código genético y síntesis de proteínasbiolmol.fcien.edu.uy/materiales/codigo.pdf · la figura...
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código genético y síntesis de proteínas
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|El descubrimiento de la síntesis de proteínas y el código genético es producto de un proceso complejo donde intervinieron varias disciplinas
La figura final de cómo ocurre la sintesis de proteinasse logro a mediados de 1960
Ese proceso implico
1. Determinar la naturaleza del material hereditario (1944 – 1953; Avery, Hershey y Chase)
2. Concepto de que un gen codifica para una enzima (1941 – 1955, Beadle y Tatum, Lederberg)
3. Rol de los acidos nucleicos en la sintesis de proteinas (1939 – 1955; Brachet, Sonneborn,
4. Estructura de los acidos nucleicos (1938 -1953; Atsbury, Watson y Crick)
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Elucidación del código genético
Alexander Dounce, 1952
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Podemos pensar el mensaje genético como un largo número escrito con 4 caracteres que hay que traducir a otro escrito con 20
Gamow 1954
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Dipeptidos20 x 20 = 400
Secuencia44 = 256e
luci
daci
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Codigo combinatorio
Crep(4,3)=20
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Codigo sin comas
Esta asignacionpermite 20 tripletes con sentido
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Sistema rII
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Benzer y la estructura fina del gen y la genetica molecular
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Crick y su sentido de la publicidad (Jacob, 1988)
Hipotesis de la secuencia
Una secuencia de nucleotidos (gen) se corresponde con una secuencia de aminoacidos (proteina)
Dogma central de la biologia molecular
Una vez que la informacion fluye a la proteina no puede salir de`ella.
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Crick las fases o marcos de lectura y la mutagénesis 1961
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Hasta aquí llegamos con la teoria y la genetica
La quimica habia estado presente en los trabajos de estas lineas desde siempre.
En general eran practicadas por grupos diferentes. Pero en los 50s fue cambiando.
Se empiezan hacer experimentos de quimica tradicionales (purificaciones, ensayos enzimaticos, identificacion de compuestos) y el uso de marcadores radiactivos.
Se comienzan a integrar los resultados y a compartir los trabajos por los diferentes investigadores.
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Un ejemplo lindo: Crick, Holley, la molécula adaptadora, el sARN y el nacimiento del tARN
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En los cincuenta se desarrollaron varias tecnicasbioquimicas
Ensayos enzimaticos con nucleotido fosforilasas
Sistemas libres de celulas
Aislamiento e identificacion de polimerasas
Marcado con isotopos radiactivos
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Llega la bioquímica pesada de la mano de Marshall Nirenberg
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CODON FREQUENCY RELATIVEFREQUENCY
AAA 0.579 100AAU 0.116 20AUA 0.116 20UAA 0.116 20AUU 0.023 4UAU 0.023 4UUA 0.023 4UUU 0.00463 1
Variando la concentración de nucleótidos
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Ensayo de ligamiento del triplete
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Así cualquiera: síntesis de ARN de sequencia conocida por Gobind Khorana
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Charles Yanofsky y la colinearidadelu
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El código es:
-degenerado-no ambiguo-casi universal-tripletes, no solapado y sin comas
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El codigo genetico hoy
-Variaciones del codigo genetico
-Origen del codigo genetico
-Nuevos aminoacidos geneticamente codificados
Variaciones en el código estándar
- Hipótesis del ‘codon capture’- Hipotesis de ‘codon competition’
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Origen del codigo genetico
-Accidente congelado ‘frozen accident’ (Crick, 1971)
-Hipotesis de co-evolucion del codigo genetico, la sintesis bioquimica de los aminoacidos acompanola asignacion de codones (Wong, 1975)
-Aminoacidos fisicoquimicamente similares tienen codones similares. (Woese, 1967)
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Que relacion hay entre las mutaciones y los cambios de aas?
-Diferencia media de los cuadrados:
-polaridad de los aas.
-sustituciones puntuales
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El código genético es 1 en un millón (Freeland y Hurst, 1998)
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Optimo para estabilidad de proteinasy frecuencias de aminoacidos
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NUEVOS AAS
Selenocisteina y pirrolisina
MODIFICACIONES ARTIFICIALES
Introduccion de nuevos aas
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Selenocisteinaho
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SeH
O
HO
NH2
HO
O
SH
NH2
Se
O
O
NH3
O
O
SH
NH3
Selenocisteína CisteínapKa = 5.2 pKa = 8.0
Utiliza UGA y una maquinaria de decodificacionespecifica Se encuentra en los tres dominios aunque en un juego de proteinas reducido (selenoproteinas)
El elemento SECIS reprograma traduccionalmente el codón UGA
UGAACU
Sec elemento SECIS
5´ 3´
La descodificación requiere un factor de elongación específico para Sec
EF-Sec (selB)
La síntesis de Sec ocurre sobre el tRNASec
ACUACU
Ser
ACU
Sec
Seril tRNA sintasa
Ser
Sec sintasa (selA)
selenofosfato
tRNASec
(selC)
Selenofosfato sintetasa(selD)
ATP selenuro
Genes involucrados en la incorporación de Sec
. selA: Sec sintasa
. selB: Factor de elongación específico
. selC: tRNASec
. selD: Selenofosfato sintetasa
Pirrolisina (Pyl)
Codificado por UAG
Mecanismo todavia por resolver.
Se encuentra en Archaea y una sola bacteria, en un conjunto de proteinas bastante especifico
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