D.1.2 · Síntesis de proteínas

Esta hoja cubre temas seleccionados de HL/SL para el curso evaluado por primera vez en 2025; no es todo el programa.

Prerrequisitos: Estructura del ADN y apareamiento de bases de A.1.2, y enzimas de B.1.

Los ejemplos son originales y ficticios: no son mediciones reales ni investigaciones estudiantiles reales.

¿Qué explicaría esta observación?

• Un gen de cientos de bases produce una proteína mucho más corta, y una mutación de una sola base puede destruir todo el producto. ¿Cómo lee la célula una secuencia de bases para formar una secuencia de aminoácidos?

Construya el modelo

• En la transcripción, la enzima ARN polimerasa construye una cadena de ARNm complementaria a una de las cadenas plantilla de ADN. En la traducción, un ribosoma lee el ARNm en grupos de tres bases — codones— y une los aminoácidos correspondientes para formar un polipéptido.
• La mayoría de los codones especifican un aminoácido. El código genético es degenerado: varios codones pueden especificar el mismo aminoácido. Un codón de terminación señala el final de la traducción y no especifica ningún aminoácido. Dado que el marco de lectura avanza de tres en tres, insertar o eliminar una base desplaza todos los codones subsiguientes — un cambio de marco de lectura.
• transcripción: Copiar la secuencia de ADN de un gen en un ARNm complementario; traducción: Leer los codones del ARNm en un ribosoma para construir un polipéptido; codón: Grupo de tres bases de ARNm que especifican un aminoácido o una señal de terminación; codón de terminación: Codón que termina la cadena sin codificar un aminoácido.

Elija evidencias que puedan probarlo

• La secuencia de bases de un gen predice la secuencia de aminoácidos de su proteína a través de la tabla de códigos; compare un gen conocido con su proteína para verificar. Experimentos de marcado radiactivo colocaron aminoácidos en el orden especificado por el ARNm; esto constituye evidencia para la lectura de codones, no una suposición.
• Mutaciones que cambian un codón por un codón de parada truncan la proteína exactamente en ese punto, lo cual puede verificarse contra la secuencia.

Trabaje desde cantidades conocidas

• Datos conocidos: un segmento de ARNm codificante tiene 63 bases, incluyendo un codón de parada. Codones = bases / 3 = 63 / 3 = 21. El codón de parada no codifica un aminoácido, por lo que el péptido tiene 21 − 1 = 20 aminoácidos.

Ejemplo:

Un segmento de codificación de 90 bases incluye un codón de parada. Encuentra la longitud del péptido usando la misma secuencia: cantidades conocidas → modelo → relación → sustitución → unidad e interpretación. (Respuesta: codones = 90/3 = 30; péptido = 30 − 1 = 29 aminoácidos. Las bases no son aminoácidos: divide por tres primero.)

Verifique la conclusión y sus límites

• Este modelo de conteo cubre solo la secuencia codificante: los genes reales también poseen promotores, regiones no traducidas y, en eucariotas, intrones que se eliminan antes de la traducción. Por lo tanto, el recuento total de bases de un gen no es una fórmula para calcular la longitud del péptido.

Advertencia:

Cada base en la secuencia codificante codea para un aminoácido. Esta afirmación es falsa: los aminoácidos son codificados por tripletes — tres bases por codón — y el codón de parada no añade ninguno, por lo que un segmento de 63 bases da 20 aminoácidos, no 63.

Clave:

Síntesis proteica: la transcripción copia el gen al ARNm; la traducción lee los codones en grupos de tres en el ribosoma. Codones = bases ÷ 3, y el codón de parada no codifica ningún aminoácido; una inserción o delección de una base desplaza todo el marco de lectura.

Escribir a partir de 29 aminoácidos

• Una región codificante de ARNm tiene 90 bases incluyendo el único codón de parada.
• Encontrar los aminoácidos: (90 − 3) ÷ 3 = 29 — el codón de parada no añade ninguno.

Escribir a partir de 14 aminoácidos

• Un segundo segmento tiene 45 bases, nuevamente con un codón de parada al final.
• Encontrar los aminoácidos: 45 ÷ 3 = 15 codones, uno de ellos de parada, por lo tanto 14.

Escribir a partir de un marco desplazado

• Se elimina la base 4 de una región codificante.
• Indicar los cambios: cada codón después de la eliminación se relee en un nuevo marco; una eliminación no es un solo cambio sino un cambio en toda la secuencia.