REPLICACIÓN DEL ADN Y SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Replicación del ADN
Cuando una célula se divide, las moléculas de ADN deben replicarse, es decir, deben hacer copias exactas de ellas mismas, de tal manera que la célula hija tenga un ADN idéntico al de la célula madre. Así, entonces, se permite la transmisión de la información genética de una generación a la siguiente.
El proceso de replicación se fundamenta en la especificidad que existe para la formación de puentes de hidrógeno, que solo se forman entre las parejas timina-adenina y citosina-guanina.
Como preparación para la división celular, las dos cadenas de ADN se preparan con la ayuda de una enzima. Los nucleótidos que hay a su alrededor se fijan entonces a cada una de dichas cadenas, conforme lo determinen las bases complementarias y, finalmente, la enzima ADN polimerasa se encarga de unir entre sí los nucleótidos fijados previamente, con lo que culmina la replicación. De una manera muy simplificada, este proceso se esquematiza a continuación:
Es fácil de comprender, entonces, que las cadenas hijas adquieren la misma información contenida en las cadenas originales, lo que constituye un proceso de transmisión hereditaria.
Síntesis de proteínas
Las proteínas destinadas a cumplir una función particular (cabellos, enzimas, tejido muscular, etc.) deben formarse a partir de aminoácidos seleccionados y combinados en una secuencia determinada.
Aunque la síntesis de las proteínas se realiza en los ribosomas, que son estructuras localizadas por fuera del núcleo de las células, el ADN, que se encuentra dentro del núcleo, es el que en última instancia determina cuál es la secuencia de aminoácidos correcta para cada proteína particular. Para el efecto, el ADN envía un mensaje o código genético al exterior del núcleo, más concretamente a los ribosomas, y en este proceso intervienen el otro ácido nucleico, el ARN.
Existen varias clases de ARN; uno de ellos, el ARN mensajero, es el encargado de transportar el código genético determinado por el ADN. El cumplimiento de esta función implica la síntesis del mARN en el núcleo, mediante un proceso similar a la replicación del ADN, que se denomina transcripción. Efectivamente, la enzima ARN polimerasa se fija al ADN y abre una porción de su doble hélice con el fin de dejar expuestas las bases nitrogenadas. Con una de las cadenas de ADN como modelo, dicha enzima une los nucleótidos que corresponden a las bases complementarias y con ellos construye el mARN.
Terminada la transcripción, la enzima y el recién sintetizado ARN se desprende de la cadena de ADN, la cual se acopla a su complementaria para reconstruir la doble hélice.
El mARN, entonces, abandona el núcleo, pasa al citoplasma y llega a los ribosomas portando la información genética que ha recibido del ADN. Allí se efectúa la síntesis de las proteínas, a partir de los aminoácidos, por medio de un proceso excesivamente complejo en el que intervienen muchas proteínas y enzimas e, inclusive, otras dos clases de ARN, el ribosomal (rARN) y el de transferencia (tARN).
Para la síntesis de cada proteína específica, los aminoácidos deben unirse en la secuencia correcta que corresponde a esa proteína. Y las indicaciones para lograrlo están incluidas en la secuencia de los nucleótidos con los que se formó el mARN. ¿Cómo pueden las células traducir dicha secuencia en el orden que deben llevar los aminoácidos en la proteína que se va a sintetizar?
Después de muchos años de investigación, hoy se conoce que cada combinación de tres bases nitrogenadas es interpretada por el mARN como un determinado aminoácido. Por ejemplo, tres nucleótidos que tengan las bases guanina, citosina y uracilo, esto es, la combinación GCU, corresponde al aminoácido alanina.
Cada uno de estos grupos de tres bases recibe el nombre de codón y la información implícita en todos los codones de los ácidos nucleicos se conoce como código genético.
A partir de las cuatro bases presentes en el ARN podemos obtener 64 combinaciones de tres letras, es decir, 64 codones diferentes. Como son apenas 20 aminoácidos que conforman las proteínas, lo que ocurre es que a un determinado aminoácido pueden corresponder varios codones. Por ejemplo, las combinaciones UCU, UCC, UCA y UCG son todas interpretadas como serina.
De esta manera, para cada proteína se conforman un mARN específico que copia del ADN la información apropiada a su estructura. Una vez terminada la síntesis de la proteína, ésta se desprende, en tanto que el ARN se desintegra en sus componentes, los cuales quedan disponibles para sintetizar un nuevo mARN que corresponda a otra proteína, y así sucesivamente.
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PREGUNTA: ¿Cómo se llama la enzima que se encarga de unir entre sí los nucleótidos en la replicación?