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Tema 5 Genética molecular (II) - Contenido educativo
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Aquí se explica la transcripción y la traducción.
Buenos días a todos. Aquí tenéis la segunda parte, el segundo vídeo de la presentación
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del tema 5, de genética molecular, que en este caso vamos a ver
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los siguientes puntos.
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Bueno, aquí lo tenemos. Vamos a ver, estos ya los hemos visto,
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pues vamos a ver lo que es la expresión génica, lo que es la transcripción,
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lo que es la traducción y lo que es el código genético. ¿De acuerdo? Bueno, pues vamos allá entonces.
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¿Qué es la expresión génica? Bueno, pues la expresión génica no es nada más que la transformación
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de la información que hay contenida en el interior del ADN a proteínas. ¿De acuerdo?
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Como os dice aquí, es la conversión de esa información, de la información que hay en los ácidos nucleicos,
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en información proteica. Los ácidos nucleicos contienen unos fragmentos, están formados por
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una serie de fragmentos que contienen información para un mismo tipo de carácter o para varios
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caracteres y a esos fragmentos de información se los denomina genes. ¿De acuerdo? Y se puede
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definir un gen, como os dice aquí, como un segmento de ADN que contiene la información que permite
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generar una proteína. Entonces vamos a ver que este proceso se va a realizar mediante una serie
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de mecanismos que son similares en todos los organismos independientemente de que estos sean
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procariotas o eucariotas y que va a constar siempre de dos fases. Una primera fase que es la transcripción
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que es la conversión de la información contenida en ADN, pasarla a la ARN y la segunda es la
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traducción que tiene lugar en los ribosomas, ¿vale? Y que esa traducción va a ser ya el paso de esa
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información de ARN a información proteínica, ¿de acuerdo? Bueno, pues entonces vamos a ver el primero
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de los pasos, la traducción, perdón, la transcripción, perdón, no la traducción. Entonces, ¿a qué os lo dice?
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Dice la transcripción, paso de la información contenida en parte del ADN, o sea, no en todo el ADN,
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No se copia todo el ADN, ¿vale? Esa información se va a transferir al ARN mensajero. Ya lo sabéis que ese ARN mensajero va a ser complementario en su secuencia de bases al fragmento de ADN copiado, solo que la timina va a ser sustituida por uracilo, ¿de acuerdo?
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El proceso va a tener lugar en el interior del núcleo celular, en el nucleoide, en el caso de las células, prokaryotas.
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Una vez que se ha formado ese ARN mensajero, va a salir a través de los poros nucleares, porque es una molécula muy pequeña,
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hacia los ribosomas, donde va a pasar la siguiente fase, que es la traducción.
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Entonces, ¿qué fases tenemos en la transcripción?
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Pues vamos a tener primero una iniciación en la que se va a producir la apertura del ADN por la zona donde se encuentra la información que se desea copiar, ¿vale? Usándose solamente una de las hebras como patrón y a ella se van a ir acoplando ribonucleótidos, ¿vale?
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Porque estamos hablando del ARN. Ribonucleótidos, ¿vale? Que contienen adenina, uracilo o aninecitosina, de tal manera que la adenina se empareja con el uracilo y la guarina con la citosina. Van a intervenir en este proceso, pues, diversas proteínas y enzimas, ¿de acuerdo?
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Pero de todas ellas, la más importante va a ser la enzima ARN polimerasa, que va a colocar sucesivamente los ribonucleóticos. ¿Vale? A esa fase se la llaman fase de elongación.
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Ya por último tendríamos la fase de terminación que supondría la separación de la cadena de ARNM generada, se cierra la doble hélice y ese ARNM se dirige hacia el citoplasma, ARNM o ARNM mensajero, ¿de acuerdo?
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De acuerdo, estas fases también las podríamos haber definido a la hora de hablar de la replicación, pero no quería complicar mucho más la historia. De acuerdo, recordaros también que este ARN mensajero, si se trata de una célula eucariota, primero se formaría el ARN heterogéneo nuclear.
