polimerasa / transcriptasa Nucleòtids trifosfat (A, U, C, G) Direcció de lectura i síntesi que fa L'ARN polimerasa: Llegeix la cadena motlle: 3' 5'. Sintetitza l'ARN: 5' 3'.

Sintetitza unint nucleòtids monofosfat en sentit 5' 3 mitjançant ennllaços fosfodièster. Cada nucleòtid és complementari a la base de la cadena motlle els afageix a la cadena d' ARN en formació. Per aconseguir el pas previ: Obtenció d'energia Substrat: utilitza NTP (nucleòtids trifosfat) Trenca l'enllaç entre el primer i segon fosfat del NTP. Resultat: Nucleòtid monofosfat . Energia per unir aquest nucleòtid monofosfat a la cadena d'ARN Terminació de la transcripció Quan l'ARN polimerasa avança per la cadena motlle, arriba un moment en què troba una seqüència terminadora a l'ADN , que li indica el final de la transcripció.

L'ARN queda lliure, l'ARN polimerasa se separa de l'ADN, la forquilla de transcripció es tanca i l'ADN recupera la seva original. L'ARN transcrit pot ser: Un ARN missatger funcional, que es pot traduir al mateix temps que es transcriu. Un ARN ribosòmic o ARN de transferència ; en aquest cas, han de rebre modificacions per ser funcionals. 5.3.Diferències en la transcripció entre eucariotes i procariotes Localització i tipus de genoma Eucariotes: transcripció del genoma nuclear , del genoma mitocondrial i, en cèl·lules vegetals, del genoma del cloroplast . Mitocondris i cloroplasts: transcripció semblant a la dels procariotes , recordant l' origen endosimbiòtic d'aquests orgànuls.

Els mitocondris i cloroplasts provenen d'antics bacteris (procariotes) que van ser incorporats dins una altra cèl·lula. Per això encara conserven algunes característiques pròpies dels procariotes . Principals diferències respecte a procariotes Transcriptases (ARN polimerases): diferents tipus d'ARN polimerasa en eucariotes segons el tipus d'ARN que s'ha de sintetitzar. Maduració de l'ARNm: en eucariotes hi ha processos com capping, poliadenilació i splicing , que no tenen lloc en procariotes. Organització dels ARNm: els ARNm procariotes poden ser policistrònics ( un ARNm conté info de diversos gens), mentre que els eucariotes normalment són monocistrònics (un ARNm un gen , una proteïna).

Policistrònics = Un ARNm conté la informació de diversos gens consecutius i permet la síntesi de diversos productes funcionals (proteïnes o ARN funcional). A.Les ARN polimerases d'eucariotes Les ARN polimerases eucariotes són més complexes que les de procariotes perquè tenen moltíssimes subunitats . Necessiten factors de transcripció : Per iniciar la transcripció . Per permetre que es dugui a terme l' elongació de l'ARN. B. Maduració de l'ARN Tots els ARN transcrits , excepte el ARNm de procariotes , reben modificacions posteriors per convertir-se en funcionals. Maduració dels ARN missatgers En les cèl·lules procariotes , els ARNm es poden traduir a mesura que se sintetitzen.

Transcripció i traducció poden ser simultànies en el temps i l'espai, ja que totes dues tenen lloc al citoplasma. En les cèl·lules eucariotes , la transcripció origina precursors dels ARNm (hn-ARN), que han de passar per un procés de maduració per a originar ARNm funcionals. Maduració de l'ARNm en eucariotes : Sí, són sinònims: el primer ARN que surt de la transcripció es diu precursor d'ARNm, transcrit primari o hn-ARN . És el mateix, només noms diferents. Processos que implica la maduració de l'ARN missatger eucariota : Modificació de l'extrem 5´: s'afegeix 7-metilguanosina , que es coneix com a caperutxa de guanina o caperutxa 5´ (cap 5´).

