Programa Pan Americano de Defensa y Desarrollo de la Diversidad Biológica, Cultural y Social - asociación civil

3. La química de la herencia

 

Arriba • 1. Reproducción celular • 2. Reproducción de los seres vivos • 3. La química de la herencia • 4. Interacciones génicas • 5. Evolución: selección y variabilidad

 

 

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... y la genética molecular.

por Teodora Zamudio

“¿Y si tiene mi apariencia física y tu cerebro?”

Bernard Shaw a Isadora Duncan

 

En la actualidad, la biología molecular suministra un amplio caudal de conocimiento acerca de los genes. Tal conocimiento podrá incrementarse o, incluso, modificarse a la luz de investigaciones futuras. Pero hay una característica epistemológica que el concepto de gen ha conservado desde su nacimiento bajo la forma de factor hereditario en la teoría de Mendel: el término “gen” es un término teórico, que denota una entidad directamente observable; en la teoría genética cumple la función de referirse a la unidad de transmisión hereditaria. Pero, ¿qué es un gen?, ¿cuál es su sustrato material?.     

La historia de la genética se desarrolló bajo la guía de estas preguntas, preguntas que sólo cobrarían sentido desde una interpretación realista del discurso científico. No se trataría meramente de “una manera de hablar” que no afecta la práctica de la ciencia; la convicción realista de biólogos de la talla de Mendel, Morgan, Crick y Watson fue lo que los condujo a dedicar todos sus esfuerzos científicos a descubrir la naturaleza y la estructura de esas entidades inobservables a las cuales nombra el término “gen”.

3.1    El ADN nuclear.

3.1.1    La replicación del ADN.

3.1.2    La trascripción y la traducción del ADN.

3.2    Otras organizaciones y expresiones génicas.

3.2.1    El ADN mitocondrial.

3.2.2    El ADN adicional de las bacterias: los plásmidos.

 

3.1                           El ADN nuclear.

Los cromosomas[1], al igual que todas las partes de una célula viva, están compuestos por átomos ordenados en moléculas. Los primeros análisis químicos del material hereditario mostraron que el cromosoma eucariótico está formado por ácido desoxirribonucleico (ADN) y proteína, en cantidades aproximadamente iguales, y que cumple con los cuatro requisitos que le permiten desempeñar su función de responsable de la transmisión hereditaria:

1.    lleva la información genética de célula madre a célula hija, y de generación en generación; además, esta información es transmitida en grandes cantidades.

2.   contiene información para poder hacer una copia de sí mismo y la hace con gran precisión.

3.   es químicamente estable y de este modo garantiza el “transporte” fidedigno de la información genética.

4.   es capaz de mutar, de alterar los genes y copiar tales “errores” tan fielmente como el original, con ello garantiza la variación y la evolución genética de las especies.

Gráfico 1 Conformación de la doble cadena de ADN.

Las cadenas de ADN están formadas por el enlace de nucleótidos (los que también conforman el ARN, la molécula encargada de transcribir el mensaje genético del ADN y traducirlo a proteínas). Los nucleótidos son moléculas complejas, formadas por un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos (que puede ser ribosa[2] o desoxirribosa[3]) y una base nitrogenada (que puede ser de dos tipos: purinas o pirimidinas)[4]. Los enlaces son posibles merced a las reacciones de condensación[5] que implican a los grupos hidroxilo de las subunidades de fosfato y de azúcar.

El esqueleto de la molécula de ADN[6] está dado por la secuencia fosfato-azúcar-fosfato de los nucleótidos[7] y su disposición en cada rama dependerá de los puentes de hidrogeno de su base nitrogenada -que está unida covalentemente al grupo fosfato y al azúcar- con la base nitrogenada del nucleótido complementario[8]. El ensamble, así logrado, mantendrá unidas a las dos ramas formando la doble cadena helicoidal, con gran variedad en la secuencia de bases y con una dirección (de 5´a 3´), opuesta en cada rama, que son, así, antiparalelas.  Una secuencia de nucleótidos que permite la síntesis de una proteína constituye un gen -unidad de la herencia en un cromosoma-. Los genes están ubicados linealmente sobre la cadena de ADN y cada uno de ellos ocupa un lugar particular llamado locus, el que puede ser o no, continuo. El conjunto completo de genes asociados de un organismo es llamado genoma.