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Ese ARN heterogéneo nuclear, acordaos, tiene partes que no van a ser copiadas, las que se llaman intrones,
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partes que sí van a ser copiadas, que son las que se llaman exones,
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y unas proteínas especiales van a quitar los intrones, van a dejar los exones,
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y van a unir de nuevo la molécula, constituyendo ya lo que es el ARN mensajero.
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¿De acuerdo?
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Bien, vamos a ver una imagen.
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¿Veis? Aquí tenéis el hipervínculo para poder acceder a los ejercicios que os he comentado. La imagen sería esta de aquí. Fijaos, esta zona de la doble hélice se ha abierto para ser copiada, mientras que el resto de la doble hélice permanece tal cual.
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¿Vale? Vienen los ribonucleótidos procedentes del citoplasma y la ARN polimerasa, leyendo en este sentido, ¿vale? En el sentido 5', 3' va a ir añadiendo los distintos ribonucleótidos.
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¿De acuerdo? Una vez producida la copia del fragmento de ARN necesario, entonces este ARN se va a separar, ¿de acuerdo? Y la doble hélice se va a volver a unir de nuevo. Ese ARN mensajero se dirigirá entonces hacia lo que es el citoplasma. ¿De acuerdo?
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Fijaos bien que solamente se va a producir la copia de una hebra, ¿vale?
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Concretamente esta, ¿vale? A la que se llama hebra transcripta, ¿vale?
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Mientras que la otra hebra no va a ser copiada, ¿de acuerdo?
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Bueno, pues el siguiente paso va a ser la traducción, ¿vale?
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En la traducción vamos a tener que el material genético en forma de ARN mensajero
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se va a dirigir hacia los ribosomas, ¿vale?
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Y en los ribosomas se va a convertir esa información, ¿vale?, en proteínas.
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Entonces, vamos a ver que esto también va a tener lugar a lo largo de una serie de etapas.
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En la primera de las etapas, el ARN mensajero se va a unir a los ribosomas,
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concretamente a la subunidad menor del ribosoma, ¿vale?
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Se va a situar en la subunidad menor del ribosoma.
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Los ribosomas constan siempre de dos subunidades.
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Una más grande, subunidad mayor, otra más pequeña, subunidad menor. Y un ribosoma inactivo, ¿vale? En un ribosoma inactivo esas dos partes están separadas, ¿vale? Entonces llega el ARN mensajero, ¿vale? Se sitúa en la subunidad menor y la subunidad mayor se superpone.
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Y entonces es cuando va a empezar a producirse la copia. ¿De acuerdo? Bueno, luego también va a participar el ARN de transferencia, ¿vale? Este ARN de transferencia, como se dice aquí, va a transportar aminoácidos libres del ribosoma hacia el ARN mensajero, ¿vale? Y va a reconocer el ARN de transferencia en el ARN mensajero una secuencia complementaria de tres bases, ¿vale?
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A esas secuencias complementarias de tres bases se las denomina codón o triplete, ¿vale? Bueno, pues el ARN de transferencia, ¿vale? Tiene una secuencia de tres bases que se llama anticodón que es complementaria del codón del ARN mensajero.
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O sea, nosotros vamos a tener tres grupos, tres aminoácidos, digo, tres aminoácidos, perdón, tres nucleótidos con sus bases correspondientes, ¿vale? Y esas bases, ¿vale? Ese grupo de tres bases, ese triplete o codón va a ser complementario de otro triplete o codón que está presente en el ARN de transferencia, ¿vale?
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Y a ese tripleto codón que está presente en el ARN de transferencia se le llama anticodón, ¿vale? Bueno, ya sabéis que cualquier duda que tengáis podéis consultármela. Luego, los aminoácidos que están siendo transportados por el ARN de transferencia van a unirse entre sí formando la proteína, ¿vale?