La cap 5´ protegeix l'ARNm i indica als ribosomes per on han de començar a traduir-lo. Poliadenilació de l'extrem 3´: finalitzada la transcripció, s'afegeixen uns 200 nucleòtids d'adenina , l'anomenada cua poli-A, que dona estabilitat a la molècula i permet identificar-la com un ARNm. Eliminació d'introns i entroncament d'exons ( splicing ) : els gens eucariotes posseeixen introns (seqüències que es transcriuen, però no es tradueixen) intercalats entre els exons (seqüències codificadores, que es transcriuen i es tradueixen). Abans de la traducció, cal eliminar els introns i unir els exons. Poliadenilació = L' afegiment d'una cua d'adenines.

Entroncament = unir tots els exons d'un ARN després d'eliminar la part que no cal (introns). Intercalats = estar situats entre dues altres coses, en aquest cas els introns intercalats entre els exons. Splicing alternatiu: D'un mateix gen, podem generar varis ARNm diferents segons quins exons es mantinguin i quins introns s'eliminin. Això permet que un mateix gen pugui codificar diverses proteïnes diferents. Així, l'ARNm és important perquè és el missatge que codifica la proteïna , però la funció no ve de l'ARNm en si , sinó del codi de nucleòtids que conté.

Els exons que desapareixen en cada variant no desapareixen del no-res , sinó que són eliminats del pre-ARNm durant el procés de splicing alternatiu. Espliceosoma = complex molecular gran format per proteïnes i petits ARN nuclears (snRNA) . Realitza el splicing de l'ARN : elimina els introns i uneix els exons per formar l'ARNm madur en eucariotes. En el procés de splicing, intervé un enzim anomenat ribonucleoproteïna petita nuclear ( RNPpn ).RNPsn subunitat de l'espliceosoma. El procés de splicing comença amb la formació de bucles en els intons (l'intro s'enrotlla), i això provoca l'acostament dels extrems dels exons; seguidament, es tallen els intons i s'uneixen els exons.

6.La traducció Què conté l'ARNm: L'ARN missatger conté la informació per a la síntesi d'una cadena polipeptídica o una proteïna. Ja que és la "còpia" de la informació genètica que estava a l'ADN. Què és la traducció: La traducció és el procés mitjançant el qual les instruccions de l'ADN transcrites en forma d'ARNm, s'interpreten i es transformen en la seqüència d'aminoàcids. Aquesta cadena d'aminoàcids és un polipèptid , i quan té la forma i funció final, es considera una proteïna . Origen de la informació: Les instruccions vénen de l'ADN però es transmeten a través de l'ARNm . Això és la connexió ADN ARN proteïna. Polipèptid cadena lineal d'aminoàcids units per enllaços peptídics.

És el producte immediat de la traducció. Proteïna un polipèptid (o conjunt de polipèptids) que s'ha plegat correctament i té la seva estructura tridimensional funcional, capaç de fer la seva feina biològica. Codi genètic: El procés de traducció segueix regles concretes conegudes com a codi genètic , que determina quins codons de l'ARNm corresponen a quins aminoàcids. El codi genètic és el sistema que indica quin aminoàcid correspon a cada triplet de nucleòtids (codó) de l'ARNm . A.Característiques del codi genètic Codilineal format per triplets : La seqüència de bases nitrogenades de l'ARNm es llegeix de tres en tres. Tres bases de l'ARNm formen un triplet o codó.

Cada triplet ( codó ) indica un aminoàcid concret . Ex.: AUG codifica metionina i és també el codó d'inici. Codi degenerat : Hi ha codons > aminoàcids . Hi ha 64 codons possibles però només 20 aminoàcids , així que alguns aminoàcids tenen més d'un codó assignat. Hi ha codons que codifiquen per al mateix aminoàcid i es diu que el codi presenta degeneració. Aquests s'anomenen codons sinònims. Molts dels codons sinònims es diferencien entre si en la tercera base del triplet. Conseqüència : Disminueix la possibilitat que una mutació puntual (canvi d'una base en l'ADN) provoqui el canvi d'un aminoàcid en la proteïna. No presenta imperfeccions perquè cada codó codifica per a un únic aminoàcid.

