Mecanismos Fundamentales de la Biología Molecular: Muerte Celular, Transcripción, Traducción y Código Genético

Muerte Celular: Dos Formas Principales

La muerte celular es un proceso fundamental en la biología, presentándose principalmente de dos maneras:

• Necrosis o Muerte Accidental

  Se produce cuando la célula sufre un daño grave, por ejemplo, por falta de oxígeno. Este tipo de muerte implica una hinchazón de la célula y una intensa y rápida alteración de la estructura normal de la membrana plasmática y de los orgánulos citoplasmáticos, incluido el núcleo.

• Apoptosis o Muerte Celular Programada

  Se trata de una muerte natural, en el curso de la cual las células se autodestruyen en ejecución de un programa genético en el que están implicadas proteínas con efectos antagónicos. Se caracteriza por una retracción celular, una condensación de la cromatina y su fragmentación en oligonucleosomas.

Transcripción: Síntesis de ARN

Requisitos Previos para la Síntesis de ARN

La síntesis del ARN, también conocida como transcripción, cumple con los siguientes requisitos previos:

• Una cadena de ADN que actúe como molde.
• Enzimas específicas.
• Ribonucleótidos trifosfato de Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo (U).

Terminación de la Transcripción

• En Procariotas

  La señal de terminación es una secuencia de bases palindrómicas formada por G y C, seguidas de varias T, lo que origina al final del ARN un bucle. Este bucle favorece su separación del ADN. El bucle se forma por autocomplementariedad de las bases G y C situadas en la cola del ARN.

• En Eucariotas

  La ARN-polimerasa transcribe regiones de ADN largas, que exceden la longitud de la secuencia que codifica la proteína. En ciertos puntos, una enzima corta el fragmento de ARN que lleva la información para sintetizar la proteína del ARN que sigue transcribiéndose. La señal es una secuencia que aparece sobre el ARN. Con posterioridad a la separación del ARN, una enzima añade una secuencia formada por unos 200 nucleótidos de adenina, que al parecer interviene en los procesos de maduración y transporte del ARN fuera del núcleo.

Traducción: Síntesis de Proteínas

Elementos Necesarios para la Traducción

Para que tenga lugar el proceso de traducción o síntesis de proteínas, se necesitan los siguientes componentes:

• Ribosomas: Donde se realiza la síntesis proteica.
• ARN mensajero (ARNm): Que lleva la información genética para sintetizar cada proteína específica.
• Aminoácidos: Que son los componentes básicos de las proteínas.
• ARN de transferencia (ARNt): Que aporta los aminoácidos en el orden preciso, según la secuencia del ARNm.
• Enzimas y energía: Necesarias en toda reacción de biosíntesis.

El Código Genético

El código genético es la clave que relaciona la secuencia de bases del ADN o del ARN con la secuencia de aminoácidos en las proteínas.

• Está basado en la secuencia de bases. Como son cuatro bases (Adenina, Guanina, Timina, Citosina), si las ordenamos de 2 en 2, resultarían 16 variantes, insuficientes ya que existen 20 aminoácidos. Si tomamos variaciones de 3 en 3 (tripletes o codones), resultan 64 combinaciones. Esto significa que nos sobran tripletes para nombrar a los 20 aminoácidos, lo que implica que muchos aminoácidos son codificados por más de un triplete (degeneración del código), y que hay tripletes que no codifican para ningún aminoácido (tripletes de parada o stop).
• El descifrado del código se inició en 1965 y se atribuye en parte a Severo Ochoa (Premio Nobel 1959), quien contribuyó significativamente a la comprensión de la síntesis de polinucleótidos.