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En este proceso va a intervenir, aunque aquí no os lo menciono, una enzima que recibe el nombre de peptidil transferasa, ¿vale? Todos estos procesos, aunque yo los explico así de manera muy sencilla, ¿vale? Tienen una complicación bastante grande porque intervienen muchísimos factores proteínicos, muchísimas enzimas, inclusive es necesaria la presencia de ATP, de iones de magnesio, ¿vale? De diversas sustancias.
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Pero todos estos procesos os los explicarán, o bien en ampliación de biología, o bien si hacéis al final el bachillerato y os decidís por ciencias, en la biología de segundo de bachillerato os lo explicarán.
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¿Vale? Bueno, una vez que se ha leído la secuencia de ARN mensajero, este ARN mensajero, ¿vale? Se separará, ¿vale? Y se dirigirá hacia otros ribosomas para volver a ser leído en el caso de que transportase más de una información proteínica.
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Ahora os hablo sobre ello. Y la proteína se separa del ribosoma y se dirige al citoplasma para cumplir las funciones que tenga que cumplir.
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Estas proteínas, la mayor parte de ellas, ya sabéis, se generan en el retículo endoplasmático rugoso, con lo cual pasarán primero por el retículo endoplasmático rugoso,
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luego pasarán hacia el aparato de Golgi para acabar de ser reelaboradas y serán usadas por la propia célula
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o bien serán transferidas al exterior de la misma. ¿De acuerdo?
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Bueno, os estaba comentando que el ARN mensajero, una vez se ha leído en el ribosoma, puede pasar dos cosas.
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Puede descomponerse, ¿vale? O bien puede ser, o dirigirse otra vez a otros ribosomas para acabar de ser leído.
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¿Vale? Porque tenemos la situación de que un ARN mensajero puede contener información para codificar una única proteína, ¿vale? A eso se le denomina ARN monocistrónico, ¿vale? Mientras que en otros casos puede contener información para codificar varias proteínas.
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Y a eso se le llama ADN policistrónico. ¿Vale? Entonces, en el caso del ARN mensajero generado en células prokaryotas, este va a ser policistrónico. De tal manera que cuando es leído el ARN y ya se ha generado una proteína, se va a dirigir hacia otro ribosoma para generar otra proteína, hacia otro ribosoma para generar otra proteína y así sucesivamente.
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Además es común que los ribosomas no estén separados, sino que formen agrupaciones que reciben el nombre de polirribosomas o polisomas. Y en estos polirribosomas o polisomas se están leyendo las diferentes secuencias del ARN mensajero y van a ir generándose las distintas proteínas.
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Eso sería en el caso de las células prokaryotas. Mientras que en el caso de las células eukaryotas es monocistrónico. El ARN mensajero contiene información sólo para una proteína.
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¿De acuerdo? Estos son datos que os los ampliarán en ampliación de biología o bien en segundo de bachillerato a la hora de hablar de estos procesos. ¿De acuerdo?
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Bueno, la siguiente imagen que os voy a mostrar, ¿vale? Pues me traduce todo eso que yo os he dicho, ¿vale?
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El ribosoma sería esto, estaría constituido por la subunidad menor y esta sería la subunidad mayor, ¿vale?
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El ARN mensajero va a ser leído en este sentido, inicialmente se coloca en la subunidad menor, ¿vale?
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y la subunidad mayor inmediatamente se va a poner encima y entonces es cuando empieza a funcionar el proceso de traducción.
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¿De acuerdo? Esto que teníamos aquí, o esto que tenemos aquí, son moléculas de ARN de transferencia
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que como podéis ver transportan cada uno de los aminoácidos correspondientes.
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Y aquí tenemos la secuencia de bases complementaria a la secuencia de bases que corresponde al ARN mensajero.