NOMES UN. No té encavalcaments ni pauses Cada nucleòtid forma part d'un únic codó; no hi ha encavalcaments entre els triplets ni espais entre aquests. Els codons es llegeixen ordenadament i contínuament, sense interrupcions, des del punt d'inici de la lectura fins al final. " Encavalcaments " aquí vol dir que no es comparteixen lletres entre codons , és a dir, que un nucleòtid no pot pertànyer a dos codons alhora Seqüència d'ARNm: A U G C C A G U U / Codons : AUG CCA GUU Hi ha codons d'inici i de terminació: Inici: AUG (metionina). Terminació: UAA, UAG, UGA (codons sense sentit, no codifiquen cap aminoàcid).

Codi universal: Tots els éssers vius utilitzen el mateix codi genètic, amb poques excepcions en algun codó (mitocondris humans, alguns bacteris). B.El desxifrat del codi genètic Per desxifrar la resta de codons, es va recórrer a ARNm sintètic amb seqüències repetides dues, tres o quatre vegades. Per exemple, la traducció de la seqüència UCUCUCUCUCUCU... origina un polipèptid format per Ser-Leu-Ser-Leu ...; conclusió: UCU i CUC codifiquen per a aquests aminoàcids.

Repetint l'experiència amb diferents ARNm, es va aconseguir desxifrar per complet el codi genètic, que es mostra a continuació en les dues formes en què sol representar-se: 6.2 Etapes del procés de traducció en procariotes La traducció es divideix en 3 fases principals , com en replicació i transcripció: inici, elongació i terminació , però abans cal una fase prèvia: activació dels aminoàcids . A. Activació dels aminoàcids: En què consisteix : cada aminoàcid s'uneix al seu ARN de transferència (ARNt) corresponent a l'extrem 3' de l'ARNt . On passa: en el hialoplasma (citoplasma). Energia necessària: Aportada per ATP.

L'enzim aminoacil-ARNt sintetasa és el que fa la unió aminoàcid-ARNt, i l'extrem 3' lliure de l'ARNt és on s'uneix l'aminoàcid . L'aminoàcid no pot anar sol al ribosoma . Necessita unir-se al seu ARNt corresponent això es diu ARNt activat . B. Inici de la traducció Requereix: Un ARNm. Un ribosoma. Aminoacil ARNt amb l'anticodó complementari (UAC) del codó d'inici (d'AUG). Aquest transporta l'aminoàcid formilmetionina (fMet) en procariotes. Factors d'iniciació, que s'uneixen a la subunitat menor del ribosoma i l'aminoacil ARNt, i en faciliten la unió. GTP, que proporciona l'energia necessària.

El procés s'inicia de la següent manera: Aminoacil-ARNt = l'ARNt activat que porta un aminoàcid unit al seu extrem 3'. Pas 1: Els factors d'iniciació s'uneixen a la subunitat menor del ribosoma i ajuden a que el complex s'uneixi a l' ARNm . L' ARNr 16S reconeix i s'aparella amb una seqüència complementària a l' ARNm propera al codó d'inici (AUG) i col·loca la subunitat menor a la posició correcta. L' aminoacil-ARNt amb anticodó UAC s'aparella amb el codó AUG i transporta el primer aminoàcid, la formilmetionina (fMet ) . Nota: La fMet només és l'aminoàcid inicial , no marca l'inici i pot ser eliminada després . Aclaracions: El ribosoma té 2 subunitats en procariotes: menor (30S) i major (50S).

La subunitat menor és la que s'uneix primer a l'ARNm i ajuda a trobar el codó d'inici. complex = a subunitat menor + factors d'iniciació + aminoacil-ARNt inicial . ARNm = és el missatger que conté els codons (com AUG) que indiquen quin aminoàcid s'ha d'afegir i en quin ordre. És propera al codó d'inici. ARNr 16S = és una part del ribosoma (subunitat menor) que té una seqüència de nucleòtids complementària a una seqüència de l'ARNm propera al codó d'inici. S'aparella amb l'ar per alinear correctament la subunitat menor sobre el codó d'inici (AUG).