Gráfico 2 Tipos de ADN: A-ADN, Z-ADN, B-ADN.

El ADN de cada cromosoma está formado por una sola molécula de, aproximadamente, 3 y 4 centímetros de largo, por lo que se calcula que el ADN de doble cadena de la totalidad de las células del cuerpo humano -con sus 46 cromosomas cada una- alcanza los 25.000 millones de kilómetros. La hélice que forma es habitualmente dextrosa (tipo B) y está fuertemente enrollada, pero puede estar débilmente enrollada (tipo A), o enroscarse hacia la izquierda (tipo Z, siniestrosa) lo que afecta la expresión de los genes. El ADN está asociado a proteínas y el conjunto es llamado cromatina; la mayor parte de esas proteínas son histonas, de carga positiva por lo que atrae al ADN que es ácido, negativo. Las histonas son las responsables primarias del plegamiento de las hebras de ADN que conforman los cromosomas.

La unidad de empaquetamiento fundamental de la cromatina es el núcleosoma (formado por algunos de los tipos de histonas), alrededor del cual se enrolla el ADN -como un hilo en un carretel-; el siguiente paso de la condensación tiene lugar cuando la fibra -el ADN enrollado sobre el núcleosoma- forma bucles, el conjunto de los cuales, aún más condensados, dan forma al cromosoma, a modo de “X”, que se ve durante la mitosis y la meiosis.

Para el cumplimiento de sus funciones, esto es: la transmisión hereditaria de la información genética y la dirección del metabolismo de los organismos vivos, el ADN debe llevar a cabo dos procesos específicos: su replicación, y su trascripción y su traducción, respectivamente.

3.1.1                                  La replicación del ADN. 

Una propiedad esencial del material genético es su capacidad para hacer copias exactas de sí mismo, para lo cual cada una de las ramas de la cadena de ADN actúa como molde o guía, dirigiendo la síntesis de una nueva cadena complementaria a lo largo de su longitud , utilizando las materias primas de la célula. A medida que cada una de las ramas de la cadena originaria se separan (rompiendo los puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas), cada una atrae nucleótidos complementarios (libres y disponibles en la célula), formando una nueva cadena. Este proceso ocurre una sola vez en cada generación celular, durante el segundo momento de la interfase descrita en el capítulo  1, y diferentes enzimas participan catalizando cada paso particular del proceso.

 La iniciación de la replicación del ADN comienza siempre con una secuencia específica de nucleótidos conocida como el origen de replicación. Requiere proteínas iniciadoras especiales y además enzimas conocidas como helicasas, que rompen los puentes de hidrógeno abriendo la hélice, formándose las horquillas de replicación, una a cada lado de la burbuja a que da lugar la separación de las ramas del ADN. Una vez abierta la cadena de ADN, proteínas adicionales (conocidas como proteínas de unión a cadena simple o topoisomerasas) se unen a las cadenas individuales del ADN manteniéndolas separadas y evitando que se retuerzan. En el siguiente paso, las enzimas llamadas ADN polimerasa catalizan la síntesis real de las nuevas cadenas, añadiendo nucleótidos sobre el molde, las que se dan bidireccionalmente desde cada una de las horquillas que se replican en sentido opuesto[9] dentro de cada burbuja, cuando éstas se encuentran y se fusionan todo el cromosoma ha quedado replicado longitudinalmente.

