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18.1 FLUJO DE INFORMACIÓN EN LOS SERES VIVOS En los seres vivos, la información almacenada en el ADN sirve para la síntesis de proteínas específicas, existiendo un flujo de información que va desde las secuencias codificado- ras del ADN a las de las proteínas, a través de la síntesis de moléculas intermediarias de ARNm, portadoras de la infor- mación de una parte reducida del genoma (por genoma se entiende toda la información genética contenida en una célu- la, incluyendo los genes y todas las secuencias de ADN). Este camino se puede considerar dividido en dos etapas: transcripción y traducción (Fig. 18-1a). En la primera, la información de una determinada parte del genoma, escrita como una secuencia de cuatro bases en el ADN, es copiada bajo la forma de una molécula de un material muy parecido, el ARNm, la cual presenta una secuencia de bases similar a la copiada (con la excepción de U, en lugar de T). Con esta copia, en un segundo proceso denominado tra- ducción, la información secuencial de las bases en el ARNm va a servir para la síntesis de una cadena polipeptídica, den- tro de la cual el orden de aminoácidos refleja la sucesión de bases en la molécula de mensajero. La lectura de la secuen- cia de bases se realiza en conjuntos de tres bases o unidades de codificación (codones), denominándose código genético la relación existente entre los diferentes codones y los veinte aminoácidos proteicos (véase el Cap. 21). En definitiva, la existencia de una proteína determinada en el interior de una célula es la consecuencia de la expresión de un gen concre- to, a través de las etapas anteriormente comentadas. La transmisión de la información genética entre las diver- sas generaciones celulares requiere la duplicación del mate- rial genético, por medio de un proceso de copia o replicación del ADN. Por tanto, los procesos de replicación, transcrip- ción y traducción son fundamentales para el mantenimiento del flujo de la información genética. La información genética de muchos virus está también codificada por el ADN, y sigue mecanismos de expresión similares a los utilizados por el ADN celular. Sin embargo, existen virus con un genoma de ARN, que sirve para la sín- tesis de proteínas y para su replicación sin el concurso del ADN, transmitiéndose la información de ARN a ARN (repli- cación de ARN). Igualmente, existen virus ARN en los que las vías del flujo de la información genética incluyen la sín- tesis de ADN a partir de ARN. Esta reversión del flujo de información se conoce con el nombre de transcripción inver- sa (Fig. 18-1b). No se conoce, sin embargo, ningún sistema biológico en el que la información almacenada en una prote- ína sirva para la síntesis de un ácido nucleico, aunque hay que tener siempre presente que el flujo de información gené- tica requiere de la presencia de proteínas enzimáticas y regu- ladoras que dirijan y controlen estos procesos. 18.2 ESTRUCTURA DE LOS GENES El concepto de gen ha ido variando con el tiempo y, a medi- da que se ha ido ampliando el conocimiento acerca de la estructura de los genes, resulta cada vez más complicado hacer una definición molecular de aplicación general. Inicialmente, un gen era un concepto abstracto que corres- pondía a una unidad de información heredada. El concepto LA ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO 18 Figura 18-1. Flujo de información genética en los seres vivos. a) Vías principales de acuerdo con el dogma central de Crick. b) Vías minoritarias. ADN ARN PROTEÍNAS Transcripción Traducción Replicación ADN ARN PROTEÍNAS Replicación del ARN Transcripción inversa a) b) 18 Capitulo 18 8/4/05 11:19 Página 319 BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...) CONTENIDO PARTE II: BIOLOGÍA Y PATOLOGÍA MOLECULAR SECCIÓN IV LA INFORMACIÓN GENÉTICA 18 LA ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO 18.1 FLUJO DE INFORMACIÓN EN LOS SERES VIVOS a) b) 18.2 ESTRUCTURA DE LOS GENES
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