Transferencia de ARN: Definición, estructura y función del ARNt

¿Qué es el ARNt?

El ARNt, que significa ARN de transferencia, es un tipo de molécula de ARN. Todas las moléculas de ARN y ADN se clasifican como ácidos nucleicos, lo que significa que desempeñan un papel en la herencia y el almacenamiento de información genética. El ARNt desempeña específicamente un papel en la traducción de la síntesis de proteínas. Como sugiere su nombre, transfiere aminoácidos al ribosoma para que puedan colocarse en el orden correcto para producir la proteína requerida.

Tipos de ARN

A diferencia del ADN, que sólo tiene una forma, el ARN se presenta en 3 formas: ARN mensajero, ARN ribosómico y ARN de transferencia. Cada una de estas moléculas tiene una estructura y función específicas en la expresión genética mediante la síntesis de proteínas.

El ARN mensajero, abreviado ARNm, se forma en el núcleo como cadena complementaria del gen que se va a expresar. Este paso se llama transcripción, ya que el mensaje de la proteína se escribe como ARNm. Una vez escrito el código del gen, el ARNm lleva el código a un ribosoma para traducirlo. El código se utiliza para poner los aminoácidos en el orden correcto para formar la proteína correcta.

El ARN ribosómico, abreviado ARNr, se forma en subunidades ribosómicas en el nucléolo del núcleo. Una vez formados, se envían al citoplasma para comenzar a traducir secuencias de ARNm en proteínas. Para traducir un código de ARNm, una subunidad ribosomal pequeña y una grande deben combinarse para formar un ribosoma completo. Cuando terminan, las subunidades se desprenden y buscan otra cadena de ARNm para decodificarla.

El ARN de transferencia, abreviado ARNt, lleva aminoácidos al ribosoma. Hay sesenta y cuatro formaciones posibles de ARNt y cada ARNt está unido a un aminoácido específico. El ribosoma hace coincidir el código de ARNt con el código de ARNm para construir la secuencia correcta de aminoácidos. Al igual que el ARNr, las moléculas de ARNt son reutilizables, por lo que una vez que dejan el aminoácido asignado, pueden tomar otro.

Estructura del ARN de transferencia

El ARN de transferencia, al igual que todas las moléculas de la familia de los ácidos nucleicos, está formado por nucleótidos. Un nucleótido contiene un azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada. En el ARN, el azúcar utilizado es la ribosa, y las bases pueden ser A, U, C o G. Aunque no se suelen mostrar en diagramas, no hay que olvidar que las As, Us, Cs y Gs tienen esa estructura nucleotídica completa. con un azúcar ribosa y un grupo fosfato unidos a cada uno.

La estructura del ARNt es la de una cadena de ARN plegada en una serie de bucles. Un extremo tiene un aminoácido adjunto, que se muestra en azul como el tallo aceptor en el diagrama. El extremo opuesto tiene un grupo de tres nucleótidos llamado anticodón. El anticodón es lo que el ribosoma hará coincidir con la secuencia de ARNm. El ribosoma transferirá (unirá) el aminoácido a la cadena polipeptídica en crecimiento, momento en el que se puede considerar que la molécula de ARNt está vacía. Sin embargo, es reutilizable y puede recoger otro aminoácido del mismo tipo.

ARNm a ARNt

El proceso de síntesis de proteínas utiliza los tres tipos de ARN y ADN. El ADN se mantiene en el núcleo y no puede salir debido al ancho de la molécula que no pasa a través de los poros nucleares. En lugar de utilizar el ADN directamente para construir la proteína necesaria, se debe crear una molécula mensajera para llevar el código a los ribosomas del citoplasma. Luego, el ribosoma leerá el código para poner los aminoácidos en el orden correcto. El proceso se divide en dos fases generales: transcripción y traducción.

Transcripción

Durante la transcripción, se descomprime un segmento de ADN que codifica una proteína (un gen) para poder acceder a la información. La enzima ARN polimerasa lee la cadena de ADN y une los nucleótidos de ARN complementarios para crear la cadena de ARNm. Esta cadena de ARNm se modificará mediante el procesamiento de ARN antes de que abandone el núcleo. El procesamiento de ARN incluye la eliminación de algunas secuencias de ARN, como los intrones.

La transcripción también se utiliza para crear moléculas de ARNt que serán necesarias en la segunda parte: la traducción. El gen para construir el código de ARNt se expone, se copia y se construye la molécula de ARNt resultante.

Traducción

En la segunda parte del proceso de síntesis de proteínas, la traducción, un ribosoma leerá y traducirá el código de ARNm en una secuencia de aminoácidos, formando una proteína. Para ello, hace coincidir cada conjunto de tres nucleótidos ( codón ) del ARNm con el anticodón del ARNt complementario. El ARNt complementario ingresa a través del sitio A del ribosoma. El aminoácido transportado por ese ARNt se une luego a la cadena proteica que crece en el sitio P del ribosoma. Cuando el ribosoma se desplaza hacia abajo un codón, el ARNt que ahora no tiene un aminoácido se libera del sitio E. Las moléculas de ARNt son reutilizables; pueden ir a recoger otro aminoácido que flota libremente. El ribosoma repite este proceso codón por codón hasta que toda la secuencia de ARNm se ha traducido a la secuencia correcta de aminoácidos.

