ARN y síntesis de proteínas – Biología 1

Se debe mencionar que la molécula del ADN contiene información valiosísima que determina la identidad de cada organismo y es imprescindible para el desarrollo de sus funciones vitales.

Pero esta información no tendría sentido alguno si no pudiera ser interpretada o descifrada para ser utilizada en la formación y fisiología de un ser vivo.

Se puede ejemplificar al ADN con un libro lleno de datos acerca de cómo construir organismos, pero es necesario interpretar esta información, para traducirla en formas, colores, diseños naturales, color de ojos, de cabello, etc., y es aquí donde el ácido ribonucleico (ARN) entra en acción.

Su función (ARN) es interpretar la información codificada en el ADN y convertirla en las proteínas que se requieren en determinado momento en un organismo, de acuerdo con sus características específicas.

El ARN es un ácido nucleico, similar al ADN, el cual también está formado por nucleótidos, pero en este caso el azúcar es ribosa y en las bases nitrogenadas, en lugar de timina, hay uracilo:

Otra diferencia importante entre la molécula de ADN y la de ARN es:

-El ADN tiene doble cadena y el ARN sólo tiene una y es mucho más corta.

-El ADN sólo se ubica en el núcleo de la célula y el ARN puede estar en diversas ubicaciones distribuido en la célula dentro y fuera del núcleo.

Existen tres tipos de ARN:

-Mensajero

-De transferencia

-Ribosomal

A manera de ejemplo:

El ARN lleva a cabo su función en dos etapas:

-Transcripción.

El ARN mensajero (ARNm) obtiene la información contenida en el ADN.

-Traducción.

Se interpreta dicha información y se construye una proteína de acuerdo con las instrucciones codificadas y transcritas, cabe mencionar que desde la época de Watson y Crick, se llegó a la conclusión de que la información del ADN fluye de la siguiente manera:

En los inicios se pensó que la información siempre fluía de esa manera y se decía que éste era el “dogma central de la biología molecular”, sin embargo, en la ciencia no existen verdades absolutas, por lo que años más tarde se demostró que también era posible que el ARN fuera un molde para que se elaborara ADN, en otras palabras, una de las flechas de arriba puede ir en sentido contrario, este proceso lo llevan a cabo los retrovirus, como es el caso del que causa el sida.

Transcripción del ADN

El ADN contiene la información para producir unas 3000 o más proteínas diferentes, de acuerdo con estudios realizados, se ha llegado a la conclusión, de que el segmento de ADN que codifica para la síntesis de una proteína o de una cadena de proteína es un gen, o sea que el ADN está formado por varios miles de genes.

Cuando es necesario formar una proteína en particular, se produce una copia del segmento de ADN, es decir, del gen que codifica para esa proteína, para ejemplificar esto, es como si se tuviera un libro con mucha información pero del cual sólo se va a fotocopiar la página que nos interesa.

El primer paso para la transcripción consiste en que el ADN se abra para permitir ser copiado.

La enzima ARN polimerasa va colocando los nucleótidos necesarios para formar una molécula de ARN mensajero que sea complementaria a la secuencia de ADN que se está copiando.

Posteriormente se coloca una adenina donde haya timina, guanina con citosina y uracilo donde haya adenina

Una vez que se ha copiado el segmento de ADN, el ARN mensajero se desprende, sale del núcleo y comienza sus funciones en el citoplasma, la molécula de ADN se cierra de nuevo y permanece en el núcleo.

Traducción del ADN

Para la interpretación o traducción del mensaje del ADN, es necesaria la participación del ARN ribosomal, el cual forma los ribosomas, que es donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas:

También es importante la participación de los ARN de transferencia, los cuales tienen la forma de un trébol.

Hay que considerar que en una parte de la molécula hay un grupo de tres bases llamado anticodón, y en otra parte de la molécula hay un sitio por el cual puede unirse a un aminoácido, al cual va a transportar:

Al imaginar que el ADN es como si fueran los planos para construir todos los edificios y las casas de la ciudad:

1.- Se comienza por construir una casa y el arquitecto (ARN mensajero) va a las oficinas centrales (núcleo) y obtiene una copia de los planos que necesita.

2.- La copia se utiliza para saber el orden en que deben colocarse los componentes de la casa.

3.- Los albañiles (ARN de transferencial) se encargan de acarrear los ladrillos que hagan falta y los van colocando en el orden que les indican los planos.

4.- Cada uno de los albañiles se especializa en acarrear un tipo determinado de ladrillos.

5.- La construcción se lleva a cabo en un lote o terreno (ARN ribosomal).

6.- Al final se obtiene una casa (proteína), elaborada de acuerdo con los planos originales.

Código Genético

En el proceso de interpretación de la información del ADN la célula tiene su propia clave o código para determinar que aminoácidos deben colocarse para armar una proteína determinada.

Se debe considerar que esa clave está en el mensaje del ADN, ya que de acuerdo a los tripletes o codones que se van leyendo se van colocando los aminoácidos correspondientes.

Los científicos se han encontrado con un gran reto tras el descubrimiento del ADN, ya que fue necesario determinar la forma en que se podía interpretar el código genético, era necesario saber que aminoácidos se colocan en una proteína a partir de una secuencia determinada de ADN

Los científicos Marshall Nirenberg y Henrich Matthaei fueron los principales responsables de descifrar este código, ya que en 1961 realizaron sus experimentos que condujeron a la interpretación del código genético

EL código tiene las siguientes características:

1.- Consiste en 64 tripletes que corresponden a los 20 aminoácidos, por lo tanto algunos aminoácidos tienen dos o más codones que los codifican, por esta característica se dice que el código es redundante o degenerado.

2.- Cada codón codifica para un aminoácido determinado, lo que significa que el código no es ambiguo.

3.- Existen un codón de inicio y tres codones de terminación, estos últimos no codifican para ningún aminoácido.

4.- El código es universal porque todos los seres vivos que hay en nuestro planeta responden de la misma manera a las instrucciones del ADN, esto refuerza la idea de que todos los seres vivos tenemos un origen común.

La interpretación del código genético ha sido un gran avance para la ciencia y en él se basan las aplicaciones de la biotecnología actual, ya que se sabe qué mensaje genético se necesita para la síntesis de determinada proteína, como la insulina.