Del ADN a la Proteína: Fundamentos de la Expresión Génica

El Modelo del Operón de Jacob y Monod

Este modelo proponía la existencia de represores capaces de unirse a operadores en la secuencia del ADN, los cuales controlan así la síntesis del ARN mensajero (ARNm). El ARNm es una copia complementaria de la secuencia de ADN que codifica una o varias proteínas (según si hay uno o más genes). Al conjunto de genes contiguos más los elementos reguladores que controlan su expresión se le denomina operón.

Síntesis de Proteínas: El Proceso Completo

Es el proceso anabólico mediante el cual se forman las proteínas. El proceso consta de dos etapas principales: la traducción del ARN mensajero y las modificaciones postraduccionales.

• Traducción: Mediante este mecanismo, los aminoácidos del polipéptido son ordenados de manera precisa a partir de la información contenida en la secuencia de nucleótidos del ADN.
• Modificaciones postraduccionales: Son los cambios que sufren los polipéptidos ya formados hasta alcanzar su estado funcional definitivo.

Dado que la traducción es la fase más importante, la biosíntesis de proteínas a menudo se considera sinónimo de traducción.

Transcripción: Del ADN al ARN

Es el primer proceso de la expresión génica, mediante el cual se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia una secuencia de proteína, utilizando diversos ARN como intermediarios. Durante la transcripción genética, las secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante una enzima llamada ARN polimerasa, que sintetiza un ARN mensajero (ARNm) que mantiene la información de la secuencia del ADN. De esta manera, la transcripción del ADN también podría llamarse síntesis del ARN mensajero.

Traducción: Del ARN a la Proteína

Es el segundo proceso de la síntesis proteica y parte del proceso general de la expresión génica. La traducción ocurre tanto en el citoplasma, donde se encuentran los ribosomas, como en el retículo endoplasmático rugoso (RER). Los ribosomas están formados por una subunidad pequeña y una grande que rodean al ARNm.

En la traducción, el ARN mensajero se decodifica para producir un polipéptido específico de acuerdo con las reglas especificadas por el código genético. Es el proceso que convierte una secuencia de ARNm en una cadena de aminoácidos para formar una proteína. Es necesario que la traducción venga precedida de un proceso de transcripción.

Fases de la Traducción

El proceso de traducción tiene cuatro fases que describen el crecimiento de la cadena de aminoácidos (o polipéptido), que es el producto final:

1. Activación
2. Iniciación
3. Elongación
4. Terminación

El Código Genético: El Lenguaje de la Vida

Es el conjunto de reglas que define cómo se realiza la traducción. La secuencia del material genético se compone de cuatro bases nitrogenadas distintas, que tienen una función equivalente a letras en el código genético:

• ADN: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) y Citosina (C).
• ARN: Adenina (A), Uracilo (U), Guanina (G) y Citosina (C).

Debido a esto, el número de codones posibles es 64, de los cuales 61 codifican aminoácidos (siendo además uno de ellos el codón de inicio, AUG) y los tres restantes son sitios de parada (UAA, llamado ocre; UAG, llamado ámbar; UGA, llamado ópalo). La secuencia de codones determina la secuencia de aminoácidos en una proteína en concreto, que tendrá una estructura y una función específicas.