Para que el ADN polimerasa comience su tarea debe estar presente un cebador -molécula formada por nucleótidos de RNA catalizados por ARN primasas- que determina el punto por donde el ADN polimerasa comienza a añadir nucleótidos, continuando por la cadena de ADN de molde en la dirección 5´ a 3´. Debido a esta unidireccionalidad[10] del ADN polimerasa, la replicación es continua en una de las ramas (cadena adelantada), mientras que en su antiparalela (cadena retrasada) es discontinua, fragmentada (siempre 5´ a 3´); en ésta, cuando un ADN polimerasa hace contacto con el extremo de otro fragmento Okazaki[11] el cebador de éste es eliminado y otra enzima, el ADN ligasa, conecta los segmentos de ADN recién sintetizado, catalizando las reacciones de condensación que unen los grupos fosfato y azúcar de los nucleótidos contiguos.

Gráfico 3 Replicación del ADN.

 

3.1.2                                  La trascripción y la traducción del ADN.

Todas las actividades bioquímicas de la célula viva, incluyendo la multitud de reacciones sintéticas que producen sus moléculas constituyentes (carbohidratos, lípidos y proteínas) dependen de diferentes enzimas específicas; aún la síntesis de enzimas depende de enzimas[12], cuya especificidad es el resultado de su estructura primaria: la secuencia líneal de aminoácidos en la molécula. El cómo y cuándo se construye esa estructura es responsabilidad del ADN[13].

Cuando una parte de la información contenida en la molécula de ADN debe ser utilizada en el citoplasma de la célula para la construcción de las proteínas, ella es transcrita bajo la forma de una pequeña cadena de ácido ribonucléico: el ARN mensajero (ARNm) utilizando las mismas correspondencias de base que el ADN visto anteriormente, pero con la diferencia ya señalada de que la timina es reemplazada por el uracilo. Uno a uno se van añadiendo los ribonucleótidos trifosfato en la dirección 5´a 3´, usando de molde sólo una de las ramas de la cadena de ADN y a la ARN polimerasa como catalizador.

La operación de trascripción no puede tener lugar salvo que dos secuencias particulares estén presentes en el ADN: la promotora al comienzo de la secuencia, que es distinta en las eucariotas y en los procariotas, y la de corte propiamente dicha -conocida como cola de poli A (compuesto de hasta 200 nucleótidos de adenina)-, que en las procariotas sólo existe al final de la secuencia. Las eucariotes presentan en esta región una señal que induce la cópula de un precursor más grande.

Puesto que los pares de bases se asocian asimétricamente (tomando como referencia el esqueleto de fosfato-azúcar), un surco entre los hilos es más ancho que el otro. Éstos se llaman: el surco principal y el de menor importancia. Ambos proporcionan oportunidades para las interacciones de las base-específicas, pero el surco principal satisface mejor esa tarea y se observa más a menudo como el sitio obligatorio y primario para comenzar las transcripciones.

       Gráfico 4 Asociación asimétrica de nucleótidos.

La información genética llevada por el ARNm deberá ser traducida en el citoplasma por una fábrica de proteínas: el ribosoma (éste está compuesto por varios tipos de proteínas más una forma de ARN, denominado ARN ribosómico). En el ribosoma no se podrá comenzar la lectura de un mensajero mas que por una secuencia particular, distinta en las eucariotes y en las procariotas. Asido el ARNm en el ribosoma, el tercer tipo de ARN -ARN de transferencia (ARNt)- entra en acción.

Existen muchos tipos de ARNt y cada uno es capaz de reconocer determinados grupos de tres bases (codones) del ARNm. A cada triplete de nucleótidos, los ARN de transferencia hacen corresponder uno de los veinte aminoácidos[14] que constituyen las mayores cadenas polipéptidas, las proteínas.  La información es inscripta de un trazo en el ADN bacteriano[15], pero en los organismos superiores se ha descubierto hace una decena de años que la información genética constituye un mosaico en los que la información útil es interrumpida por secuencias no codificantes, aparentemente inútiles, llamadas intrones (las secuencias codificantes son llamadas exones).En la célula eucariote, en principio, el ARNm transcribe todo, intrones incluídos.

