LA CLAVE GENETICA

...

La energía que permite el enlace de la molécula de ARNt al aminoácido, se usa entonces para formar el enlace peptídico entre los dos aminoácidos, Luego el ARNt desprendido queda disponible para ser utilizado muchas veces. El ARN mensajero tiene una vida más corta, ya que es destruido por enzimas después de haber sido leído unas pocas veces. Es posible que este sea un mecánico de control para evitar la producción de proteínas anormales.

DESCIFRANDO EL CÓDIGO.

Los científicos franceses François Jacob, Jacques Mond postularon la existencia del ARNm en 1961. Esta teoría fue comprobada por Marshall Nirenberg.

Para ello, añadió varios extractos de cierto ARN a extractos de Escherichia Coli. Encontró que los aminoácidos, ribosomas, ATP y ARNT estimulaban la síntesis proteínica, es decir, comenzaba la producción de moléculas de proteína, aunque la fuente fuese de origen extraño.

"EL CÓDIGO PARECIA TENER UN LENGUAJE UNIVERSAL"

El científico llego a la conclusión de que igualmente podrían producirse proteínas a partir de un ARN artificial. Es así como comienza a trabajar con ribonucleótidos desarrollados por un científico español llamado Severo Ochoa. Lo difícil del experimento era controlar el orden de los ribonucleótidos que se iban uniendo, ya que deseaba conocer el contenido exacto de cualquier mensaje

La solución fue utilizar una molécula de ARN construida a base de un solo ribonucleótido repetido muchas veces. Se seleccionó uno con uracilo. Este descubrimiento se publicó en 1961.

Durante los siguientes años, estos científicos elaboraron posibles códigos para todos los aminoácidos utilizando ARNm sintético. Se encontraron métodos para controlar el orden de los nucleótidos del ARN sintético, así fue posible determinar el resto de los codones. Actualmente se tienen identificados 61 de las 64 combinaciones posibles de trinucleótidos. Estos tres que faltan se consideran signos de puntuación o marcas de comienzo o final de un mensaje.

SINTESIS DE LA PROTEÍNA.

Las instrucciones para la síntesis de proteínas están codificadas en el ADN del núcleo. Sin embargo el ADN no actúa directamente, sino que transcribe su mensaje al ARN m que se encuentra en las células, una pequeña parte en el núcleo y, alrededor del 90% en el citoplasma. La síntesis de proteínas ocurre de la siguiente manera:

- El ADN del núcleo transcribe el mensaje codificado al ARN m. Una banda del ADN origina una banda complementaria de ARN m.

- El ARN mensajero formado sobre el ADN del núcleo, sale a través de los poros de la membrana nuclear y llega al citoplasma donde se adhiere a un ribosoma. Allí será leído y descifrado el código o mensaje codificado que trae el ADN del núcleo.

- El ARN de transferencia selecciona un aminoácido específico y lo transporta al sitio donde se encuentra el ARN mensajero. Allí engancha otros aminoácidos de acuerdo a la información codificada, y forma un polipéptido. Varias cadenas de polipéptidos se unen y constituyen las proteínas. El ARN t. queda libre.

- Los ribosomas se mueven a lo largo del ARN mensajero, el cual determina qué aminoácido s van a ser utilizados y su secuencia en la cadena de polipéptidos. El ARN ribosómico, diferente del ARN y el ARN t y cuya estructura se desconoce, interviene también en el acoplamiento de aminoácidos en la cadena proteica. Los procesos de unión o combinación se hacen a través de los tripletes nucleótidos del ARN de transferencia y del ARN mensajero.

- Las proteínas formadas se desprenden del ribosoma y posteriormente serán utilizadas por las células. Igualmente el ARN de transferencia, es “descargado” y el ARN mensajero ya “leído” se libera del ribosoma y puede ser destruido por las enzimas celulares, o leído por uno o más ribosomas.

La síntesis de proteínas comienza por consiguiente en el núcleo, ya que allí el ADN tiene la información, pero se efectúa en el citoplasma a nivel de los ribosomas. Este proceso se puede representar como sigue:

ADN-----→ ARN m-----→ ARN t-----→ Aminoácidos------→ Proteínas

(Ribosoma, ARN r)

REGULACIÓN DE LA GENÉTICA: MODELO DE JACOB Y MONOD.

Se hicieron estudios sobre la bacteria escherichia coli y se encontró que puede sintetizar triptófano mediante la enzima triptofanosintetasa. Si se agrega este aminoácido al medio nutritivo, la bacteria deja de sintetizarlo, pero al quedar agotado el triptófano, la bacteria lo sintetiza nuevamente. Si se continúa agregando triptófano durante varias generaciones la bacteria no lo sintetiza; si de repente se deja de añadir, se produce un largo período de retraso, durante el cual, las células se multiplican muy poco. Durante este período se sintetiza poco triptófano, lo cual se debe a que la bacteria carece o posee escasa cantidad de triptofanosintetasa. Posteriormente reaparece la enzima y se alcanza el nivel normal en el proceso de síntesis.

La síntesis de enzimas está regulada y dirigida por los genes. Pero ¿Cómo se efectúa esta regulación? El modelo genético propuesto por F. Jacob y J. Monod explica este mecanismo. Estos autores distinguen varios tipos de genes:

- Los genes estructurales ocupan una porción del ADN, y tienen la función de especificar la secuencia de aminoácidos en la molécula de proteína.

- El operón está formado por varios genes estructurales y el gen operador que está ubicado en el extremo inicial. Este gen actúa como interruptor de corriente.

- El gen regulador produce una determinada sustancia que al combinarse con el producto final (en nuestro caso con el ejemplo del triptófano), actúa como represor del operón. Esta sustancia produce un bloqueo en la acción del operón, ya que se combinará con el operador, el cual como dijimos anteriormente funciona como interruptor de corriente y no se sintetiza sustancia alguna.

TEORÍA DE “UN GEN-UNA ENZIMA”.

La teoría más ampliamente aceptada sobre la manera de actuar de los genes proviene de los trabajos de los genetistas G.W. Beadle y E.L. Tatum, con el moho rojo del pan, neurospora crassa, perteneciente a los hongos ascomicetos. Neurospora es particularmente un organismo apropiado para llevar adelante estudios genéticos, ya que la única etapa diploide en este hongo es el cigote, el cual rápidamente experimenta la meiosis. La fase vegetativa