Redundancia del Código

Debido a que el código se lee tres nucleótidos a la vez y hay cuatro nucleótidos posibles que podrían usarse en los anticodones, hay sesenta y cuatro combinaciones posibles de anticodones. Aunque hay sesenta y cuatro combinaciones posibles, sólo existen veinte aminoácidos únicos; entonces, para muchos aminoácidos, existen múltiples secuencias que darán como resultado la traducción del mismo aminoácido. Los científicos han podido identificar qué codones se traducen en cada aminoácido y han organizado esta información en un cuadro de codones como el que se ve a continuación.

Por ejemplo, el codón GCU se traduce como aminoácido alanina. GCC, GCA y GCG también se traducen a alanina. La tercera base de la secuencia en realidad no supone ninguna diferencia en este caso. Incluso si hay una mutación en esta tercera base, se entregará el mismo aminoácido. Esta tercera base de la secuencia a veces se denomina posición de oscilación porque tiende a haber cierto margen de maniobra debido a la redundancia del código.

Esta redundancia en el código ayuda a prevenir la producción de proteínas defectuosas incluso si hay una mutación en el código de ADN o ARNm. Las proteínas constituyen la mayoría de las estructuras del cuerpo, incluidas las enzimas que regulan nuestro metabolismo, por lo que es extremadamente importante tener proteínas formadas y funcionando correctamente.

¿Qué hace el ARNt?

La función del ARNt es la de transportador o lanzadera. Las moléculas de ARNt transportan un aminoácido específico al ribosoma para usarlo en la traducción del código de ARNm. Una sola molécula de ARNt puede realizar esta función una y otra vez.

¿Cómo sabe el ARNt qué aminoácido transportar?

La estructura básica de los veinte aminoácidos es la misma: un átomo de carbono central unido a un grupo funcional amina, un grupo funcional carboxilo, un átomo de hidrógeno y un grupo R (o variable). El grupo R es lo único diferente de un aminoácido a otro, por lo que no sorprende que cada aminoácido tenga propiedades químicas específicas dictadas por su grupo R. Estas propiedades podrían ser cosas como tener carga positiva, carga negativa, neutral, hidrófilo, hidrófobo, etc.

Estas propiedades afectan no sólo la forma en que los aminoácidos de una proteína interactuarán entre sí, sino también qué moléculas de ARNt pueden unirse a ellos. Una molécula de ARNt con el anticodón UAC, por ejemplo, siempre se emparejará con el aminoácido metionina debido a las propiedades químicas de las dos moléculas.

Resumen de la lección

El ARNt, junto con otras moléculas del grupo de los ácidos nucleicos, participa en el proceso de expresión genética. La expresión genética es la forma en que los organismos usan su código genético para crear proteínas que les permitan expresar un rasgo particular. Los seres vivos están compuestos principalmente de proteínas; músculos, huesos, piel, cabello, enzimas y células sanguíneas son sólo algunos ejemplos de las estructuras corporales que están hechas de proteínas. Las proteínas son moléculas complejas formadas por aminoácidos. Cada proteína tiene un orden único de aminoácidos que le da a la proteína su estructura y función únicas. La célula tiene todas las direcciones para construir estas proteínas en su ADN. El ADN se mantiene en el núcleo y no puede salir, lo que supone un desafío porque los ribosomas y los aminoácidos se encuentran en el citoplasma. Para cerrar esta brecha, la célula debe realizar una transcripción para crear una molécula de ARN mensajero ( ARNm ). Luego, la molécula de ARNm lleva el código genético a un ribosoma (hecho de ARN ribosómico, o ARNr para abreviar) para iniciar el proceso de traducción.

Durante la traducción, el ribosoma lee el código del ARNm de tres bases nitrogenadas a la vez para construir la cadena proteica. Estos grupos de tres en el ARNm se denominan codones. El ribosoma hace coincidir cada codón de ARNm con el grupo complementario de tres en la molécula de ARNt (llamado anticodón ). ARNt es la abreviatura de ARN de transferencia porque la función del ARNt es transferir aminoácidos a la proteína que se está construyendo. Cuando el ribosoma ha hecho coincidir correctamente el codón con el anticodón, se forma un enlace entre el aminoácido transportado por el ARNt y la cadena proteica en crecimiento. A medida que el ribosoma desciende por el código de ARNm, más y más aminoácidos se unen a la cadena proteica en crecimiento hasta que finalmente llega al final del código, lo que da como resultado una proteína terminada. Los aminoácidos tienen diferentes propiedades químicas, como estar cargados positiva o negativamente, por lo que siempre se unirán a moléculas de ARNt específicas. Los científicos han podido identificar qué codones y anticodones corresponden a qué aminoácidos. También han descubierto que hay cierta redundancia en el código, ya que hay sesenta y cuatro combinaciones posibles de codones pero sólo veinte aminoácidos. No es raro que la tercera base del codón no tenga ningún efecto sobre el aminoácido que se administra; por ejemplo, CCC, CCU, CCA y CCG se traducen al aminoácido prolina. Esta redundancia en el código ayuda a garantizar que se forme la secuencia de proteínas correcta incluso si hay errores en el código de ADN o ARNm.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador