Procesos de Síntesis de Proteínas e Ingeniería Genética: Conceptos Fundamentales

Síntesis de Proteínas: Transcripción y Traducción

El ARN transferente (ARNt) transporta, hasta los ribosomas, los aminoácidos que van a unirse. A partir de la información proporcionada por el ADN, la síntesis de proteínas se produce en dos etapas: transcripción y traducción.

1. Transcripción

Consiste en copiar una parte del mensaje genético desde su forma original a otra que se puede utilizar para la síntesis de una proteína específica:

• Se abre la doble hélice del ADN.
• Los nucleótidos complementarios se sitúan enfrente de una de las dos cadenas.
• Solamente se copia una de las dos cadenas de ADN.
• Se obtiene una cadena de ARN con una secuencia de bases complementaria del ADN.

2. Traducción

• El mensaje copiado en forma de ARN es idéntico al que se encuentra en el ADN.
• Este ARN es una molécula de cadena sencilla y, al ser más pequeña que el ADN, puede salir del núcleo.
• El ARNm se sitúa sobre los ribosomas, orgánulos citoplasmáticos que sintetizan las proteínas.
• El ARNt transporta los aminoácidos libres del citoplasma hasta los ribosomas, según el orden que indica el mensaje del ARNm.
• Cada molécula de ARNt es específica para cada aminoácido.
• Los ribosomas recorren la cadena de ARNm y van uniendo aminoácidos en el orden adecuado, según la secuencia de bases nitrogenadas: el ARNm es leído por los ribosomas que lo traducen en una proteína.
• Para cada proteína existe un ARNm distinto y, por tanto, un fragmento de ADN distinto con la información necesaria.

El Código Genético

Es la relación entre la secuencia de bases nitrogenadas del ADN y la secuencia de los aminoácidos que constituyen una proteína. Tres bases nitrogenadas forman cada señal que codifica para un aminoácido. Los tripletes del ADN se denominan codógenos y los tripletes del ARNm reciben el nombre de codones.

Ingeniería Genética

Es el conjunto de técnicas que permiten manipular el material genético:

1. Localización: Se localiza el gen que se quiere manipular. Para ello, se debe conocer previamente su secuencia de nucleótidos.
2. Aislamiento: Se aísla el gen utilizando enzimas que cortan el ADN por lugares específicos.
3. ADN Recombinante: Se une el gen a una molécula de ADN transportador (vector), perteneciente a una bacteria o a un virus.
4. Expresión: Se introduce el ADN recombinante en una célula para que el gen se exprese y se sintetice la proteína correspondiente.

Copia de un gen determinado (PCR)

1. Se separan las dos hebras del ADN que se quiere copiar mediante calor.
2. Se sintetiza la hebra complementaria de cada una de las hebras separadas empleando la enzima ADN polimerasa.
3. Se vuelven a separar las hebras de las dobles hélices formadas.
4. El ciclo se repite varias veces hasta conseguir un gran número de copias de ADN inicial, pues las replicaciones siguen un proceso exponencial.

Aplicaciones e Implicaciones de la Ingeniería Genética

Aplicaciones

Es una técnica biológica frecuente aplicada en animales, plantas y seres humanos. Por ejemplo, en la investigación biológica (célula humana, gen aislado, ADN recombinante) y en la industria, donde ya existen bacterias modificadas genéticamente capaces de sintetizar moléculas semejantes a los plásticos.

Implicaciones y Dilemas Éticos

Es posible modificar la información genética y adaptarla al interés humano:

• Medicina: Las expectativas sobre el tratamiento de enfermedades genéticas abren una vía de esperanza.
• Alimentación: La modificación genética de plantas y animales podrá mejorar las fuentes de alimentación.
• Riesgos: Existen consecuencias imprevisibles, como la diseminación de organismos modificados (bacterias y virus) desde los laboratorios o la transferencia de genes indeseables entre organismos.
• Ética: Las técnicas conllevan dilemas importantes, especialmente al afectar la vida humana y la posibilidad de interferir en las características de los hijos.