1.15. L’expressió de la informació genètica

Les cèl·lules són capaces de mantenir la seva organització i les seves funcions gràcies a la informació genètica, que està continguda a la seqüència de nucleòtids del seu ADN. Ara bé, com pot aquesta informació dirigir els processos de la cèl·lula?

A mitjans dels anys 50 ja se sabia que l’ADN no era més que informació, un conjunt de plans, però que són les proteïnes les encarregades de dur a terme les reaccions químiques que mantenen la vida. Així doncs, es va suposar que la funció de l’ADN era dirigir la síntesi de proteïnes. Si era així, com ho feia?

Més o menys en la mateixa època en què s’estava estudiant l’estructura de l’ADN s’investigava també l’estructura de les proteïnes. A començament dels anys 50 es va veure que la insulina estava formada per una cadena lineal d’aminoàcids que tenien un ordre definit. Aquesta va ser una dada clau: si la insulina tenia una seqüència definida, genèticament determinada, el més probable és que la resta de proteïnes també tinguessin una seqüència fixa, diferent per a cada proteïna. A més, les propietats de cada proteïna dependrien de la seva seqüència d’aminoàcids. A partir d’aquí es va arribar a una idea fonamental:

      • l’ADN havia d’especificar, d’alguna manera, la seqüència d’aminoàcids de les proteïnes.

Primer es va pensar que els diferents aminoàcids encaixarien d’alguna manera al llarg de la doble hèlix d’ADN en llocs específics determinats per la seqüència de nucleòtids, però aviat es va veure que això no podia ser així (entre altres coses perquè l’ADN es troba al nucli i les proteïnes se sintetitzen al citoplasma) i que necessàriament havia d’haver:

  1. Algun tipus d’intermediari entre l’ADN i les proteïnes.
  2. Algun codi que traduís el missatge de l’ADN en forma de seqüència d’aminoàcids a la proteïna.

Aviat es va saber que l’intermediari era l’ARN i que el codi havia de tenir tres lletres com a mínim (si fos de dues lletres -o nucleòtids- només hi hauria 4^2=16 possibles combinacions, insuficients per a codificar els 20 aminoàcids que formen les proteïnes; amb tres nucleòtids hi ha 4^3=64 combinacions).

codi_genetic_nirenberg_600.jpgEls primers experiments per esbrinar quin era aquest codi van ser fets al 1961 per Marshal Nirenberg i el seu col·laborador Heinrich Matthaei. Van posar ARN poliuracil (una cadena d’uracils, UUUUUUU…) a 20 tubs d’assaig. A cada tub d’assaig hi van afegir extracte citoplasmàtic d’Escherichia coli i un aminoàcid marcat radioactivament, diferent a cada un dels tubs. Van deixar un temps perquè hi tingués lloc la reacció i tot seguit van separar els ribosomes de cada tub, a veure què havia passat. Va resultar que els ribosomes del tub que contenia Phe (fenilalanina) estaven marcats radioactivament, és a dir, tenien Phe unida. Per tant, el conjunt de tres nucleòtids UUU codificava l’aminoàcid Phe. A partir d’aquest moment el món estava més a prop de conèixer el codi genètic.

La figura següent és una imatge de la pàgina de la llibreta de laboratori en la qual Nirenberg anava prenent nota dels resultats d’aquests experiments. El primer de tots correspon al que acabem d’explicar.

Un cop es va conèixer el codi genètic es va veure que tenia les següents característiques:

  • La informació es llegeix en grups de tres nucleòtids, anomenats triplets.
  • Com que hi ha 64 triplets i 20 aminoàcids és possible que hi hagi aminoàcids codificats per més d’un triplet. Per això diem que el codi és degenerat.
  • El codi és seqüencial i no encavalcat: els nucleòtids es llegeixen un rere l’altre en grups de tres i cada triplet segueix l’anterior sense encavalcar-se amb ell.
  • El codi té triplets sense sentit que no codifiquen aminoàcids sinó senyals d’aturada.
  • El codi no és ambigu: un triplet codifica un sol aminoàcid i mai més d’un (tot i que un aminoàcid pugui ésser codificat per més d’un triplet).
  • El codi és universal, vàlid per a tots els éssers vius. Posteriorment es va trobar alguna excepció en el cas de l’ADN mitocondrial, on el triplet UAG codifica Trp (triptofà) en comptes de ser un triplet d’aturada o AUA codifica Met (metionina) en comptes d’Ile (isoleucina).
Anuncis

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

Connecting to %s