Name: dna to protein: central dogma steps
Uploaded: 2020-11-23T11:47:33.000Z
Duration: 1 min 25 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Minnesota Academic Standards in Science

9-12

Life Science

1.1.1 9L.1.1.1.1

The Central Dogma

- [Instructor] El dogma central
de la biología molecular

afirma

que la información codificada en el ADN

se transfiere al ARN, que entonces dirige

la síntesis de proteínas,
basándose en estas instrucciones.

Primero, en el proceso de transcripción,

el ADN se utiliza como
plantilla para sintetizar el ARN

mensajero,

el ARNm, que representa
una copia de la cadena de

codificación.

Excepto que las timidinas
son uraciles reemplazados.

Luego, en el proceso de
traducción en eucariotas,

el ARNm viaja a un ribosoma.

Aquí, los codones, grupos de
tres nucleótidos, en el ARNm,

se unen a secuencias complementarias

en la transferencia de
moléculas de ARN, ARNt.

Cada uno de los cuales está
unido a un aminoácido en

particular,

dependiendo del codón específico.

Por ejemplo, el codón CCA se une a un tRNA

unido a la prolina, mientras
que el AGC se une a un tRNA

unido a la serina.

De esta manera, el código
genético especifica el orden en el

que

los aminoácidos están dispuestos

en el polipéptido resultante.

Los polipéptidos son a menudo
procesados posteriormente

para convertirse en proteínas funcionales.

Smith, Ann y Kenna Shaw. "Descubriendo la relación entre el ADN y la producción de proteínas". Educación para la Naturaleza 1 no. 1 (2008):112. [<a href="https://www.nature.com/scitable/topicpage/discovering-the-relationship-between-dna-and-protein-27699" target="__blank">Fuente</a>]

Ralston, Amy y Kenna Shaw. "Lectura del código genético". Educación de la Naturaleza 1 no. 1 (2008):120. [<a href="https://www.nature.com/scitable/topicpage/reading-the-genetic-code-1042" target="__blank">Fuente</a>]

el dogma central

<h4>Descripción general</h4> El dogma central de la biología afirma que la información codificada en el ADN se transfiere al ARN mensajero (ARNm), que luego dirige la síntesis de proteínas. El conjunto de instrucciones que permiten decodificar la secuencia de nucleótidos del ARNm en aminoácidos se denomina código genético. La naturaleza universal de este código genético ha impulsado avances en la investigación científica, la agricultura y la medicina. <h4>El ARN es el eslabón perdido entre el ADN y las proteínas</h4> A principios del siglo XX, los científicos descubrieron que el ADN almacena toda la información necesaria para las funciones celulares y que las proteínas realizan la mayoría de estas funciones. Sin embargo, los mecanismos para convertir la información genética en proteínas funcionales permanecieron desconocidos durante muchos años. Inicialmente, se creía que un solo gen se convertía directamente en su proteína codificada. Dos descubrimientos cruciales en células eucariotas cuestionaron esta teoría: primero, la producción de proteínas no tiene lugar en el núcleo. En segundo lugar, el ADN no está presente fuera del núcleo. Estos hallazgos provocaron la búsqueda de una molécula intermediaria que conecte el ADN con la producción de proteínas. Esta molécula intermediaria, que se encuentra tanto en el núcleo como en el citoplasma y asociada con la producción de proteínas, es el ARN. Durante la transcripción, el ARN se sintetiza en el núcleo, utilizando el ADN como plantilla. El ARN recién sintetizado tiene una secuencia similar a la cadena de ADN, excepto que la timidina en el ADN es reemplazada por uracilo en el ARN. En eucariotas, este transcrito primario se procesa aún más, eliminando las regiones no codificantes de la proteína, tapando el extremo 5' y agregando una cola poli-A 3', para crear ARNm que luego se exporta al citoplasma. <h4>Las reglas para interpretar la secuencia de ARNm constituye el código genético</h4> La traducción ocurre en los ribosomas del citoplasma, donde la información codificada en el ARNm se traduce en una cadena de aminoácidos. Un conjunto de tres nucleótidos codifica un aminoácido y estos tripletes se llaman codones. El conjunto de reglas que describen qué codones especifican un aminoácido en particular constituyen el código genético. <h4>El código genético es redundante</h4> Las proteínas se crean a partir de 20 aminoácidos en los eucariotas. La combinación de cuatro nucleótidos en conjuntos de tres proporciona 64 (43) codones posibles. Esto significa que es posible que un aminoácido individual pueda estar codificado por más de un codón. Se dice que el código genético es redundante o degenerado. A menudo, pero no siempre, los codones que especifican los mismos aminoácidos difieren sólo en el tercer nucleótido del triplete. Por ejemplo, los codones GUU, GUC, GUA y GUG representan el aminoácido valina. Sin embargo, AUG es el único codón que representa el aminoácido metionina. El codón AUG es también el codón donde comienza la síntesis de proteínas y, por lo tanto, se denomina codón de inicio. La redundancia en el sistema minimiza los efectos nocivos de las mutaciones. Una mutación (es decir, un cambio) en la tercera posición del codón no necesariamente resulta en un cambio del aminoácido. <h4>El código genético es universal</h4> Con algunas excepciones, la mayoría de los organismos procarióticos y eucariotas utilizan el mismo código genético para la síntesis de proteínas. Esta universalidad del código genético ha permitido avances en la investigación científica, la agricultura y la medicina. Por ejemplo, ahora la insulina humana se puede fabricar a gran escala en bacterias. Esto se hace utilizando tecnología de ADN recombinante. El ADN recombinante está formado por material genético de diferentes especies. Los genes que codifican la insulina humana se unen al ADN bacteriano y se insertan en una célula bacteriana. La célula bacteriana realiza la transcripción y traducción para producir la insulina humana codificada en el ADN recombinante. La insulina humana resultante se utiliza para tratar la diabetes.

