Mecanismos Fundamentales de la Vida: Replicación del ADN y Expresión Génica

Replicación del ADN: El Proceso de Copia de la Vida

En la replicación de la molécula de ADN, la doble hélice se libera de las histonas y se abre a modo de cremallera, de manera que cada una de las hebras del ADN sirve como molde para que se sintetice su cadena complementaria. Las ADN polimerasas van uniendo uno a uno los nucleótidos. Cada base expuesta solo puede emparejarse con su complementaria: la adenina se alineará con timina y la guanina con la citosina.

De este modo, se forma una nueva cadena que es complementaria a la que le sirvió de molde e idéntica a la cadena que previamente estaba unida a la misma. Al final del proceso, habrá 2 moléculas de ADN bicatenario. Cada una de ellas estará formada por una cadena de la molécula inicial y otra nueva.

En ocasiones, se producen errores que dan lugar a mutaciones. La mayoría de ellas no tienen consecuencias; otras originan ciertos tipos de enfermedades y procesos degenerativos malignos, y otras son las responsables del proceso evolutivo. La trascendencia de la complementariedad de bases es extraordinaria: por un lado, permite copiar exactamente las cadenas de ADN de una célula madre a una célula hija, y por otro, esta propiedad es la base de gran parte de las actuales técnicas de biología molecular.

El Flujo de la Información Genética

Transmisión de Información: El Papel de las Proteínas

El ADN transmite su información: las proteínas son moléculas de gran tamaño que se forman por la unión de otras más sencillas, los aminoácidos, de los que existen 2 tipos diferentes. Cada proteína se caracteriza por la estructura que adopta en el espacio y por su secuencia, es decir, el número, el tipo y el orden específico en que están dispuestos los aminoácidos.

Las funciones que desempeñan son muy diversas: algunas forman estructuras, otras regulan y coordinan las funciones de los distintos órganos. Las proteínas son las moléculas responsables de la actividad biológica y las que confieren a cada individuo su especificidad.

Expresión de los Genes: Transcripción y Traducción

En las células eucariotas, el ADN se encuentra protegido en el interior del núcleo, del cual no puede salir. La síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas situados en el citoplasma celular.

El ARN es el encargado de leer la información genética que posee el ADN y llevarla desde el núcleo hasta el citoplasma. El ARN está formado por una sola cadena de nucleótidos de ribosa y por las mismas bases que el ADN, sustituyendo la timina por el uracilo.

El proceso de síntesis de ARN se denomina transcripción, y el ARN que sale del núcleo llevando el mensaje genético para dirigir la síntesis de proteínas es el ARN mensajero (ARNm).

Una vez en el citoplasma, el ARNm se une a un ribosoma, el cual lee y traduce el mensaje cifrado que utilizará para sintetizar una proteína. Este proceso se denomina traducción, y en él se usa el código genético que asigna las equivalencias entre el mensaje del ARNm y el lenguaje de las proteínas. A cada grupo de 3 bases de ARNm se le llama codón.

El ribosoma se mueve a lo largo de la cadena del ARNm, leyendo codón tras codón, y va uniendo los aminoácidos que llegan al ribosoma transportados por otro tipo de ARN llamado ARN de transferencia.

Componentes y Conceptos Clave en Biología Molecular

Tabla Comparativa de Nucleótidos

Definiciones Esenciales

• Fenotipo: Características que quedan patentes a la vista.
• Genotipo: Composición química que está en sus genes; características de su ADN que determinan el fenotipo de un individuo.
• Bioquímica: Ciencia que estudia la química de la vida. La química de la vida es también conocida como química del carbono o química orgánica.
• Las moléculas orgánicas básicas son: glúcidos, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos.

Estructura Cromosómica

ADN + Histonas = Cromatina = Cromosomas