1r pas imatge: 2n pas : Unió de la subunitat major Seguidament, la subunitat major del ribosoma (50S) s'uneix al complex subunitat menor + ARNm + tRNA iniciador . Com a resultat, es forma el complex d'iniciació complet (70S) . Per a aquesta unió es requereix energia , que s'obté de la hidròlisi del GTP a GDP . 3r pas : Alliberament dels factors d'iniciació i preparació per a l'elongació Un cop format el complex d'iniciació complet (70S) , els factors d'iniciació s'alliberen . El ribosoma complet (70S) queda correctament col·locat sobre els dos primers codons de l'ARNm i ja està preparat per iniciar la fase d'elongació .

ATP : s'utilitza per activar els aminoàcids abans que s'uneixin a l'ARNt (fase prèvia a la traducció). GTP : s'utilitza durant la traducció , per donar energia a moviments mecànics del ribosoma i per la unió de la subunitat major, o durant l'elongació. C.Elongació de la proteïna Llocs del ribosoma en què se situen l'ARNt : A (aminoacil) se situa l'ARNt que transporta el següent aminoàcid que s'ha d'afegir.Pot ser qualsevol aminoàcid segons el codó de l'ARNm. P (peptidil) hi està l'ARNt amb el pèptid en formació. pèptid = polipèptid = cadena d'aminoàcids que es va formant a mesura que entra cada nou aminoàcid.

E (exit) hi està l'ARNt buit (sense aminoàcid) a punt de sortir/abandonar el ribosoma. 4t pas: Entra en el lloc A , l'ARNt carregat amb el 2n aminoàcid: (ex.: Phe). El primer aminoàcid (fMet) ja estava col·Locat al lloc P , es desprèn del seu ARNt i s'uneix al 2n aminoàcid mitjançant e nllaç peptídic , formant el primer dipèptid (fMet-Phe). Sí, cada aminoàcid necessita el seu ARNt corresponent . 5é pas: El ribosoma es mou un codó/triplet cap a 5' 3' de l'ARNm . Tot el ribosoma es desplaça respecte a l'ARNm, els llocs A, P, E es "reassignen" després del desplaçament: El ARNt, ja sense el seu aminoàcid, queda situat en el lloc E i abandona el ribosoma per a buscar una altra molècula de fMet.

L'ARNt amb dipètid queda en el lloc P . (Phe + fMet). En el lloc A, que ara està buit , entrarà el tercer ARNt amb el seu corresponent aminoàcid. Això significa que la seqüència del polipèptid es manté dins del ribosoma , però els ARNt es desplacen de lloc segons el moviment. 6é pas El ribosoma segueix desplaçant-s en sentit 5' 3 codó a codó. La seqüència de l'ARNm es tradueix pas a pas en la seqüència d'aminoàcids del polipèptid. Aquest procés requereix energia en forma de GTP i factors d'elongació. D.Terminació de la traducció 7è pas: El procés finalitza quan el ribosoma es troba amb un dels tres codons sense sentit o codons de stop (UAA, UAG o UGA).

Alheshores, al lloc A entra un factor de terminació perquè no hi ha cap ARNt que el pugui reconèixer posaria un aminoàcid,si n'hi hagués llavors no s'acabaria El polipètid es desprèn i el ribosoma se separa en les seves dues subunitats. El resultat és un pèptid o una proteïna . Diferències en la traducció d'eucariotes Procariotes + mitocondris + cloroplasts transcripció i traducció simultànies al citoplasma. Possible gràcies a: dos processos tenen lloc en el citoplasma cel·lular + l'ARNm de procariotes no necessita un procés de maduració previ a la traducció. ADN nuclear eucariota transcripció al nucli, traducció al citoplasma separats .

Aclaració : Mitocondris i cloroplasts tenen el seu propi ADN i els seus propis ribosomes (semblants als procariotes). En eucariotes: Caperutxa 5' de l'ARNm és necessària a l'inici de la transcripció per a la unió de la subunitat menor. Primer aminoàcid Metionina (no formilmetionina , fMet). Factors necessiten més factors de traducció que en procariotes.