El Dogma Central de la Biología Molecular: Replicación del ADN y Síntesis de Proteínas

Proceso de Replicación del ADN

La replicación del ADN es un proceso fundamental para la división celular y la transmisión de la información genética. Antes de que una célula se divida, necesita copiar exactamente su ADN para que cada célula hija reciba una copia completa y fiel. El ADN es una molécula formada por dos cadenas complementarias que constituyen una doble hélice. Cada cadena está compuesta por una secuencia de nucleótidos, que contienen bases nitrogenadas específicas: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). La adenina siempre se une con la timina, y la citosina con la guanina.

Fases y Enzimas Clave de la Replicación

El proceso de replicación comienza cuando la enzima *helicasa* se une a una región específica del ADN y desenrolla la doble hélice, separando las dos cadenas al romper los enlaces de hidrógeno que unen las bases complementarias. Esta separación crea una estructura crucial llamada “*horquilla de replicación*”. Cada cadena original de ADN actúa como molde para la formación de una nueva cadena complementaria.

La enzima *ADN polimerasa* es la responsable de añadir nuevos nucleótidos a cada cadena molde, siguiendo la regla de apareamiento: a la adenina se le une la timina, y a la citosina la guanina. La ADN polimerasa solo puede añadir nucleótidos en dirección 5’ a 3’, lo que provoca una síntesis diferencial:

• Una cadena (*cadena líder*) se sintetiza de forma continua.
• La otra cadena (*cadena rezagada*) se sintetiza en fragmentos discontinuos llamados *fragmentos de Okazaki*, que luego son unidos por la enzima *ligasa*.

Además, para que la replicación comience, se requiere una molécula llamada *primasa*, que sintetiza un pequeño fragmento de ARN denominado *cebador* o *primer*. Este cebador es necesario para que la ADN polimerasa pueda iniciar la adición de nucleótidos.

El Mecanismo Semiconservativo

Gracias a este mecanismo *semiconservativo*, cada molécula hija de ADN conserva una cadena original y una cadena nueva, garantizando la fidelidad del material genético para la célula hija.

Síntesis de Proteínas: Del ADN a la Función Celular

Una vez que el ADN se ha replicado, la información genética contenida en él se utiliza para sintetizar proteínas, un proceso vital para la estructura y función de las células, conocido como síntesis de proteínas. Este proceso consta de dos fases principales: la **transcripción** y la **traducción**.

1. Transcripción: Creación del ARN Mensajero (ARNm)

La transcripción tiene lugar en el núcleo celular y consiste en copiar la información contenida en un gen (un fragmento específico del ADN) a una molécula de ARN mensajero (*ARNm*). Para ello, la enzima *ARN polimerasa* se une a una región llamada *promotor* en el ADN y desenrolla la hélice localmente. Luego, lee la cadena molde de ADN y sintetiza una cadena de ARN complementaria. Es importante notar que, en esta copia, la base timina (T) del ADN se reemplaza por uracilo (U) en el ARN. El ARNm resultante es una cadena sencilla que contiene la información necesaria para fabricar una proteína concreta.

2. Traducción: Ensamblaje de la Proteína

Una vez formado, el ARNm sale del núcleo a través de los poros nucleares y se dirige al citoplasma, donde ocurre la traducción. En esta fase, el ARNm se une a un *ribosoma*, que es la maquinaria celular encargada de leer el mensaje y fabricar la proteína. El ribosoma lee el ARNm de tres en tres bases, llamadas *codones*. Cada codón especifica un aminoácido.

Para llevar los aminoácidos, existen moléculas llamadas ARN de transferencia (*ARNt*). Cada ARNt tiene un *anticodón* que reconoce un codón específico del ARNm y transporta el aminoácido correspondiente. Cuando el ARNt se une al codón adecuado, el ribosoma cataliza la unión del aminoácido a la cadena polipeptídica en formación.

Este proceso continúa codón a codón, formando una cadena larga de aminoácidos que, al finalizar, se pliega para formar una proteína funcional. Las proteínas resultantes pueden desempeñar múltiples roles esenciales:

• Actúan como enzimas.
• Forman estructuras celulares.
• Transportan moléculas.
• Regulan procesos metabólicos, entre otros.