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Por ejemplo, aquí tenemos la secuencia AAA, adenina, adenina, adenina, ¿vale? Esta sería el codón del ARN mensajero, pues la secuencia complementaria que está en el ARN de transferencia o anticodón sería uracilo, uracilo, uracilo, ¿vale?
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Entonces, el aminoácido se sitúa ahí, digo, perdón, el aminoácido, el ARN mensajero se sitúa ahí, se produce una unión mediante puentes de hidrógeno entre los dos grupos de bases, de acuerdo, viene otro aminoácido, de acuerdo, pues a otro ARN mensajero se va a disponer, digo, ARN mensajero, ARN de transferencia se va a disponer de la misma posición, de acuerdo,
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Y una vez se encuentran en esta posición, ¿vale? Mediante un complejo mecanismo se va a producir una unión de la lisina con la valina.
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Entonces, esta que está aquí, ¿vale? Este ARN de transferencia va a ser no eliminado, perdón, no sería la palabra correcta, eliminado,
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sino que se va a salir de esta posición, ¿vale? Y todo el conjunto se va a desplazar hacia un lateral para que venga el siguiente aminoácido, el siguiente aminoácido, digo, el siguiente ARN de transferencia, colocará también su propio aminoácido, ¿vale?
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que se unirá a los otros y así sucesivamente, ¿de acuerdo? Bueno, es un proceso bastante complejo, ¿vale?, que intervienen diversos factores proteínicos, ¿vale?, que hacen que al final terminen generándose la propia proteína, ¿de acuerdo?
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Bueno, trato de explicaroslo de la manera más sencilla posible, ¿vale? Porque esto, ya os digo, es bastante complicado. Bueno, el proceso, por lo que me estoy dando cuenta, sería más o menos como estoy viendo, la lectura, aunque se lee en este sentido, la disposición de los aminoácidos va a ser justamente posicionada al revés, ¿vale?
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Pero bueno, no quiero enrollarme mucho con esto, ¿vale? Para no liaros mucho, simplemente pues lo que me interesa es que más o menos entendáis el proceso, ¿vale? Lo que sería la parte básica, ¿de acuerdo?
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¿De acuerdo? Bien, entonces, ¿cómo se puede producir esa traducción? ¿Qué es lo que hace que un ARN de transferencia sea reconocido o reconozca el codón correspondiente y ese codón correspondiente se corresponda con el tipo de aminoácido que transporta?
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Bueno, pues eso es lo que viene descrito en lo que llamamos el código genético. El código genético, como os dice aquí, es la relación entre la secuencia de bases nitrogenadas de la RNA mensajero y los aminoácidos de una proteína.
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¿Vale? Entonces, como os dice, las bases nitrogenadas se van a distribuir en grupos de tres bases, llamadas codones o tripletes, eso lo he explicado, ¿vale? Cada una de las cuales puede o no codificar un aminoácido.
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¿Vale? Entonces, este código genético tiene que presentar o presenta una serie de características. Primero, es universal, esto quiere decir que los organismos, todos, ¿vale?, con ciertas modificaciones van a usar el mismo código genético, ¿vale?
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Es degenerado, esto quiere decir que un triplete, digo, perdón, un triplete, un aminoácido cualquiera puede ser generado a partir de varios tripletes distintos, ¿vale? O sea, la mayoría de los aminoácidos, como se dice aquí, está codificado por más de un triplete o codón.
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Luego no va a haber solapamientos, ni superposiciones, ni espacios en blanco, ¿vale? Esto no va a ser como un texto, se va a leer de modo continuo.
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Vamos a tener también que existen tripletes de terpinación o codones stop, se los llama así, ¿vale?
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Que son los que no codifican ningún aminoácido y que van a señalar el fin de la síntesis proteica, ¿vale?
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Cuando aparece un codón de estos, se envía una señal para que se pare al final, porque eso significa que se ha llegado al final de la proteína, que se quería codificar.
