CODI GENÈTIC

El DNA es duplica, es transcriu en mRNA però no es coneixia com una seqüència de bases era traduïda a proteïnes. Crick va postular que hi havia una molècula adaptadora que, per una part reconeixeria mRNA i,per l´altre, les bases determinades. Traduiria una seqüència de bases a una seqüència polipeptídica. El tRNA era la molècula adaptadora. El que traduia una seqüència adpatadora a una seqüència polipeptídica era el tRNA. El tRNa és sintetitzat a cèl·lules eucariotes per la DNA polimerasa III.

Només hi ha 20 aminoàcids i 4 bases. El codi es va postular de 3 bases. Hi ha aminoàcids codificats per varis triplets ( el codi genètic és degenrat). Cada triplet codifica per 1 aminoàcid. Hi ha aminoàcids codificats per varis triplets. Els triplets es poden llegir de diferents formes: primer bases, després les 3 seqüències... o solapant-se els triplets. S´ha vist que es llegeix en triplets sense solapament.

El codi genètic de forma no solapada és lògic perquè de forma solapada, la presència d´un triplet d´un aminoàcid que codifica per una zona, ens codificaria el següent aminoàcid.

És degenerat i no ambigu. A més es llegeixen triplets no solapats. La nucleòtid fosforilasa degrada els DNA in vivo, però in vitro sintetitza cadenes de DNA. La síntesi de DNA es pot fer sense motlle i depén dels nucleòtids que hi hagi.

Es sintetitzen amb urildifosfat (energia).

Van sintetitzar aquests DNA i els van posar amb riboses i tots els tRNA van ser units amb el seu aminoàcid corresponent. Quan posaven poliU, només es sintetitzava fenialanina. Com els aminoàcids estan codificats per triplets, van establir que UUU codificava la Phenilalanina. Aquests triplets són els codons. Al tRNA, la seqüència de bases que reconeix aquest codó és la seqüència de bases que reconeix el codó.

Van veure que el poliA sintetitzava Lysina i el poliC, prolina.

Després van barrejar diferents quantitats de sustàncies.

Van veure que els aminoàcids apareixien amb la mateixa freqüència. Per saber quin era quin, van veure que hi havia la threonina. La histidina va aparéixer en 4 i la prolina era també doble.

Per determinar l´ordre de les bases, es van fer molts experiments de la seqüència més dímers. La histidina només tenia 2 C i 1 A. Un altre tipus d´experiment va ser treballar amb triplets de bases. S´observava que al barrejar ribosomes amb el mRNA, el triplet es col·loca dins del ribosoma, s´aparella el tRNA a l´aminoàcid unit a ell. Si no s´aparella bé, es desenganxa ràpidament. Quan conté l´anticodó corresponent per aques codó quedarà ben enganxat.

Va unir els aminoàcids amb els seus tRNA. Va filtrar-ho tot a través d´una membrana fibrosa, de forma que els ribosomes no passaven, però els aminoàcids sí. Quan ho rentaven, miraven quin tRNA quedava unit al ribosoma.

A partir d´aquests estudis, van veure quin era el codi genètic. Van veure que hi havia aminoàcids com la leucina que eren codificats per més o menys triplets.

Es veu que hi ha un aminoàcid (la metionina: AUG) que és l´aminoàcid iniciador. Totes les proteïnes comencen per AUG. Es pot eliminar després de la formació de la proteïna. A procariotes, s´afegeix en lloc de Metionina, la formilmetionina.

Hi ha una sèrie de codons de parada que són: UAG, UAA i UGA, que indiquen que la proteïna finalitza.

El fet que sigui degenerat és útil pa si només hi hagués un codó per aminoàcid i la resta siguessin stops, una simple mutació donaria lloc a proteïnes molt diferents.

Els canvis conservatius no afecten gairebé la funció de la proteïna perquè els aminoàcids són molt semblants.

Els aminoàcids poden ser transcrits per varis codons. Hi ha tRNA que transfereixen codons. El tRNA sembla que té els 2 primers nucleòtids molt forts, però el tercer nucleòtid (el de la primera posició a l´anticodó), es diu que s´està balancejant.

Un triplet només pot ser reconegut per un tRNa perquè l´aparellament de la primera i segona posició del codó amb la tercera i segona de l´anticodó són molt forts. El tercer nucleòtid (en la primera posició de l´anticodó) podria reconéixer varies vases en la posició 3.

Primera anticodó	Tercera codó
C	G
A	U
U	A ó G
G	Uó C
IMUSINA (NOMÉS AL tRNA)	U ó C ó A

La majoria de l´especifitat ve donada per les 2 primeres bases del codó ( que s´uneixen fortment) i la primera base de l´anticodó, ens determina quants codons pot llegir un tRNA. A alguns codons això no passa, l´arginina té 3 codons (5’ CGA CGU CGC 3’), que poden ser reconeguts per un únic codó que seria el 5’ICG 3’).