El dogma central

Visión general

El dogma central de la biología establece que la información codificada en el ADN se transfiere al ARN mensajero (ARNm), que luego dirige la síntesis.

Education

Educación

JoVE Core

Molecular Biology

Biología Molecular

Unit 1

Unidad 1

DNA, Cells, and Evolution

ADN, células y evolución

KEY TERMS AND CONCEPTS

TÉRMINOS Y CONCEPTOS CLAVE

dna to protein: central dogma steps

The central dogma explains how genetic information moves from DNA to RNA to protein. This flow is a key idea in molecular biology. It helps show how cells use genes to make the molecules that carry out work.

DNA stores the instructions for making proteins. During transcription, a gene in DNA is copied into RNA. The RNA then carries that message to the next stage.

In translation, the RNA message is used to build a protein. Proteins do much of the cell’s work, so this process connects genes to traits and cell function. Understanding the central dogma helps students see how information in DNA becomes an active product in the cell.

DNA to Protein: Central Dogma Steps

the dna helix

DNA Structure and Base Pairing

DNA has a helical structure that helps store genetic information. The double helix is the shape formed by two strands that twist around each other. This structure is a key feature of DNA in cells. The two strands are held together by base pairing. Bases on one strand match with bases on the other strand in a regular way. This pairing helps keep the DNA molecule stable and organized. The helix shape also helps explain how DNA fits into chromosomes and carries instructions for living things. By...

the central dogma

The central dogma explains how genetic information moves from DNA to RNA to protein. This flow is a key idea in molecular biology. It helps show how cells use genes to make the molecules that carry out work. DNA stores the instructions for making proteins. During transcription, a gene in DNA is copied into RNA. The RNA then carries that message to the next stage. In translation, the RNA message is used to build a protein. Proteins do much of the cell’s work, so this process connects genes to...

prokaryotic cells

Inside Prokaryotic Cell Structure

Prokaryotic cells have a simple internal structure compared with many other cells. They are usually divided into two groups: bacteria and archaea. These cells have no nucleus, so their DNA is not enclosed in a membrane-bound compartment. Instead, the genetic material is found in the nucleoid, a region where the DNA is located in the cell. Some prokaryotic cells also contain plasmids, which are small extra DNA molecules. A capsule may surround the cell and provide an additional outer layer. <br...

eukaryotic compartmentalization

Cell Compartments in Eukaryotes

Eukaryotic cells use compartments to organize many different jobs inside one cell. These compartments help separate processes so they can happen in the right place. The compartment called the cytosol is the fluid part of the cell. It surrounds the other internal structures and helps support many cell processes. Inside the cell, membrane-bound organelles create distinct microenvironments. A microenvironment is a small internal space with conditions that fit a specific task. This separation...