Gráfico 5 Engrosamiento del ARNm

Las secuencias supernumerarias formarán los lazos que serán cortados al mismo tiempo que los pedazos útiles del ARN serán recolectados. Este proceso es llamado engrosado (el cual puede dar origen a más de una forma diferente de empalme o empalmes alternativos de los que puede resultar la formación de más de un polipéptido funcional, a partir de una trascripción inicialmente idéntica[16]); recién entonces, la molécula engrosada de ARN mensajero maduro atraviesa la membrana nuclear por los poros nucleares, ayudada por proteínas particulares de ribo-núcleo-proteínas (RNP´s m).

Gráfico 6 . Trascripción y traducción del ADN en la célula eucariota

El código genético consiste en 64 combinaciones de triples (codones) y sus aminoácidos correspondientes. A continuación se detallan los codones que aparecerían en una molécula de ARN mensajero: 61 codifican para aminoácidos y 3 son señales de detención. Como los aminoácidos son sólo veinte, existen tripletes “sinónimos”:

Cuadro 1 Combinaciones de triples y sus correlativos aminoácidos.

Codón

Amino

Codón

Amino

Codón

Amino

Codón

Amino

UUU

phe

UCU

ser

UAU

tyr

UGU

cys

UUC

phe

UCC

ser

UAC

tyr

UGC

cys

UUA

leu

UCA

ser

UAA

stop

UGA

stop

UUG

leu

UCG

ser

UAG

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UGG

trp

CUU

leu

CCU

pro

CAU

his

CGU

arg

CUC

leu

CCC

pro

CAC

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CGC

arg

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CGA

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CUG

leu

CCG

pro

CAG

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arg

AUU

ile

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asn

AGU

ser

AUC

ile

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asn

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ser

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ile

ACA

thr

AAA

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AGA

arg

AUG

met

ACG

thr

AAG

lys

AGG

arg

GUU

val

GCU

ala

GAU

asp

GGU

gly

GUC

val

GCC

ala

GAC

asp

GGC

gly

GUA

val

GCA

ala

GAA

glu

GGA

gly

GUG

val

GCG

ala

GAG

glu

GGG

gly

Asimismo, a este fenónemo llamado degeneración del código (expresión para describir los estados múltiples de los tripletes) que, de hecho, puede producir cierta ambigüedad en la lectura de los codones, debe agregarse la existencia de las secuencias no codificantes, y, en las eucariotes, las secuencias repetidas, las interacciones y las recombinaciones espontáneas entre los genes. Luego de la iniciación, la traducción -que siempre se llevará a cabo por la lectura de un triplete o codón (tres bases) por vez- no trae problemas de especie, el código genético es universal y determina la relación que existe en el ámbito de la traducción entre series de nucleótidos o codones y los aminoácidos (vale siempre para el ADN citoplásmico). El flujo de información va del ADN al ARN mensajero y de allí, finalmente, a formar la proteína, con la importante diferencia –ya apuntada- entre las procariotas y las eucariotes.

Las proteínas están configuradas por cadenas polipéptidas, esto es aminoácidos asociados químicamente y  plegados de manera específica

Cuadro 2 Características de los aminoácidos.

Cuadro de texto: Fuente: www.proteoma.org

Las proteínas han tenido una significativa importancia, como guía del diseño genético, en el momento del cartografiado del genoma de los organismos.

El  primer genoma cuya secuencia completa de nucleótidos fue conocida, fue la del ADN del bacteriófago j X174, descubierto por Frederick Sanger, lo que le valió su segundo premio Nóbel, en 1980. Cuando comenzó, los enunciados básicos eran: 1) a cada triplete corresponde un aminoácido de la cadena correspondiente a cada proteína; 2) se sabía que el DNA del j X174 contenía 5.375 nucleótidos; 3) se sabía que este DNA codificaba para nueve proteínas, y también 4) se conocía el número de aminoácidos de cada una de ellas. Según el código de tripletes, la cantidad de ADN era insuficiente para codificar todas sus proteínas; las leyes básicas de la biología molecular parecían ser refutadas.  Sin embargo la teoría quedó confirmada por el hecho, desconocido hasta entonces, de la superposición de genes, en otras palabras las mismas regiones del ADN codifican para distintas proteínas pero usando diferentes pautas de lecturas. Gráficamente:

Gráfico 7 Código genético de bacteriofago j X174

 

 

3.2                          Otras organizaciones y expresiones génicas.

También puede hallarse ADN fuera de los cromosomas como en las mitocondrias o en los cloroplastos (células eucariotes) o los plásmidos (células procariotas), virus (organismos no vivientes) y transposones. 