Els codons que tinguin les 2 primeres bases diferents necessiten ser reconeguts per tRNA diferents.

A la tercera base, la formació dels ponts d´Hidrògen són més laxes. A les dues primeres bases, són molt forts.

Es va veure que el codi genètic era universal amb algunes excepcions a les mitocòndries.

	STANDARD	MITOCÒNDRIES
UGA	STOP	Trp
UGG	Trp	Trp
AUA	Ile	Met
AUG	Met	Met
AGA	Arg	STOP
AGG	Arg	STOP

Els tRNA són relativament curts i amb les bases poc comuns (80-90 bases). Es sintetitzen normal, però després es modifiquen algunes bases. P.ex: Pseudouridina (y), Ribotimidina ( ), Dihidrouracil (CH₂-).

Els residus 5’ sempre estan fosforilats i la base sempre és una G. A la posició 3’ sempre queda la seqüència CCA que ja poden ser sintetitzades directament perquè es troba al gen.

Els tRNA normalment es sintetitzen com molècules de DNA on hi ha molts tRNA units.

Als tRNA hi ha seqüències que no són traduïbles i s´han de tallar (introns).

A l´extrem 3’ no hi ha aparellament de bases. A la zona de sota tampoc. A la dihidrouradina tampoc hi ha aparellaments. A l´enllaç TyC tampoc hi ha enllaços. Alguns poden tenir un braç extra que també estan desaparellats.

La seva estructura tridimensional és en forma de L. A l´extrem 3’ hi ha un alcohol. A la zona del colze hi ha els braços del TyC i de la DHU. A la zona de la base es troba l´anticodó.

La forma A del DNA es troba aquí perquè és una hèlix de RNA. Les bases a les zones no aparellades poden interactuar a altres punts de la molècula. Poden interaccionar a través de plegaments mitjançant ponts d´hidrògen G:G. Els aminoàcids s´uneixen a l´extrem alcohol 3’. Té un objectiu doble: l´aminoàcid no reconeix els codons i ha d´estar a una molècula que el permeti reconéixer el tRNA.

També serveix per activar els aminoàcids, perquè l´enllaç peptídic no es forma espontàniament (així l´aminoàcid té propensió a formar l´enllaç peptídic). Els enzims que uneixen els aminoàcids als tRNA són les aminoacil tRNA sintetases. Com a mínim ha d´have run enzim per cada aminoàcid. Han de ser molt específics perquè quan es sintetitzen les proteïnes del ribosoma no es controlen els aminoàcids. Han de colocar els aminoàcids als seus RNA de transferència. L´enzim reconeix l´aminoàcid i el tRNA que s´uneix. La reacció és catalitzada en 2 parts:

1. Tenim un aminoàcid més ATP i es sintetitza un intermediari (aminoàcid més ATP i formen l´aminoaciladenilat (aminoacil-AMP) més pirofodfat inorgànic, que sempre s´hidrolitza a 2 fosfats inorgànics.

2. Tenim un aminoàcid unit a l´AMP més el tRNA i ens dóna l´AMP per un costat i l´aminoàcid unit al tRNA.

De les aminoacils-tRNAsintetases hi ha 2 classes:

· Classe 1: l´aminoàcid s´uneix al grup OH en la posició 2’ i després passa al de la possició 3’.

· Classe 2: incorporen l´aminoàcid directament al grup OH a la posició 3’ de la ribosa.

El producte final és el mateix. Primer l´aminoàcid s´uneix al tRNA al citosol i després es fa l´anticodó. Alguns enzims tenen funcions correctores.

L´aminoacil-tRNAsintetasa per l´Isoleucina podria arribar a enllaçar-se al tRNa de la valina. Aquesta tRNAsintetasa té dos centres actius:

-On es produeix la síntesi de l´aminoacil-AMP.

-Centre hidrolític (trenca els enllaços entre l´aminoàcid i l´AMP).

Quan a l´enzim es forma Isoleucina-AMP, com és més gran que el centre hidrolític, no pot entrar al centre hidrolític. Si fos Valina, sí que entraria i es destruiria.

La Threonina és semblant a la Valina (només varia a un OH). L´AMP té un centre hidrofílic que trencaria la Thr.

Alguns aminoàcids tenen un reconeixement complexe: per l´anticodó o algunes zones del tRNA. L´alanina és un cas especial on: el reconeixement es fa mitjançant aquests 2 parells de bases 3G=U70, encara que varien l´estructura de la resta de l´aminoàcid, també es reconeix com a Alanina.

També pot haver un reconeixement de nucleòtids.

Actualizado el Viernes, 12 Julio, 2002 19:22

Inicio.

VETERINARIOS@OLE.COM