Biologia de los microorganismos (161)

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M I C R O B I O L O G Í A M O L E C U L A R 113
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N
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A
D
 1
principales que participan en la síntesis de proteínas. El RNA
mensajero (mRNA) es una molécula monocatenaria que lleva 
la información genética del DNA al ribosoma, que es la máquina 
de síntesis de las proteínas. Los RNA de transferencia (tRNA) 
convierten la información genética de las secuencias nucleo-
tídicas del RNA en una secuencia definida de aminoácidos en 
las proteínas. Los RNA ribosómicos (rRNA) son importantes 
componentes estructurales y catalíticos del ribosoma. Los pro-
cesos moleculares del flujo de información genética se pueden 
dividir en tres etapas (Figura 4.3):
1. Replicación. Durante la replicación, la doble hélice de
DNA se duplica, es decir, produce dos copias. La repli-
cación la lleva a cabo una enzima llamada DNA-polime-
rasa.
2. Transcripción. La transferencia de la información
genética del DNA al RNA se llama transcripción. La
transcripción es efectuada por una enzima llamada RNA-
polimerasa.
3. Traducción. La síntesis de una proteína usando la infor-
mación genética del mRNA se llama traducción.
Los tres pasos que se muestran en la Figura 4.3 son caracte-
rísticos de todas las células, y conforman el núcleo central de 
la biología molecular: DNA S RNA S proteína. A partir de 
una región relativamente corta de la larga molécula de DNA se 
pueden transcribir muchas moléculas de RNA diferentes. En 
los eucariotas, cada gen se transcribe para dar un solo mRNA, 
mientras que en los procariotas una sola molécula de mRNA 
puede contener la información genética de varios genes; es 
decir, varias regiones de codificación de proteínas. Existe una 
correspondencia lineal entre la secuencia de bases de un gen 
y la secuencia de aminoácidos de un polipéptido. Cada grupo 
de tres bases de una molécula de mRNA codifica un solo ami-
noácido, y cada uno de estos tripletes de bases se llama codón. 
Los codones son traducidos a secuencias de aminoácidos por 
los ribosomas (que a su vez están hechos de proteínas y RNA), 
tRNA y proteínas ayudantes llamadas factores de traducción. Si 
bien el dogma central es invariable para las células, veremos 
más tarde que algunos virus (que no son células, Sección 
1.2) violan este proceso de maneras muy interesantes (Capítu-
los 8 y 9).
MINIRREVISIÓN
 ¿Qué es un genoma?
 ¿Qué componentes forman un nucleótido? ¿En qué se 
diferencia un nucleósido de un nucleótido?
 ¿Qué tres macromoléculas de información intervienen en el 
flujo de información genética?
 En todas las células hay tres procesos que intervienen en el 
flujo de información genética. ¿Cuáles son?
4.2 La doble hélice
En todas las células el DNA se presenta como una molécula de 
dos cadenas de polinucleótidos cuyas secuencias de bases son 
complementarias. La complementariedad del DNA se debe a 
la presencia de puentes de hidrógeno entre bases específicas: la 
adenina siempre se aparea con la timina, y la guanina siempre se 
actúan en reacciones redox, como transportadores de azúcares 
en la síntesis de polisacáridos, o como moléculas reguladoras.
Los ácidos nucleicos: DNA y RNA
El esqueleto de los ácidos nucleicos es un polímero en el que 
alternan azúcares y moléculas de fosfato. Los nucleótidos están 
unidos covalentemente mediante un fosfato entre el carbono 3′ 
de un azúcar y el carbono 5′ del azúcar siguiente. (Los números 
con marca de prima se refieren a posiciones en el anillo de azú-
car; los números sin prima a las posiciones en los anillos de las 
bases.) El enlace fosfato se llama enlace fosfodiéster, porque 
el fosfato conecta dos moléculas de azúcar mediante una unión 
éster (Figura 4.1b). La secuencia de nucleótidos en la molécula 
de DNA o RNA es su estructura primaria, y la secuencia de 
bases constituye la información genética.
En el genoma de las células, el DNA es bicatenario. Cada cro-
mosoma está formado por dos cadenas de DNA, y cada una 
de ellas contiene entre cientos de miles y algunos millones de 
nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster. Las cadenas se man-
tienen unidas por puentes de hidrógeno que se forman entre las 
bases de una cadena y las de la otra. Cuando se encuentran en 
posiciones adyacentes, las purinas y las pirimidinas pueden for-
mar puentes de hidrógeno (Figura 4.2). Los puentes de hidrógeno 
son más estables termodinámicamente cuando la guanina (G) 
se une a la citosina (C) y la adenina (A) se une a la timina (T). 
El apareamiento específico entre las bases, A con T y G con C 
asegura que las dos cadenas de DNA son complementarias en 
su secuencia de bases; es decir, allá donde se encuentre una G 
en una cadena, en la otra se encontrará una C, y allá donde se 
encuentre una T habrá una A en la cadena complementaria.
Los genes y las etapas en el flujo de la información
Cuando los genes se expresan, la información genética alma-
cenada en el DNA se transfiere al ácido ribonucleico (RNA). 
Aunque existen varios tipos de RNA en las células, hay tres 
Figura 4.2 Apareamiento específico entre guanina (G) y citosina (C)
y entre adenina (A) y timina (T) mediante puentes de hidrógeno. Estos 
son los pares de bases típicos que encontramos en una doble cadena de DNA. 
Los átomos que se encuentran en el surco mayor de la doble hélice y que 
interaccionan con proteínas están marcados en rosa. También se indica el 
esqueleto de desoxirribosa-fosfato de las dos cadenas de DNA. Obsérvense las 
diferentes tonalidades de verde de las dos cadenas de DNA, una convención 
que adoptamos a lo largo de todo el libro.
N
N
N
N
H NO
N
N
O
CH3
H
H
Adenina
N
N
N
N
H O
N
N
O
H
H
N
NH
H
Citosina Guanina
Puente 
de hidrógeno
Puente 
de hidrógeno
Esqueleto Esqueleto
Esqueleto
Esqueleto
Timina
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