 

3.2.1                                  El ADN mitocondrial.

Los mitocondrias poseen su propio ADN, no asociado con histonas, que se replica dentro del mismo orgánulo y forma nuevas mitocondrias (o cloroplastos, en el caso de las células vegetales) por división simple; asimismo, se transcribe y se traduce -aunque a escasas proteínas (la ATP, involucrada en la circulación energética, es una de ellas)- siguiendo un código diferente (v.gr., AUA codifica metionina y no isoleucina); además, carece de los suficientes ARNt para traducir todos los codones posibles por apareamiento convencional de bases.

En aproximadamente ¾ de todas las especies de plantas, el gameto masculino no aporta los cloroplastos al cigoto. De modo semejante, en animales (incluídos los humanos) el espermatozoide no contribuye con citoplasma al huevo fecundado y, en consecuencia, las mitocondrias son de origen materno (el ADN mitocondrial no puede ser heredado del progenitor masculino). 

De los 37 genes de los que es soporte el ADN mitocondrial, 13 codifican para cuatro de los cinco compuestos utilizados por las reacciones químicas comprometidas en los procesos respiratorios; los restantes genes codifican para 22 diferentes tipos de ARNt y para los dos tipos de ARNr que constituyen parte de la maquinaria mitocondrial que está involucrada en la síntesis de proteínas. Como ya se adelantara, el código genético usado en los ribosomas mitocondriales para descifrar el ARNm mitocondrial es distinto al empleado en los ribosomas citoplasmáticos que descifran el ARNm nuclear. Los siguientes datos detallan las diferencias entre ambos genomas (humanos[17]):

Cuadro 3 Genomas nuclear y mitocondrial

 

GENOMA NUCLEAR

G.  MITOCONDRIAL

Tamaño

3.000 Mb

16.6 hb

N° de moléculas de ADN diferentes

23 (en XX) ó 24 (en XY), todos lineales

1 de ADN circular

Total de moléculas de ADN/célula

23 en las células haploides

46 en las células diploides

Varios miles

Proteínas asociadas

Varias clases de proteínas histonas y no histónicas

Libre de proteínas

N° de genes

50.000 a 100.00

37

Repetición de ADN

Amplias fracciones

Muy poco

Trascripción

La mayoría de los genes se transcriben individualmente

Trascripción continua de multiplicidad de genes

Intrones

En la mayoría de los genes

Ausentes

% de ADN codificante

2 a 3 %

Aproximadamente 95 %

Recombinación

Al menos una vez por cada par de homólogos en la meiosis

 

Ninguna

Herencia

Mendeliana, en las secuencias en “X” y en autosomas; paterna, en las secuencias en “Y”

Exclusivamente materna

Fuente: Strachan, T. The human genome. bios Scientific Publishers, Medical Perspectives Series. Londres. 1994 

3.2.2                                  El ADN adicional de las bacterias: los plásmidos.

Aunque las bacterias contienen en su cromosoma todos los genes necesarios para su crecimiento y reproducción, se ha encontrado, virtualmente en todos los tipos de bacterias, moléculas de ADN adicionales conocidas como plásmidos. Éstos son mucho más pequeños que el cromosoma bacteriano -pueden llevar desde dos hasta 30 genes- y pueden, en algunos casos, entrar y salir de él, cuando el plásmido se incorpora al cromosoma se conoce como episoma. Los plásmidos son, al igual que el cromosoma bacteriano, circulares[18] y auto replicantes; algunos lo hacen sincrónicamente con la bacteria, aunque en otros casos la replicación es independiente y, entonces, la bacteria puede contener múltiples copias.