the tree of life - bacteria, archaea, eukaryotes

the-tree-of-life-bacteria-archaea-eukaryotes

How Life Is Classified Into Three Domains

The tree of life shows how organisms are related through evolution. Its root represents the common ancestor of all life on Earth. From that point, branches spread out like a tree. The tips of the branches represent living, or extant, species. Species that no longer exist, called extinct species, appear closer to the center of the tree. Today, these organisms are grouped into three domains: bacteria, archaea, and eukaryotes. Scientists still debate these divisions, so the tree of life keeps...

mutations

How Mutations Change DNA

Mutations are changes in DNA. They can alter the genetic code and affect how genes work. In high school biology, students often study mutations to understand how DNA changes can influence traits. The transcript focuses on two common mutation types: point mutations and frameshift mutations. A point mutation changes one nucleotide, which is one DNA building block. A frameshift mutation happens when nucleotides are added or removed and the reading frame shifts. These changes matter because they...

gene evolution - fast or slow?

Why Some Gene Regions Evolve Faster

Gene regions do not all change at the same rate. In eukaryotes, long stretches of DNA do not code for proteins or RNAs. Some of these non-coding regions include important regulatory sequences, but most have no known function. Because little or no selection pressure acts on them, they often change the fastest over evolutionary time. Protein-coding regions usually evolve more slowly. A change in a coding sequence can alter a protein and make it less effective at doing its job. That creates...

genome size and the evolution of new genes

genome-size-and-the-evolution-of-new-genes

How Genome Size Shapes New Genes

Genome size can vary widely, and it also helps show how new genes form. Every living organism has a genome, whether it uses RNA or DNA. Yet the size of that genome can be very different from one organism to another. One major difference is whether the organism is prokaryotic or eukaryotic. Prokaryotic genomes usually have little to no non-coding sequence, which means genes are packed closely together in operons along the chromosome. Eukaryotic genomes contain long stretches of non-coding DNA...

gene families

How Gene Families Evolve and Diversify

Gene families are groups of genes that are thought to come from a shared ancestor. They usually form when a gene is copied by mistake during cell division. The original gene stays under selection pressure to keep its job, while the extra copy can change more quickly over time. Some copied genes gain a new role in the organism. When that happens, they are called paralogs, which are two genes in the same species that evolved from one common ancestral gene. Gene families also include orthologs,...

types of genetic transfer between organisms

types-of-genetic-transfer-between-organisms

How Genes Move Within and Across Generations

Genetic transfer is the movement of genetic information from one organism to another. It happens in two main ways: vertical gene transfer and horizontal gene transfer. Vertical gene transfer moves genes from one generation to the next. It is much more common than horizontal gene transfer. Vertical gene transfer happens during both sexual reproduction and asexual reproduction. In both cases, one or more organisms pass some or all of their genome to their offspring. This kind of transfer occurs...

key terms and concepts

Learn how genetic information moves from DNA to RNA to protein through transcription and translation, and how this process helps cells make proteins.

DNA to Protein: Central Dogma Steps | JoVE K12

molecular biology

JoVE Core Biología Molecular presenta los procesos moleculares de la célula a través de lecciones claras y concisas de animaciones audiovisuales. Además, en los vídeos de científicos en acción, se muestran aplicaciones de estos conceptos mediante experimentos reales en laboratorios especializados.

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New Jersey Student Learning Standards for Science

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From Molecules to Organisms: Structures and Processes

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New York State Science Learning Standards

Structure and Function

HS-LS1-1.

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The DNA Helix

DNA Packaging

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Organization of Genes

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Heterochromatin

Heredity: Inheritance and Variation of Traits: Ask questions to clarify relationships about the role of DNA and chromosomes in coding the instructions for characteristic traits passed from parents to offspring. (P: 1, CC: 2, CI: LS3)

1 Exploring phenomena or engineering problems
 1.1 Asking questions and defining problems
  1.1.1 Students will be able to ask questions about aspects of the phenomena they observe, the conclusions they draw from their models or scientific investigations, each other’s ideas, and the information they read.

DNA to Protein: Central Dogma Steps

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