Ejercicio resuelto de Tipos de ARN · Biología · Cantabria · 2023

¿Qué tipo de ácido nucleico se muestra en la figura? ¿En qué proceso celular fundamental está implicado? Describa las distintas fases de dicho proceso ilustrándolo con un dibujo. [1,25 puntos]

$\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{cido}}\mathbf{\text{nucleico}}\mathbf{\text{se}}\mathbf{\text{muestra}}\mathbf{\text{en}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{figura?}}\mathbf{\text{¿En}}\mathbf{\text{qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{celular}}\mathbf{\text{fundamental}}\mathbf{\text{est}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{implicado?}}\mathbf{\text{Describa}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{distintas}}\mathbf{\text{fases}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{dicho}}\mathbf{\text{proceso}}\mathbf{\text{ilustr}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{ndolo}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{un}}\mathbf{\text{dibujo.}}\mathbf{\text{[1,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

El ácido nucleico de la figura es un ARN DE TRANSFERENCIA, ARNt. Se reconoce de inmediato por su forma de HOJA DE TRÉBOL: una sola cadena de 70 a 90 ribonucleótidos que se pliega sobre sí misma porque algunos tramos son complementarios entre sí y se aparean formando cuatro pequeñas regiones de doble hélice, con tres o cuatro bucles no apareados entre ellas. En la figura se distinguen el extremo 5 prima con su fosfato, el extremo 3 prima terminado en un hidroxilo —al que se une el aminoácido y que en la molécula real acaba siempre en la secuencia CCA—, el brazo del anticodón, en el bucle inferior, y los bucles laterales. En el espacio, esta hoja de trébol se pliega en forma de L.

El proceso celular fundamental en el que está implicado es la TRADUCCIÓN o síntesis de proteínas, en la que el ARNt actúa como molécula ADAPTADORA: transporta hasta el ribosoma el aminoácido concreto que corresponde en cada momento y reconoce el codón del ARN mensajero por complementariedad con su anticodón. Es la pieza que traduce el lenguaje de nucleótidos al de aminoácidos.



La traducción se desarrolla en el citoplasma, sobre los ribosomas, y consta de tres fases.

INICIACIÓN. La subunidad menor del ribosoma se une al ARN mensajero y lo recorre hasta reconocer el codón de inicio, AUG, ayudada por la caperuza del extremo 5 prima en eucariotas o por una secuencia consenso en procariotas. Allí se coloca el primer ARNt, que lleva metionina y cuyo anticodón es UAC, y a continuación se acopla la subunidad mayor. Queda formado el complejo de iniciación, con ese primer ARNt en el sitio P. El proceso requiere factores de iniciación y GTP.

ELONGACIÓN. Es la fase representada en el dibujo, y consta de tres pasos que se repiten codón a codón. Primero, el aminoacil-ARNt cuyo anticodón es complementario del codón situado en el SITIO A entra en él con su aminoácido, gastando un GTP. Segundo, la actividad peptidil transferasa de la subunidad mayor —que reside en el ARN ribosómico, es decir, es una ribozima— transfiere la cadena peptídica que estaba en el SITIO P al aminoácido recién llegado, formando un enlace peptídico nuevo. Y tercero, el ribosoma se desplaza un codón en sentido cinco prima a tres prima: es la TRANSLOCACIÓN, en la que el ARNt descargado pasa al SITIO E y sale, el que sostiene la cadena pasa de A a P, y el sitio A queda libre para el codón siguiente. La cadena crece así desde su extremo amino terminal hacia el carboxilo terminal, a razón de unos veinte aminoácidos por segundo.

TERMINACIÓN. Cuando en el sitio A aparece un codón de parada —UAA, UAG o UGA—, ningún ARNt lo reconoce; en su lugar se unen factores proteicos de liberación que hidrolizan el enlace entre la cadena y el último ARNt. El polipéptido queda libre, el ribosoma se disocia en sus dos subunidades y el ARN mensajero se suelta, listo para ser traducido de nuevo o degradado.

Después de la traducción la proteína aún tiene que plegarse, con ayuda de chaperonas, y a menudo sufre modificaciones postraduccionales: se le elimina la metionina inicial, se glucosila, se fosforila o se le cortan fragmentos, como ocurre con la insulina.