Los plásmidos van asociados a alguna cualidad o factor que otorgan a la célula huésped. Dos de los más conocidos son el plásmido o factor F (sexual) y el R (resistente a las drogas). La transferencia de plásmidos, y con ellos las características que proveen a la bacteria, se lleva a cabo por conjugación[19] o por transformación (pasando, simplemente, de una célula a otra a través de las membranas).

Gráfico 8 Transferencia de ADN por conjugación entre plásmidos.



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NOTAS:

[1] Cuando las células no van a reproducirse el ADN es sólo distinguible como una maraña de hilos largos y muy delgados, a este conjunto se lo llama cromatina;  pero tan pronto como la división se prepara, las moléculas se condensan, enrollándose sobre proteína histona, y constituyen los cromosomas que pueden verse a través del microscopio electrónico como pares ordenados en forma de X.

[2] En la ribosa, el carbono 2´ lleva un átomo de hidrógeno por encima del plano del anillo y un grupo hidroxilo por debajo del plano. Es la subunidad que forma el ácido ribonucleico (ARN)

[3] En la desoxirribosa, el carbono 2´ reemplaza el grupo hidroxilo por un átomo de hidrógeno. Es la subunidad que forma el ácido desoxirribonucleico (ADN).

[4] Las  purinas (adenina y guanina) tienen una estructura de dos anillos; y las pirimidinas (timina, citosina y uracilo -éste está presente en las cadenas de ARN en lugar de la timina del ADN-) tienen una estructura de un solo anillo.

[5] La condensación es un tipo de reacción química en la cual dos moléculas se unen para formar una más grande, escindiéndose simultáneamente una molécula de agua. Son ejemplos de este tipo de biosíntesis la formación de polímeros (v.gr., polisacáridos y polipétidos) a partir de monómeros (v.gr., monosacáridos y aminoácidos).

[6] Explicado en 1953, por James Watson (norteamericano) y Francis Crick (inglés) de acuerdo a un modelo construído en el laboratorio Cavendish de la Universidad inglesa de Cambridge sobre la base de las fotografías de difracción del ADN por rayos X tomadas, poco antes, por Maurice Wilkind y Rosalind Franklin en el King´s College de la Universidad de Londres. El ADN fue aislado por primera vez en 1869 por un médico alemán, Friedrich Miescher, (contemporáneo de Darwin y Mendel) y responsabilizado de la transmisión hereditaria por O.T. Avery de la Universidad Rockefeller, en 1943.

[7] Cada grupo fosfato está unido al carbono 5´ de una subunidad de azúcar y al carbono 3´ de la subunidad de azúcar del nucleótido contiguo (así cada rama de la cadena de ADN siempre comenzará en un extremo 5´ y concluirá en uno 3´).

[8] Los nucleótidos no pueden ser ligados de dos en dos de cualquier manera, sino por uniones débiles de hidrógeno (uniones hidrogenadas que involucran una purina y una pirimidina), que sólo pueden dar como complementarios a adenina (A) con timina (T) -formando dos puentes de hidrógeno- y guanina (G) con citosina (C) -formando tres puentes de hidrógeno-. Las parejas de base apareadas que se sitúan perpendicularmente al esqueleto molecular o eje de la rama conforman la hélice o escalones de la escalera en espiral.

[9] En las procariotas existe un único origen de replicación, localizado dentro de una secuencia específica de nucleótidos cuya longitud es aproximadamente de 300 pares de bases; originando, finalmente, dos ADN circulares. En las eucariotas, en cambio, hay muchos orígenes de replicación, ésta se produce a lo largo de los cromosomas lineales a medida que cada burbuja se expande bidireccionalmente.

[10] Sin embargo, durante la síntesis a veces se comenten errores y a la nueva cadena en formación se le agregan nucleótidos incorrectos, cuando esto ocurre el ADN polimerasa retrocede (en dirección 3´a 5´), eliminando nucleótidos hasta que encuentra un nucleótido correctamente apareado; en ese punto se detiene en su retroceso y reinicia su movimiento 5´a 3´.

[11] Así denominados en honor a su descubridor, el científico japonés Reiji Okazaki.

