ADN ---- Proteínas. ADN ---? --- Proteínas

Transcripción

1 El dogma central de la biología molecular es un concepto que explica los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia genética tras el descubrimiento de la molécula del ADN en doble hélice. Propone que existe una unidireccionalidad en la expresión de la información contenida en los genes de una célula, es decir, que el ADN es transcrito a ARN mensajero y que éste es traducido a proteína, compuesto que finalmente realiza la acción celular. El dogma también postula que sólo el ADN puede replicarse y, por tanto, reproducirse y transmitir la información genética a la descendencia. Fue propuesto por Francis Crick en Watson y Crick sospecharon que una vez esclarecida la estructura del ADN, sería más fácil entender su función. Razonaron, entonces, que si el ADN era la molécula que transmitía la información genética a las células hijas, esta debía funcionar como un código. Para mitad de los años 1950 se sabía que la secuencia de nucleótidos en el ADN daba origen a una secuencia de polipéptidos. Es decir, la molécula de ADN debía dirigir la síntesis de proteínas. ADN ---- Proteínas Pero si esto era cierto, faltaba dilucidar una pieza del rompecabezas ya que sabía que las proteínas se sintetizaban fuera del núcleo. Cómo podía el ADN, que estaba dentro del núcleo, dirigir la síntesis de proteínas fuera del mismo? A Crick se le ocurrió la idea de que debía existir un intermediario. io. ADN ---? --- Proteínas

2 Un posible candidato para intermediario era el ARN, que se encuentra en el citoplasma. El ARN tenía varias características que lo hacían un firme candidato: a. un esqueleto de azúcares y fosfatos (a pesar de que tienee un azúcar distinto, ya que el ARN tiene ribosa en vez de desoxirribosa), b. tanto el ADN como el ARN usan las mismas bases nitrogenadas, pero el ARN tiene uracilo en vez de timina, c. el uracilo se puede unir a la adenina como lo hace la timina, d. el ARN es una cadena simple. Crick sintetizó esta idea en lo que él llamó el dogma central que especifica que el ADN se traduce ARN y este, a su producción de proteínas. ADN ARN Proteínas de la biología, vez, dirige la Según este postulado, la información fluye de manera unidireccional: no puede moverse de las proteínas al ADN. Es decir, una vez que la información llega a las proteínas, estas no pueden ser cambiadas o, lo que es lo mismo, las proteínas no pueden influir los genes. Crick usó el término dogma en un sentido figurado y quizá con humor, ya que las ideas científicas sólo son aceptadas hasta que aparezca evidencia experimental que las desmienta. No obstante, la ciencia es un ente dinámico, que no se asienta, salvo notables excepciones, en dogmas. De este modo, han surgido una seriee de elementos que implican la ampliación de este dogma tan tajante. Estas excepciones atañen, entre otras situaciones o elementos, a los priones, ribozimas y la enzima transcriptasa inversa. Dado que en la célula cada molécula tiene una función y las proteínas son las encargadas de realizar el trabajo duro (formar estructuras, catalizar reacciones enzimáticas, activar genes, entre otras), la información contenida en forma de genes debe, de alguna manera, ser convertida en proteínas.

3 La información genética está contenida en los genes, segmentoss de ADN que llevan información para fabricar un producto funcional determinado. El genoma de la especie humana tiene aproximadamente genes. Sólo una pequeña parte del genoma es codificante; la mayor parte corresponde a secuencias cortas móviles no codificantes o a secuencias regulatorias. Para que la información pase de una molécula a otra, primero debe copiarse, en un proceso que se llama replicación y que ocurre en el núcleo. Pero como el ADN se encuentra en el núcleo y las proteínas son sintetizadass en el citoplasma, debe existir una molécula que funcione como intermediaria. Este papel lo cumple el ácido ribonucleico mensajero (ARNm). El ADN se copia en ARNm en el núcleo, en un proceso denominado transcripción. Luego la información contenida en el ARNm es empleada para construir proteínas en el proceso de traducción, que tiene lugar en el citoplasma. Estos tres procesos secuenciales constituyen el llamado dogma central de la Biología, que establece que la información fluye desde el ADN al ARN y de este a las proteínas. (Además, las proteínas controlan el procesoo de replicación del ADN uniéndose a una secuencia específica en el ADN. De esta manera pueden activar o inhibir la transcripción de un gen determinado.) Cuando el dogma no se cumple: el caso de priones virus y Normalmente, el dogma de la biología se cumple en los organismos más diversos, que guardan su información genética en forma de ADN, utilizan el ARN como intermediario y las proteínas como estructuras o maquinaria enzimática. Algunos virus y priones, sin embargo, rompen un poco este esquema. - Virus - Proteínas que se autorreplican: priones Virus Ciertos virus, como el de la inmunodeficiencia humana (VIH), guardan su información genética en forma de ARN y la duplican utilizando ADN (con la ayuda de enzimas denominadas transcriptasas reversas). Cuando estos agentes se introducen en una célula huésped convierten su ARN, de cadena