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Normalmente el final viene señalado por dos codones, o sea que aparecería un primer codón stop o codón sin sentido y luego un siguiente codón.
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Y entonces es cuando ya se cortaría la generación de la proteína porque ya está totalmente generada.
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Y en la mayoría de los casos, o en casi todos, el primer triplete que se va a leer es el triplete AUG, ¿vale? Suele ser lo que llamamos el triplete de iniciación en la secuencia proteica, ¿vale? Este triplete de iniciación codifica un aminoácido, la metionina, ¿vale?
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Entonces, este triplete de iniciación tiene que aparecer al principio, aunque luego, posteriormente, va a ser eliminado, ¿vale? Pero es necesaria la presencia de este triplete de iniciación para que comience a fabricarse la proteína en el ribosoma o en los ribosomas, ¿de acuerdo?
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Y este sería el código genético. Entonces, ¿cómo funciona esto? Bueno, pues tenemos la primera letra del triplete, ¿vale? Es cualquiera de estas que aparece aquí, ¿vale? Urafilo, citosina, adenina o anina.
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¿Vale? La segunda letra del triplete, ¿vale? Pues sería esto de aquí, uracilo, citosina, adenina, guanina.
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¿Vale? Y la tercera letra, que correspondería a la tercera base, pues se corresponde con todas estas situaciones.
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Por ejemplo, si yo tengo un triplete que está formado por tres citosinas, pues tendría esta citosina de aquí, que sería la primera,
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esta citosina de aquí que sería la segunda, ¿vale? Estamos en esta fila y esta citosina que sería la
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tercera. Entonces tendríamos citosina, citosina, citosina. ¿Eso qué codifica? Codifica el aminoácido
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prolina. Por ejemplo, tengo adenina, uracilo, guanina. ¿Vale? Pues voy adenina, el primero,
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uracilo, el segundo, guanina
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el tercero, el codón de iniciación
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¿vale? que como podéis ver, codifica
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metionina, o tengo por ejemplo
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adenina
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uracilo, uracilo, me voy, pues adenina
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o bueno, vamos a cambiar por no estar siempre en el uracilo
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a ver, adenina, guanina, uracilo
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adenina, ¿vale?
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la segunda, guanina
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¿Vale? La tercera uracil, AGU. Esto me codifica la serina, ¿vale? Y luego aquí tenéis lo que serían los codones de terminación, ¿vale? Los que no van a codificar ningún aminoácido y que van a servir para finalizar la lectura de la proteína, ¿vale?
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Entonces tendríamos que serían el codón uracilo-adenina-adenina, el codón uracilo-adenina-guanina y el codón uracilo-guanina-adenina. ¿De acuerdo? Voy a colgaros también en el aula virtual un ejercicio, bueno, un ejercicio, una muestra de cómo se puede hacer estos pasos, ¿vale?
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pasar del ARN, del ADN, perdón, al ARN mensajero y del ARN mensajero a la proteína o al revés, ¿de acuerdo?
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Porque es además una de las cosas que suelo pedirlos en los exámenes, ¿vale?
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Ya por último, el código genético, ya por último vamos a hablar de esto, vamos a hablar del dogma central de la biología molecular.
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Este dogma central de la biología molecular fue propuesto por Francis Crick
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el compañero de James Watson y co-descubridor de la estructura del ADN
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Entonces, Francis Crick propuso que el ADN se replicaba
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el ADN se replicaba
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el ADN se transcribía al ARN y ya luego, por último, el ARN pasaba a convertirse, a través de la traducción, en información proteica.
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¿De acuerdo? Esto era lo que se pensaba inicialmente.
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Y esto era, hasta hace poco, lo que los científicos consideraban como característico, como un dogma, efectivamente como una cosa que no metía discusión.
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Sin embargo, con el tiempo han aparecido una serie de hechos que, digamos, complican esta visión. Esta visión era demasiado simple. ¿Cuáles son esos hechos?