[12] La enzima es una proteína globular -tal como se explicó en la nota 12- que acelera las reacciones químicas, cada enzima lo hace sobre una sustancia en particular: es un catalizador que opera disminuyendo la energía de activación del modo necesario para una reacción al formar una asociación pasajera con las moléculas con las que reacciona -llamadas sustrato-, también puede debilitar los enlaces químicos existentes, facilitando la formación de nuevos; como resultado, la reacción ocurre más rápidamente. El nombre de cada tipo de enzima está dado por el sustrato sobre el que actúa + el sufijo -asa (v.gr., la sacarasa es la enzima que actuando sobre la sacarosa, cataliza para glucosa y fructuosa)

[13] En 1941, el equipo formado por los científicos Edward Tatum y George Beadle, a la sazón en el laboratorio establecido en 1909 por Thomas Morgan en la Universidad de Columbia, cuna de la genética norteamericana, pudo establecer, sobre la evidencia de los experimentos realizados en un moho rojo del pan -la Neurospora crassa-, que las mutaciones genéticas daban como resultado la pérdida de la capacidad para sintetizar diferentes aminoácidos. Estos experimentos, sumados a la evidencia circunstancial dada por la abundancia de ARN en el citoplasma -lugar donde se lleva a cabo la mayor parte de los procesos de síntesis de proteínas-, llevaron a Francis Crick a establecer el llamado “dogma central” de la genética molecular: la información genética contenida en el ADN fluye hacia el ARN, el que a su vez específica proteínas, un camino de una sola vía que permite afirmar la influencia del genotipo (ADN) sobre el fenotipo, al dictar la secuencia de las proteínas; sin embargo, éstas no alteran el genotipo, es decir, las proteínas no envían instrucciones al genotipo. La excepción al dogma central es un proceso conocido como trascripción  inversa, en la cual la información codificada por ciertos virus de ARN se transcribe a ADN.

[14] Los aminoácidos son ácidos en los cuales uno o más átomos de carbono tienen un grupo amino (derivado del amoníaco en el que uno o más átomos de hidrógeno se han sustituído por radicales hidrocarbonados), de los 70 conocidos, sólo 20 se encuentran en las proteínas y ellos son:

no polares

alanina   valina   isoleucina   leucina   metionina   fenilalania   prolina   triptofano

polares

asparagina   cisteína   glutamina   glicina   serina   treonina  triosina

de carga  +

arginina    lisina    histidina

de carga  -

ac. aspártico      ac.glutámico

[15] Un conjunto de tripletes dispuestos linealmente a lo largo del ADN y transcriptos secuencialmente en una sola operación constituye una unidad de trascripción u operón.

[16] Por ejemplo, el mismo ARNm nuclear es procesado en las células de la glándula tiroides de modo tal que traduce a la hormona peptídica calcitonina, y en las de la glándula pituitaria, el engrosado, que elimina cinco intrones -incluyendo uno que en la tiroides se retenía como exón-, traduce a una hormona diferente: la CGRP.

[17] El genoma mitocondrial humano está constituído por una única cadena doble de ADN y  ha sido totalmente secuenciado, mide 16.569 pares de bases de largo; existen entre dos y diez copias en cada mitocondrio (de los que se debe recordar puede haber varios miles en cada célula).

[18] En las levaduras, en los hongos con filamentos, y en las bacterias del género de las streptomices se han descubierto plásmidos líneales, formados de ARN, al lado de los plásmidos circulares.

[19] La transferencia por conjugación se lleva a cabo cuando dos células bacterianas se unen y se produce el intercambio de material cromosomático al que el plásmido -replicado poco antes- se habrá unido (formando el episoma); al separarse, ambas células portan material genético una de la otra y con él, el plásmido; habiéndose producido una recombinación genética. Este mecanismo ha sido reproducido por los biotecnólogos -usando los plásmidos como vectores o transportadores de ADN previamente modificado- (en el próximo capítulo, se darán más detalles y ejemplos concretos).

 

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Última modificación: Sábado, 11 de Junio de 2005