ADN, Genes y Proteínas: Código Genético, Enzimas y Metabolismo Celular

ADN, Genes y Proteínas: El Código de la Herencia

El ADN es la clave de la herencia. Su estructura le permite llevar consigo un código de instrucciones que dirige y regula la síntesis de enzimas y otras proteínas específicas. Como se analizó en el capítulo 1, las proteínas consisten en polipéptidos, y un polipéptido está compuesto por aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos. Las proteínas naturales están formadas por 20 aminoácidos diferentes.

La porción de ADN que tiene como función codificar la secuencia de aminoácidos de una cadena de polipéptidos es el gen. Los genes son unidades hereditarias que se encuentran en los cromosomas del núcleo de la célula; se transmiten de padres a hijos, otorgándoles a las nuevas generaciones características comunes que identifican su especie.

Síntesis de Proteínas

La síntesis de proteínas se lleva a cabo en dos etapas principales: transcripción y traducción.

Transcripción

La información de la molécula de ADN se transcribe a las cadenas de ARN mensajero (ARNm). En este proceso, en el que interviene una serie de enzimas, la doble cadena de ADN se desarrolla parcialmente permitiendo que se copien las cadenas de ARNm. Una vez formadas, las cadenas de ARNm salen del núcleo y se dirigen a los ribosomas, en el citoplasma.

Traducción

El ARN de transferencia (ARNt) es el encargado de captar los aminoácidos en el citoplasma y llevarlos hasta los ribosomas. Cada molécula de ARNt tiene un trinucleótido, denominado anticodón, que es complementario de un codón del ARNm. El ARN ribosomal (ARNr) es el componente de los ribosomas; como hemos visto, los ribosomas son las organelas donde se sintetizan las proteínas.

Enzimas: Catalizadores Biológicos

Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores biológicos, es decir, aceleran las reacciones químicas que ocurren en los seres vivos. Sin enzimas, muchas reacciones metabólicas serían demasiado lentas para sustentar la vida.

Metabolismo Celular: El Motor de la Vida

El metabolismo es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren en las células de todos los seres vivos. Estas reacciones permiten el intercambio de materia y energía con el medio ambiente, así como la síntesis de macromoléculas a partir de compuestos sencillos. El objetivo principal del metabolismo es mantener los procesos vitales (nutrición, crecimiento, relación y reproducción) y la homeostasis (equilibrio interno).

El metabolismo se divide en dos procesos principales:

• Anabolismo: Conjunto de reacciones que construyen moléculas complejas a partir de moléculas simples, requiriendo energía (reacciones endergónicas).
• Catabolismo: Conjunto de reacciones que degradan moléculas complejas en moléculas simples, liberando energía (reacciones exergónicas).

Estos dos procesos, catabolismo y anabolismo, integran el metabolismo celular. En sí, el metabolismo se refiere a todas las actividades vitales que se llevan a cabo en el organismo.

El Código Genético: El Lenguaje de la Vida

Las moléculas de ADN están conformadas por la combinación de cuatro tipos de nucleótidos distintos, que se simbolizan con las iniciales de sus bases nitrogenadas: A (adenina), T (timina), C (citosina) y G (guanina). Estos cuatro nucleótidos son las "letras" a través de las cuales el ADN "escribe" sus mensajes.

Imaginemos que la cadena de ARNm es una cadena de palabras, que cada palabra está formada por tres letras y que cada letra simboliza un nucleótido. Cada "palabra" formada por tres nucleótidos se denomina codón. Los codones se forman durante la transcripción, como el complemento de un grupo de tres nucleótidos (trinucleótido) del ADN.

Cada "palabra" de tres letras, o codón, del ARNm especifica un aminoácido determinado. Este sistema de "palabras" constituidas por tres nucleótidos, que determina la secuencia de aminoácidos de las proteínas, es el código genético.