Ejercicio resuelto de Síntesis de proteínas · Biología · 2024

La transcripción y la traducción.

a) Defina brevemente el proceso de transcripción e indique cuál es la enzima que lo cataliza. En eucariotas, ¿en qué orgánulo o estructura celular se da?

b) De una secuencia de ADN (dirección 5' a 3') T A C T A G C T G, ¿cuál sería la secuencia correspondiente transcrita en el ARN?

c) Defina brevemente el proceso de traducción e indique qué tres tipos de ARN están implicados en él. En eucariotas, ¿en qué orgánulo o estructura celular se da?

d) A partir de la secuencia de ARN de la pregunta b), ¿cuántos aminoácidos resultarían de su traducción?

$\textbf{7. La transcripción y la traducción (2 puntos)}$

$\textbf{a) Defina brevemente el proceso de transcripción e indique cuál es la enzima que lo cataliza. En eucariotas, ¿en qué orgánulo o estructura celular se da?}$

La transcripción es el proceso por el que se copia la información de un gen del ADN a una molécula de ARN. La enzima que lo cataliza es la ARN polimerasa, que reconoce el promotor del gen, abre la doble hélice y va añadiendo ribonucleótidos complementarios a los de la cadena molde, leyéndola en sentido $3' \rightarrow 5'$ y sintetizando por tanto el ARN en sentido $5' \rightarrow 3'$. El proceso transcurre en tres etapas: iniciación, elongación y terminación.

En eucariotas la transcripción se da en el núcleo, y en concreto la del ARN ribosómico en el nucléolo. También hay transcripción propia dentro de las mitocondrias y de los cloroplastos, que poseen su propio ADN. En eucariotas el transcrito primario sufre además una maduración: se le añade la caperuza en $5'$ y la cola de poli-A en $3'$, y se eliminan los intrones por corte y empalme.

$\textbf{b) De una secuencia de ADN (dirección 5' a 3') T A C T A G C T G, ¿cuál sería la secuencia correspondiente transcrita en el ARN?}$

Se aplica la complementariedad de bases sustituyendo la timina del ADN por el uracilo del ARN: la adenina se transcribe como uracilo, la timina como adenina, la citosina como guanina y la guanina como citosina.

$\text{Cadena molde:}\quad 5'\ \ T\ A\ C\ T\ A\ G\ C\ T\ G\ \ 3'$

$\text{ARN transcrito:}\quad 3'\ \ A\ U\ G\ A\ U\ C\ G\ A\ C\ \ 5'$

Como el ARN se sintetiza siempre en sentido antiparalelo a su molde, la secuencia obtenida, escrita como es costumbre de $5'$ a $3'$, es

$5'\ \ C\ A\ G\ C\ U\ A\ G\ U\ A\ \ 3'$

$\textbf{c) Defina brevemente el proceso de traducción e indique qué tres tipos de ARN están implicados en él. En eucariotas, ¿en qué orgánulo o estructura celular se da?}$

La traducción es el proceso por el que la secuencia de codones del ARN mensajero se convierte en la secuencia de aminoácidos de una proteína, según el código genético. Transcurre en tres etapas: iniciación, en la que el ribosoma se ensambla sobre el codón $AUG$ con el primer ARN de transferencia cargado con metionina; elongación, en la que el ribosoma avanza codón a codón, se forman los enlaces peptídicos por la peptidil transferasa y la cadena crece; y terminación, cuando se alcanza un codón de parada y un factor de liberación separa la proteína.

Los tres tipos de ARN implicados son el ARN mensajero, que aporta la información; el ARN de transferencia, que reconoce el codón con su anticodón y aporta el aminoácido correspondiente; y el ARN ribosómico, que junto con las proteínas ribosómicas constituye el ribosoma y cataliza la formación del enlace peptídico.

En eucariotas la traducción se da en los ribosomas, que están libres en el citosol o adheridos a la cara externa de la membrana del retículo endoplasmático rugoso; también se traduce en el interior de las mitocondrias y de los cloroplastos, que poseen ribosomas propios.

$\textbf{d) A partir de la secuencia de ARN de la pregunta b), ¿cuántos aminoácidos resultarían de su traducción?}$

La secuencia obtenida tiene nueve nucleótidos, y como cada aminoácido está codificado por un triplete, se leen tres codones.

$\dfrac{9\ \text{nucleótidos}}{3\ \text{nucleótidos/codón}} = 3\ \text{codones}$

Ninguno de los tres es un codón de terminación, ni en la lectura $AUG\text{-}AUC\text{-}GAC$ ni en la lectura $CAG\text{-}CUA\text{-}GUA$, de modo que los tres codifican aminoácido.

De la traducción de este fragmento resultarían, por tanto, tres aminoácidos.