La Clave Genética

El código genético es el conjunto de normas por las que la información codificada en el material genético (secuencias de ADN o ARN) se traduce en proteínas (secuencias de aminoácidos), en las células vivas. El código define la relación entre secuencias de tres nucleótidos, llamadas codones, y aminoácidos. Un codón se corresponde con un aminoácido específico.

La secuencia del material genético está compuesto por la información de cuatro bases nitrogenadas distintas, que tienen una función equivalente a letras (alfabeto),en el código genético: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G) y Citosina (C) en el ADN, y Adenina (A), Uracilo (U), Guanina (G) y Citosina (C) en el ARN.

Debido a esto, el número de codones posibles es 64, de los cuales 61 codifican aminoácidos (siendo además uno de ellos el codón de inicio, AUG) y los tres restantes son sitios de parada (UAA, llamado ocre; UAG, llamado ámbar; UGA, llamado ópalo). La secuencia de codones determina la secuencia de aminoácidos de una proteína en concreto, que tendrá una estructura y una función específicas. 

Las características del ARNm, con un codón de inicio AUG, y de finalización UAG, presenta una estructura compleja llamada capucha, en su extremo inicial 5᾽, con una cadena variable en su extremo 3᾽ que prolonga la vida media de la molécula en el citoplasma

Codón inicial Codón final

La siguiente tabla indica qué codones codifican cada uno de los aminoácidos

George Gamow postuló que un código de codones de tres bases debía ser el empleado por las células para codificar la secuencia de aminoácidos, ya que tres es el número entero mínimo que con cuatro bases nitrogenadas distintas permiten más de 20 combinaciones (64 para ser exactos). 

Pasos para la formación del ARN 1.- Transcripción del ARNm (mensajero), desde una banda ADN nuclear. 2.- Salida del ARNm del núcleo y adhesión al ribosoma. Se inicia la descodificación de ADN. 3.- ARNt (transferencia) selecciona el aa en el ARNm para iniciar la síntesis de proteínas, formando polipéptidos. Una vez formada la nueva cadena polipetídica, se libera el ARNt. 4.- El ARNr (ribosómico), interviene en la adición de nuevos aa, agregándolos a la cadena proteica. 5.- El ARNm y ARNt se desprenden del ribosoma para una nueva lectura, o para ser destruidos. La proteína formada, se almacena o es utilizada por la célula.

❶ ❷ ❸ Regulación Genética: Modelo de Jacob y Monod La síntesis de enzimas está regulada y dirigida por genes. Esta se efectúa de la siguiente manera: GENES ESTRUCTURALES: Ocupan una porción del ADN y su función es especificar la secuencia de aminoácidos para la síntesis de enzimas OPERÓN: Formado por varios genes estructurales y un operador. Actúa como un interruptor de corriente GENES REGULADORES: producen determinadas sustancias que interfieren con la acción del operón ❶ ❷ ❸

Teoría de un gen, una enzima Teoría de un gen, una enzima. Antes de 1941, George Beadle y Edward Tatum abrieron la puerta a esta hipóteis, que en poco tiempo pasó a ser considerada uno de los paradigmas de la genética. La conclusión obtenida a partir de todos estos trabajos fue que hay una relación directa entre los genes y las enzimas que catalizan todos los procesos metabólicos. Se postuló que cada gen en un determinado organismo regula la producción de una enzima especifica. Así la mutación de un gen origina la inactividad de la enzima y el fallo en la reacción metabólica que controla.

Esta hipótesis fue denominada “un gen, una enzima”, a pesar de desconocerse aún cuál era la relación integral entre el gen y la enzima. Beadle y Tatum recibieron el Premio Nobel en 1958 por sus trabajos sobre los procesos químicos controlados por genes.

Rectificando: un gen, una proteína Los trabajos de Pauling, Sanger e Ingram, junto a otros descubrimientos, extendieron la hipótesis enzimática de  Beadle y Tatum al resto de proteínas, pasándose a denominar “un gen, una proteina”, contribuyendo a establecer lo que se conoce como “Dogma central de la biología molecular”, el cual describe que el ADN es transcrito a un ARN mensajero y que éste es traducido a una proteína.

Dogma central de la biología molecular: modelo de Francis Crick en 1958

Esto nos propone que existe una unidireccionalidad en la expresión de la información contenida en los genes de una célula, es decir, que el ADN se transcribe como ARN mensajero y que éste se traduce como proteína, elemento que finalmente realiza la acción celular. El dogma también postula que sólo el ADN puede duplicarse y, por lo tanto, reproducirse y transmitir la información genética a la descendencia. 

Conclusión Esta cadena de investigaciones representan un ejemplo de cómo se puede deducir las complejas características biológicas de los organismos, incluyendo la codificación y traducción de información química en elementos funcionales como enzimas, hormonas y otras proteínas, mediante una serie de experimentos correctamente ingeniados y desarrollados. Una prueba sistemática de la aplicación del Método Científico.

Sin embargo, todo esto también nos enseña una lección no menos importante: “Los resultados científicos, por sólidos, contrastados y explicativos que sean, siempre son provisionales. El dogmatismo no existe en la ciencia”.

Josef Mengele, El ángel de la muerte (Gunzburgo, Baviera, 16 de marzo de 1911 — Bertioga, Brasil, 7 de febrero de 1979) fue un médico, antropólogo y oficial alemán de las SS durante la Segunda Guerra Mundial en el campo de concentración de de Auschwitz, donde seleccionaba a las víctimas que iban a ser ejecutadas en las cámaras de gas y realizó experimentos acientíficos y frecuentemente mortales con prisioneros. Tras el fin de la guerra huyó a Sudamérica, donde evitó ser capturado hasta su muerte.

ADOLF HITLER JOSEPH GOEBBLES ERNST RÖHM HEINRICH HIMMLER RUDOLF HESS HERMANN GOERING