Com ja hem vist, l’ADN és la molècula que conté tota la informació genètica d’un ésser viu. Aquesta informació es troba al gens; seqüències de nucleòtids que contenen la informació necessària per a la síntesi d’una proteïna.
El procés pel qual la informació dels gens es tradueix en una proteïna rep el nom d’expressió gènica, i consta de dues etapes: transcripció i traducció.
Transcripció
La transcripció és el procés pel qual la informació d’un gen es copia a una molècula d’ARNm. A les cèl·lules eucariotes aquest procés té lloc al nucli, mentre que a procariotes ocorre al citoplasma.
L’enzim ARN polimerasa sintetitza una cadena d’ARNm a partir d’una cadena motlle d’ADN introduint nucleòtids per complementarietat de bases. Com l’ARN no presenta timina, la base complementària de l’adenina és l’uracil (A-U; C-G).
L’ARN polimerasa utilitza la cadena d’ADN que corre en sentit 3’→5′ (cadena motlle) per fabricar la cadena d’ARNm, la qual creixerà en sentit 5→3′. La cadena d’ADN complementària a la cadena motlle, s’anomena cadena codificadora i la seva seqüència és la mateixa que la de l’ARN però amb timina en comptes d’uracil.
🎥 Velocitat de transcripció a temps real
Traducció
La traducció és el procés de síntesi d’una cadena polipeptídica a partir d’una molècula d’ARNm. Es tracta d’un procés citoplasmàtic que té lloc als ribosomes.
El codi genètic
Per llegir la informació d’un gen i poder sintetitzar una proteïna, és necessari desxifrar-la abans. El codi genètic estableix l’equivalència entre els nucleòtids de l’ARNm i els aminoàcids que formen la proteïna. La informació genètica de la molècula d’ARNm es llegeix en grups de 3 bases o triplets. Cada triplet codifica per a un aminoàcid i rep el nom de codó. La següent taula mostra la relació entre codó i aminoàcid.
Les característiques del codi genètic són:
- Universal: tots els éssers vius del planeta comparteixen el mateix codi genètic amb certes excepcions (mitocondris).
- Degenerat: diversos codons poden codificar un mateix aminoàcid.
- Específic: cada triplet només codifica per un únic aminoàcid.
- Continu: els triplets es llegeixen “sense comes” o sense deixar espais en blanc. Cada nucleòtid pertany només a un triplet, no hi ha superposició.
- Unidireccional: sempre es llegeix en una única direcció (5’→3′).
Fases de la traducció
La traducció consta de les següents etapes:
Iniciació
La subunitat menor del ribosoma s’uneix a l’extrem 5′ de l’ARNm. La traducció comença pel codó AUG, el qual codifica per l’aminoàcid metionina.
Elongació
El ribosoma recorre l’ARNm en sentit 5’→3′ afegint aminoàcids (aparellament codó-anticodó) a la proteïna en formació.
Terminació
La síntesi proteica finalitza quan s’arriba a un codó de terminació. L’ARNm se separa del ribosoma.
🔗 Animació del procés de traducció
Activitats
A1. Indica a la següent imatge quina és la cadena motlle i quina és la cadena codificadora. Representa amb una fletxa el sentit de la transcripció.
A2. A partir de la següent seqüència d’ADN contesta les preguntes:
3′ – AATTCGGCATTCGATCCGAA – 5′
- Raona per què la seqüència anterior és d’ADN i no d’ARN.
- Transcriu la seqüència per obtenir la seqüència d’ARNm resultant indicant quins són els extrems 3′ i 5′.
A3. A continuació es mostra la seqüència de nucleòtids d’un fragment d’ADN. La fletxa indica el sentit de la transcripció.
←
5′ – CCTACGGTAAAGTT – 3′
3′ – GGATGCCATTTCAA – 5′
- Si en aquest cas l’ARN polimerasa transcriu de dreta a esquerra, quina de les dues cadenes serà la cadena motlle? I la cadena codificadora? Argumenta la teva resposta.
- Escriu la molècula d’ARNm resultant.
A4. Justifica si la següent afirmació és vertadera o falsa.
«L’ARN polimerasa sempre transcriu la mateixa cadena d’ADN, ja que únicament pot transcriure en direcció 3’→5′.»
A5. Ajudant-te del codi genètic, escriu la seqüència d’aminoàcids de les proteïnes que es formaran a partir dels ARNm següents:
- 5′ – UACUCAGGUUCA – 3′
- 3′ – CAUGCUCUAGUA – 5′
- 5′ – CGUGGUUAAAUU – 3′
A6. Respon a les següents qüestions sobre el codi genètic.
- Quantes combinacions diferents de triplets existeixen? Quants aminoàcids diferents es poden formar? Explica la importància biològica d’aquest fet.
- Per a quin aminoàcid codifica el triplet UGC? I el triplet CGU? Què implica això tenint en compte que tots dos estan formats pels mateixos nucleòtids?
- Tots els triplets tenen sentit (codifiquen per un aminoàcid o indiquen terminació), què creus que passaria si no fos així?
- Quina conclusió pots treure del fet que tots els éssers vius tenguin el mateix codi genètic?
- Redacta les característiques del codi genètic a partir de les conclusions extretes de les qüestions anteriors.
A7. Ordena les següents imatges de les etapes de la traducció. A continuació indica, per a cada una de les imatges, en quina fase de la traducció es troba i què succeeix.
A8. Posa en pràctica els coneixements adquirits i comença a fabricar proteïnes. Obre l’enllaç que tens a continuació i clica a “expression”.
Col·loca l’ARN polimerasa per obtenir la cadena d’ARNm; després afegeix els ribosomes i obté la teva proteïna. Utilitza el simulador per fabricar proteïnes de diferents tipus. Quan hagis acabat, fes una captura de pantalla i aferra-la al teu document.
A9. Raona si una mateixa molècula d’ARNm es pot utilitzar per obtenir diferents còpies d’una mateixa proteïna.