Anatomia y Fisiologia (105)

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Síntesis de proteínas
Genes: el diseño de la estructura 
de las proteínas
Además de replicarse para la división celular, el DNA
sirve de diseño maestro para las síntesis de proteínas.
Tradicionalmente, un gen se define como un segmen-
to de DNA que lleva la información para la construcción
de una proteína o cadena de polipéptidos.
Las proteínas son sustancias clave para todos los as-
pectos de la vida celular. Como se describió en el Capí-
tulo 2, las proteínas fibrosas (estructurales) son los ma-
teriales de construcción más importantes para las
células. Otras proteínas, las proteínas globulares (fun-
cionales), realizan otras labores aparte de construir es-
tructuras. Por ejemplo, todas las enzimas, catalizadores
biológicos que regulan las reacciones químicas que tie-
nen lugar dentro de las células, son proteínas funciona-
les. La importancia de las enzimas no puede ser sobre-
valorada. Cada reacción química que tiene lugar en el
cuerpo necesita de una enzima. El DNA regula la activi-
dad celular en gran medida especificando la estructura
de las enzimas que, a su vez, controlan o dirigen las
reacciones químicas en las que los hidratos de carbono,
las grasas, otras proteínas e incluso el mismo DNA se
crean y se destruyen.
¿Cómo logra el DNA llevar a cabo esta increíble? La
información del DNA está codificada en la secuencia de
bases a cada lado de la escalera que forman las molé-
culas de DNA. Cada secuencia de tres bases (un triplete)
necesita un aminoácido particular (Figura 3.16). (Los
aminoácidos son los componentes básicos de las prote-
ínas que se unen durante la síntesis de proteínas). Por
ejemplo, una secuencia de bases de DNA que sea AAA
especifica un aminoácido llamado fenilalanina, mientras
que si es CCT requerirá glicina. Igual que la disposición
diferente de notas en un pentagrama produce distintas
melodías al tocarlas, las variaciones en la disposición de
A, C, T y G en cada gen permite a las células fabricar to-
dos los tipos de proteínas necesarias. Se ha estimado
que un solo gen tiene entre 300 y 3.000 pares de bases
en secuencia.
El papel del RNA
Por sí mismo, el DNA se parecería a una tira de cinta
magnética; su información no es útil hasta que se des-
codifica. Además, la mayoría de los ribosomas (la
parte de la célula donde se fabrican las proteínas)
están en el citoplasma, pero en las células que se en-
cuentran en la interfase el DNA no abandona el nú-
cleo. Así, el DNA no sólo requiere un descodificador,
sino también un mensajero para lograr su tarea de
especificar la estructura de proteínas que debe ser
construida en los ribosomas. Estas funciones de men-
sajería y descodificación se realizan gracias a un se-
gundo tipo de ácido nucleico, llamado ácido ribonu-
cleico o RNA.
Como has aprendido en el Capítulo 2, el RNA se
diferencia del DNA en que tiene una sola cadena y en
que tiene azúcar ribosa en vez de desoxirribosa y una
base de uracilo (U) en vez de la de timina (T). Hay
tres variedades de RNA que juegan un papel especial
en la síntesis de proteínas. Las moléculas de RNA de
transferencia (tRNA) son pequeñas moléculas con
forma de hoja de trébol. El RNA ribosomal o ribo-
sómico (rRNA) ayuda a formar los ribosomas, donde
se construyen las proteínas. Las moléculas de RNA
mensajero (mRNA) son largas y únicas cadenas de
nucleótido que recuerdan a la mitad de una molécula
de DNA y que llevan el “mensaje” que contiene las
instrucciones para la síntesis de proteínas desde el
gen de DNA en el núcleo hasta los ribosomas en el ci-
toplasma.
La síntesis de proteínas consta de dos fases princi-
pales: la transcripción, cuando se fabrica mRNA en el
gen del DNA, y la traducción, cuando la información
que llevan las moléculas de mRNA es “descodificada” y
utilizada para unir proteínas. Estos pasos se resumen de
una manera sencilla en la Figura 3.16 y se describen
después con mayor detalle.
La transcripción
La palabra transcripción a menudo se refiere a una de
las tareas que realiza una secretaria, convirtiendo no-
tas que tienen una forma determinada (si están toma-
das a mano o mediante una grabación de audio) en
notas que tienen otra forma (por ejemplo, una carta
escrita en el ordenador). Es decir, la misma informa-
ción se transforma de una forma o formato a otro. En
las células, la transcripción implica la transferencia
de información desde la secuencia de bases del DNA
hasta la secuencia de bases complementaria del
mRNA (Figura 3.16, paso 1). Sólo el DNA y el mRNA
están implicados en la transcripción. Mientras que
cada secuencia de tres bases que especifica un ami-
noácido particular en el gen de DNA recibe el nombre
de triplete, las secuencias correspondientes de tres
bases en el mRNA se llaman codones. La forma es di-
ferente, pero se transporta la misma información. Así,
si la secuencia (parcial) de los tripletes de DNA es
AAT-CGT-TCG, los codones correspondientes en el
mRNA serían UUA-GCA-AGC.
La traducción
Un traductor toma las palabras en un idioma y las re-
formula en otro idioma. En la fase de traducción de
la síntesis de proteínas, el idioma de los ácidos nuclei-
cos (secuencia de bases) se “traduce” al idioma de las
proteínas (secuencia de aminoácidos). La traducción
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