Biología Molecular: Ácidos Nucleicos, Replicación y Síntesis Proteica

Ácidos Nucleicos: Fundamentos de la Vida Celular

Los ácidos nucleicos son las moléculas básicas de la vida, responsables de todo tipo de actividad celular. Son macromoléculas cuyo monómero es una molécula llamada nucleótido. Un ácido nucleico es un encadenamiento de nucleótidos unidos por enlaces de tipo éster. Hay dos tipos principales:

• ADN (Ácido Desoxirribonucleico): Contiene desoxirribosa, un grupo fosfato (P) y las bases nitrogenadas adenina, guanina, timina y citosina.
• ARN (Ácido Ribonucleico): Contiene ribosa, un grupo fosfato (P) y las bases nitrogenadas adenina, guanina, uracilo y citosina.

El ADN: Portador de la Información Genética

El ADN es una molécula fundamental para la actividad celular. Su función principal es llevar, conservar y transmitir el mensaje genético. Presenta diversas estructuras:

• Estructura Primaria: Consiste en el encadenamiento lineal de nucleótidos. Desde el punto de vista genético, la importancia del ADN radica en las bases nitrogenadas que presentan sus hebras, las cuales tienen una orientación específica.
• Estructura Secundaria: El ADN es una molécula bicatenaria, donde las dos hebras se unen entre sí mediante puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas complementarias.
• Estructura Terciaria: Conocida como "collar de perlas", esta estructura se forma por una serie de núcleos proteicos (histonas) sobre los que se enrolla el ADN.

La finalidad de estas estructuras es que el ADN ocupe el menor espacio posible dentro de la célula. La síntesis de proteínas es el resultado de la transcripción de la información contenida en el ADN y, más tarde, de la traducción del ARNm. El ADN es una molécula que se utiliza para sintetizarse a sí misma, proceso conocido como replicación.

El ARN y la Transcripción

El ácido ribonucleico (ARN) es un ácido monocatenario formado por el encadenamiento de ribonucleótidos. Se sintetiza utilizando como molde una hebra de ADN en un proceso conocido como transcripción.

El proceso de síntesis se realiza de la siguiente manera:

• Separación de la molécula de ADN: Un gen es un segmento de ADN que contiene la información para la síntesis de una proteína.
• Una enzima clave, la ARN polimerasa, se acopla al ADN y comienza a circular hasta que encuentra una secuencia específica que le indica dónde se encuentra el gen que debe sintetizar.

Diferencias entre Replicación y Transcripción

La diferencia fundamental entre la replicación y la transcripción radica en que, si fuera una replicación, la base complementaria de la adenina sería la timina, no el uracilo.

Tipos de ARN Funcionales y el Código Genético

Existen tres tipos de ácidos ribonucleicos funcionales en cada célula:

• ARN mensajero (ARNm): La información se lleva en grupos de tres bases nitrogenadas. Cada triplete se conoce como codón. Cada codón representa un aminoácido. Por lo tanto, existe una relación directa entre la secuencia de nucleótidos del ARNm y la secuencia de aminoácidos de la proteína. Esto es lo que se conoce como código genético.

Características del Código Genético:

• No hay posibilidad de error: Cada grupo de tres nucleótidos corresponde a un único aminoácido.
• El código genético tiene puntuación: Hay tripletes que indican el comienzo de la síntesis (codón de inicio) y otros tripletes que indican el final (codones de terminación).

• ARN ribosómico (ARNr): Se asocia con proteínas para formar los ribosomas, que son orgánulos circulares responsables de la síntesis de proteínas. El ribosoma recorre la hebra de ARNm para leer la información y transformarla.
• ARN de transferencia (ARNt): Cada ARNt transporta un aminoácido específico. Esta especificidad está relacionada con un triplete de bases nitrogenadas que se encuentra en el anticodón del ARNt. El ARNt establece la relación entre el codón del ARNm y el aminoácido que debe ser colocado en la cadena proteica.

Proceso de Síntesis de Proteínas (Traducción):

Los ARNt que van a participar en la síntesis de proteínas se unen a los sitios A y P del ribosoma. El ARNm se acopla al ribosoma de tal manera que el primer triplete (codón de inicio) se coloque justo en el espacio donde se va a recibir el primer ARNt. El primer ARNt que llegará será aquel cuyo anticodón sea el UAC (complementario al codón de inicio AUG).

Una vez acoplado el primer ARNt, el ribosoma recibe el segundo. Dentro del ribosoma se producen una serie de transformaciones:

• Separación del primer aminoácido y su unión con el segundo, formando un dipéptido.
• En cuanto al ARNt se le quita el aminoácido, se le envía al citoplasma y ese hueco queda libre.
• El ribosoma da un salto hasta el siguiente triplete.
• A partir de ahí, el dipéptido se rompe y se une al tercer aminoácido, y se repite el proceso hasta que se llega a un triplete de terminación, momento en el que la síntesis de la proteína finaliza.