Cómo determinar qué aminoácidos se generan a partir de una única cadena de ARNm

En primer lugar, los aminoácidos no se generan a partir de ARNm. Obtenemos aminoácidos de la descomposición de proteínas en nuestra dieta. O también pueden ser sintetizados en otras vías.

Lo que hace el ARNm es proporcionar una plantilla para ensamblar aminoácidos en una cadena polipeptídica , que formará una proteína.

El proceso se llama traducción (el ARNm se traduce en polipéptidos) y requiere ARNm como plantilla. El ribosoma proporciona los sitios para la traducción y cataliza el proceso, y el tRNA (RNA de transferencia) transporta un aminoácido a la vez y “lee” el mRNA para encontrar dónde debe agregarse correctamente.

El ARNm se lee en grupos de tres bases llamadas codones . El codón de inicio es AUG y también requiere metionina. Puede traducir manualmente el ARNm siguiendo el codón de inicio y leyendo por codón, tres letras a la vez. Esta tabla del código genético te dice qué aminoácidos corresponden a qué codones:

UAA, UAG o UGA son los codones de parada y señala el final de la traducción.

Nota: esta respuesta es bastante simplificada. Estoy escribiendo con un principiante en mente, que solo quiere saber lo básico. Otras respuestas explican que hay algunas excepciones notables, y que existen diferencias entre la traducción procariota y la eucariótica.

En primer lugar, está mal usar la oración “qué aminoácidos se generan a partir de una única cadena de ARNm”

Los aminoácidos no son generados por el ARNm, los códigos de ARNm para la secuencia de aminoácidos que necesitan ser unidos para formar polipéptidos. Presente en mRNA son secuencias específicas de bases de nucleótidos (llamados codones) – el codón que coincide o proporciona instrucciones para la elección de qué aminoácido particular debe agregarse se han resuelto.

Ahora, para determinar la secuencia, sería un poco más desafiante, pero una técnica es controlar la adición de aminoácidos alimentándolos con ácido específico (uno cada vez) y observar si se ha agregado el aminoácido en particular.

Cada aminoácido se transcribe a partir de una combinación de 3 pares de nucleótidos de ARN llamados codones. La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada ha publicado una tabla de codones en la que puede encontrar qué codón se refiere a qué aminoácido. Luego solo divida la cadena de ARN en grupos de 3 bases y podrá identificar fácilmente los aminoácidos que va a transcribir. Hay ciertas herramientas disponibles en línea en las que puede ingresar su secuencia de cadena de ARN y devolverán la secuencia de proteína (aminoácido) resultante de esa cadena. Una de las herramientas que utilicé es la herramienta ExPASy Translate. Debajo está el enlace a esta herramienta:

ExPASy – Herramienta de traducción

Otros (como Jason) han asumido que estás preguntando sobre el ARNm eucariótico, y que es el más fácil de explicar, porque solo buscas el primer AUG después de la secuencia del casquete 5 ‘y ese debería ser el codón de inicio (para metionina). Suponiendo que está mirando la secuencia de ARN, simplemente marque cada triplete sucesivo de nucleótidos y busque cada uno de esos “codones” en una tabla de codones. Sigues adelante hasta que tocas un codón de parada, y ese es el final. El ARNm eucariótico es monocistrónico, por lo que un gen cuenta la historia completa de una sola cadena de ARNm.

En las bacterias, las cosas son un poco más complicadas. El ARNm bacteriano es policistrónico, lo que significa que una sola cadena de ARNm puede tener múltiples genes en él, en conjunto. No hay cola 5 ‘cap o 3’ poly-A como en eucariotas. Para encontrar el comienzo de un gen, suponiendo que está mirando la secuencia de ARNm, buscaría un sitio de unión a ribosoma rico en purina, como AGGAG. Y el primer AUG después de eso debería ser el codón de inicio. Entonces, al igual que con el ARNm eucariótico, se marcan tríos secuenciales (codones) y se los busca en un gráfico de codones hasta que se llega al codón de detención. PERO ENTONCES tiene que escanear hasta que encuentre el SIGUIENTE sitio de unión de ribosomas, y el NEXT AUG, y repita todo, y luego otra vez.

La proteína más grande que E. coli sabe cómo hacer es la subunidad beta de la ARN polimerasa que tiene alrededor de 1500 aminoácidos. La segunda proteína más grande es la subunidad beta prima de la ARN polimerasa. Y ambas subunidades están codificadas en la misma cadena enorme de ARNm, creo que con algunas otras proteínas también. Esa es una gran pieza de ARNm bacteriano.

El ARNm eucariota también puede ser bastante grande porque hay un mecanismo evolutivo que toma proteínas procariotas / bacterianas con múltiples subunidades y las une en UNA GRAN PROTEÍNA que está compuesta por un gran ARNm.

Es bastante fácil determinar qué aminoácidos se traducen de una única cadena de ARNm. Los códigos de ADN para proteínas en codones, conjuntos de tres bases que corresponden a ciertos ARNt tienen aminoácidos unidos a ellos. Cada ARNt tiene una sección llamada anticodón que se une al ARNm, durante la traducción, el ribosoma puede tomar el aminoácido que está unido a ese ARNt específico y agregarlo a la cadena polipeptídica.

El ARNm tiene un par de partes, en el extremo 5 ‘, hay un 7-metil GTP (trifosfato de guanidosina) que sirve como una especie de “tapa”. Esto es seguido por 5 ‘UTR (región no traducida) que a menudo contiene secuencias de unión o secuencias que pueden usarse para regular la expresión del ARNm. Después de todo esto, es la región traducida real del ARNm. Después viene el 3 ‘UTR, en su mayoría solo una zona de amortiguamiento (pero contiene una cierta secuencia que causa que la cola poli-A se agregue al ARNm), seguida de una “tapa” poli-A que sirve para proteger el ARNm de la degradación por mecanismos propios de la célula.

La región traducida del ARNm es la única parte del ARNm que en realidad se convierte en proteínas, y determinar qué aminoácidos codifica es simple, como he escrito en el primer párrafo. El primer codón en la región traducida es siempre AUG, que codifica la metionina, después de eso, cada tres bases es un codón que codifica un aminoácido separado. El aminoácido que codifica se puede encontrar en esta tabla:

Donde el círculo interno es la primera letra del codón, el segundo círculo es el segundo, el tercero el tercero y el círculo más externo es el aminoácido que codifica, por ejemplo, el codón CCC codifica la prolina. Dado un punto de partida, puede determinar exactamente qué aminoácidos genera un ARNm, para cada codón, siga la tabla hasta que toque un codón de parada y pare.