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Bueno, pues uno de esos hechos es que existen organismos, organismos entre comillas, porque son virus, ¿vale? Que son lo que llamamos retrovirus, ¿vale? Un retrovirus, por ejemplo, es el coronavirus que estamos padeciendo, cuyas enfermedades estamos padeciendo, ¿vale?
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Vale, estos retrovirus, ¿vale? Van a tener un genoma, o sea, van a tener un material genético que está constituido por ARN, o sea, el ARN está actuando como material genético, no ADN, sino ARN, ¿vale?
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y estos virus tienen la capacidad de poder pasar la información en sentido contrario a la transcripción,
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o sea, tienen la capacidad de producir la transcripción inversa.
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Presentan una enzima que recibe el nombre de transcriptasa inversa o retrotranscriptasa,
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que lo que va a hacer va a ser la información contenida en el ARN la van a transformar en ADN.
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Esa información de ADN se va a insertar en el interior del ADN de la célula hospedadora y en el momento en que se produzca la transcripción, se va a generar el ARN mensajero, se va a generar también el ARN correspondiente a lo que es el genoma vírico
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y el ARN mensajero se convertirá en las proteínas de la cápsida o cápside, la estructura que envuelve al virus, ¿vale?
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Entonces, este virus se ensambla, ¿vale? Varios virus, ya lo sabéis, y salen del interior de la célula, ¿de acuerdo?
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Luego, otra de las cosas que se ha observado es que el ARN posee capacidad de replicación también.
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Algunas moléculas de ARN pueden replicarse y además algunas pueden tener actividad catalítica, actúan como enzimas, eso es lo que se denominan ribozimas, ¿vale?
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Todo esto además apoya el hecho de que algunos autores supongan que la primera molécula con información genética que apareció en la historia de la Tierra fue el ARN.
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Lo que pasa es que posteriormente el ARN, como es menos estable que el ADN, posteriormente el ARN cedió la capacidad de información al ADN, probablemente por un proceso de este tipo, ¿de acuerdo?
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Y la capacidad de enzimática, que ya os digo la tiene solamente estas partículas de ARN que reciben el nombre de ribozimas, ¿vale? Pero la mayoría de los casos cedió la capacidad enzimática, ¿vale? La capacidad de poder actuar sobre las relaciones químicas a las proteínas, ¿de acuerdo?
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De tal manera que al final quedó eso simplemente, en su mayor parte, pues como un transmisor de la información. ¿De acuerdo? Bueno, pues esto es como estaría actualmente el dorma central de la biología molecular. ¿Vale?
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Bien, tendría que mirar, a ver si lo encuentro y ya si acaso os lo menciono, si existe la posibilidad de que las proteínas pudieran pasar a información de ARN mensajero.
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Yo creo que no, que de momento no se ha descubierto nada, pero como todo en biología hay muchas cosas por descubrir y pudiera ser que algún día se encontrase un mecanismo
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que añadiese, ¿vale? Ese punto, ¿vale? A las proteínas que permitiese dirigirse, producir lo que sería una retrotraducción, ¿de acuerdo?
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Bueno, lo importante es que comprendáis esta imagen, ¿vale? Ya sabéis, cualquier duda que tengáis, pues, no dudéis en preguntarme, ¿de acuerdo?
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Bueno, pues ya con esto se habría acabado lo que es esta parte de la presentación
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¿Vale? Espero que os sirva para poder comprender el tema
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Para poder entender las clases, ¿vale?
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En algún caso, si hay algún problema con algo que no comprendáis
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Y en fin, nos vemos ya la próxima semana
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¿De acuerdo?
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Venga chicos, hasta otra
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- Subido por:
- Luis Francisco A.
- Licencia:
- Dominio público
- Visualizaciones:
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- Fecha:
- 27 de febrero de 2021 - 13:36
- Visibilidad:
- Público
- Centro:
- IES ALPAJÉS
- Duración:
- 26′ 52″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
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