Durante los últimos años la ciencia ha tenido unos de los descubrimientos más importantes de la época; la codificación de la doble hélice del ADN.
Descubrimiento que ha revolucionado el mundo de la ciencia y que nos ha llevado a describir de manera gráfica y dinámica los procesos que involucran la traducción de este código hasta la síntesis de proteínas, proceso denominado Dogma de la Biología.
Adentrémonos al fascinante mundo de la Biología Molecular, eje principal de nuestra herencia.
Antes de proceder debemos aclarar ciertos términos esenciales que nos permitan comprender la participación de las diversas estructuras de los genes y los diferentes procesos metabólicos del ADN.
- Genes: son los segmentos de ADN que contienen la información genética necesaria para fabricar un producto determinado.
- Proteínas: molécula que interviene sobre diversas funciones celulares.
- ADN: ácido nucleicos contenido en el cromosoma de las células y actúan como almacenadores de información genética.
- ARN: ácido ribonucleicos que se encuentran en el núcleo celular, ribosomas y citoplasma, estos actúan como transmisores de información (ARNt), como componentes de los ribosomas o para transferir aminoácidos.
- ARNm: molécula que sirve de intermediaria en la síntesis de proteínas.
- Replicación: proceso donde el ADN se reproduce y forma moléculas hijas idénticas.
- Transcripción: proceso que implica copiar la secuencia de ADN en ARNm en el núcleo celular.
- Traducción: proceso por el cual los ribosomas descifran los códigos de la secuencia.
- Enzimas: modifican la velocidad de las reacciones químicas sin intervenir en los productos finales.
- Codón: es un triplete o cada tres bases que constituyen una palabra del código genético.
- Anti codón: es un triplete o cada tres bases que es complementario al codón de ARNm.
Desarrollo del Dogma de la Biología
El dogma central de la biología molecular es un concepto que ilustra los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia genética tras el descubrimiento de la codificación de esta en la doble hélice del ADN que lleva como producto final la síntesis de proteínas.
¿Que propone este descubrimiento?
El descubrimiento por Francis Crick y James Watson propone:
- Que existe una sola dirección en la expresión de la información contenida en los genes de una célula, es decir, que el ADN se transcribe a ARNm y que este es traducido a proteína, elemento que finalmente realiza la acción celular.
- Que solo el ADN puede replicarse y por lo tanto reproducirse y transmitir la información genética a la descendencia.
Científicos que descubrieron los componentes del ADN
¿Qué constituye el ADN?
El ADN humano, portador de la información genética es una estructura de doble hélice compuesta por una serie de nucleótidos en una secuencia exacta llamados genes. Cada gen contiene la información para la producción de una proteína. Las dos cadenas de nucleótidos o hebras permanecen unidas entre si cuando las bases de una se aparean con la otra atraves de puentes de hidrógeno, moléculas de azúcar y grupos de fosfatos.
Estas bases nitrogenadas en parejas son específicas y se aparean de una manera específica.
- Adenina (A) - Timina (T)
- Guanina (G) - Citocina (C)
Para poder entender este proceso a continuación les presento una gráfica sencilla de las uniones moleculares en el ADN.
Estructura de AND
Flujo de Información
Este flujo de información constituye de forma sencilla el Dogma Central de la Biología.
Sin embargo entre cada uno de ellos se encuentran unos procesos que hacen posible que este flujo de información codificada llegue a las proteínas.
Procesos secuenciales
Los procesos que involucran la transmisión inalterable de este código que termina en la síntesis de proteínas, empieza en el núcleo celular con la replicación, proceso por el cual el ADN se auto duplica para formar moléculas hijas idénticas.
Sin embargo para que el ADN pueda sintetizar las proteínas que ocurre en el citoplasma debe existir una molécula que le sirva de intermediaria, es por eso que ocurre el segundo de los procesos denominado transcripción; donde el ADN se copia en el ácido ribonucleico mensajero (ARNm, molécula intermediaria).
En este momento de la replicación el ARNm que contiene cuatro bases nitrogenadas al igual que el ADN reemplaza la base de Timina por la de Uracilo para entonces formar los pares de:
- Guanina (G) – Citocina (C)
- Adenina (A) – Uracilo (U)
El ARNm continua su paso atraves del citoplasma siendo transportado por el ARN de transferencia (ARNt) para llevar la información genética que va sintetizar (construir) las proteínas; para que esto suceda debe ocurrir el tercero de los procesos llamado traducción, responsable de la síntesis de proteínas en el ribosoma; lugar donde se descifra el mensaje genético en una secuencia de aminoácidos específicos; dirigida por el ARNm.
Procesos secuenciales en la Síntesis de la Proteína
Durante este paso son incorporadas las instrucciones de producción de proteínas, compuesto por aminoácidos que determinan su estructura y función. La síntesis comienza cuando el codón de iniciación (AUG) del ARNm se complementan con el anti codón del ARNt y termina cuando aparece un codón de ARNm de terminación (UAA, UAG o UGA), ayudados por enzimas que modifican la velocidad de la reacción sin intervenir en los productos finales además de factores de iniciación, prolongación y terminación constituidos por proteínas.
Producto final de la síntesis
Una vez finalizada la síntesis de proteína, el ARNm queda libre para ser leído de nuevo, proceso que ocurre hasta por varios ribosomas simultáneamente.
Importancia de las Proteínas
La síntesis de proteínas es sumamente importante ya que son moléculas que trabajan en la mayoría de nuestras funciones celulares.
Resumen Gráfico del Dogma de la Biología
Otra manera del ver el Dogma de la Biología