4 simple, en ADN, de cadena doble, y este segmento se inserta en el genoma de la célula. El ADN modificado es transcripto por enzimas celulares y luego es traducido. Las proteínas generadas junto con el ARN viral, se ensamblan y forman una nueva partícula viral capaz de infectar nuevas células. El descubrimiento de estass enzimas capaces de sintetizar ADN a partir de ARN ha conducido a cuestionar el dogma central. Este postulado ha sido revisado ya que la información no fluye de manera unidireccional sino de forma bidireccional. Actualmente el dogma central de la biología ha sufrido algún resquebrajamiento, pues, para sorpresa de muchos, en 1971 se descubrió que algunos virus, como el de la inmunodeficiencia humana (VIH), llevan su información en forma de ARN, y que ella puede pasar al ADN de sus huéspedes. Ese proceso ocurre en el sentido contrario al esquema de Crick, ya que la información pasaa del ARN al ADN. Además, actualmentee sabemos que tanto el ARN como las proteínas pueden influir en la expresión del código genético. Entonces, el dogma actualizado sería el que muestra la figura 2. Figura 2. Dogma de la biología molecular actualizado. La información es bidireccional ya que las proteínas influyen en la expresión de genes (pero no pueden convertirse en ADN). Existen otros tipos de virus, como el virus Junín o de la fiebre hemorrágica argentina, cuyo genoma también está formado por ARN, en lugar de ADN. Estos son capaces de duplicar su ARN sin ADN como intermediario. Cómo? Utilizando una proteína viral la ARN polimerasa que sintetiza ARN y usa ARN

5 como molde. Tanto las moléculas originarias como las sintetizadas por la polimerasa son utilizadas como molde para la traducción de proteínas virales. Además, la misma ARN polimerasa es responsable de la replicación y transcripción del genoma viral. Proteínas que se autorreplican: priones Además existen determinados tipos de proteínas que son capaces de autoperpetuarse. Estas proteínas, denominadas priones o PrPP (Proteína de Prión), cambian de manera anómala su conformación o estructura. No se conoce el motivo por el cual las proteínas adquieren dicha estructura, pero lo cierto es que el cambio les permite no sólo formar cúmulos proteicos sino que pueden contagiar a sus pares normales (las proteínas del mismo tipo cuya estructura es correcta) y convertirlas en defectuosas. Por lo tanto, los priones son proteínas anómalas capaces de generar en el huésped otras como ellas, a partir sus pares normales. Esto de alguna manera sería una replicación de proteínas, teniendo en cuenta que en realidad lo que se replica es una estructura tridimensional a partir de una proteína normal (sintetizada por los mecanismos conocidos). La proteína PrP es la responsable del mal de la vaca loca (encefalopatía espongiforme bovina) y de enfermedades similares en humanos y ovejas. Esta proteína se localiza en la membrana de las neuronas, y cuando adquiere la conformación defectuosa contagia a otras células propagando la anomalía. Esta proteína con estructura diferente puede contagiar a las proteínas de un humano que coma carne procedente de un animal enfermo.

6 BIBLIOGRAFÍA - Crick, F. (1970): 'Central Dogma of Molecular Biology. Nature 227, Educ.ar - Wikipedia