De genes a proteínas – el viaje de la información genética

Primero tengo que hacer una aclaración: «genes» y «ADN» no son sinónimos. 

No es raro que la gente los confunda. Son términos que hemos oído muchas veces, piénsalo ¿sabrías decirme qué son los genes? ¿Y su diferencia con el ADN?

Básicamente el ADN es el libro donde están escritas las instrucciones que necesitan las células para vivir y cumplir su función. Dentro de este libro los genes son capítulos. Estos capítulos tienen en común que son las instrucciones para producir proteínas.

Hoy voy a explicarte:

  • Qué son los genes.
  • Cómo la información que guardan se utiliza para fabricar proteínas  
  • Cuál es el “idioma” en el que están escritos.
Aquí tienes el podcast por si prefieres escuchar en lugar de leer. ¡Empecemos!

¿Qué son los genes?

Pues básicamente los genes son fragmentos de ADN que contienen la información necesaria para fabricar las proteínas. 

En genética esto recibe el nombre de «codificar». Por tanto los genes son los fragmentos del ADN que «codifican» proteínas. 

Los genes son fragmentos de ADN

¿Cuántos genes crees que necesitamos para vivir? Pues la verdad es que no se sabe el número exacto, pero se estima que tenemos unos 19.000 genes. Quizás te parecen muchos, pero son más bien pocos si tenemos en cuenta el tamaño del ADN.

De hecho se esperaba que tuviéramos unos 100.000 y fue una sorpresa ver que no llegábamos a esa cifra, porque empezaron a surgir las preguntas sobre ¿qué es el resto de ADN? 

Y se llegó a una primera conclusión de que era «ADN basura», es decir, que sino producía proteínas no servía para nada.

No obstante, ahora se sabe que esto no es cierto. Alguna de las funciones que tiene ese ADN basura es controlar la función de los genes. También casi la mitad de esos genes son los llamados «genes saltarines».

Tan importante es tener información para producir proteínas como para controlar su producción. De este modo, aunque tengamos “pocos recursos”, podemos hacer maravillas.

En biología esto se traduce como que con un mismo ADN puedes tener muchos tipos de células diferentes haciendo funciones distintas gracias a regular la actividad de los genes. Por ejemplo, las células de la piel, de la sangre, del cerebro…. Y estos tipos a su vez se subdividen en más tipos.

Así que recapitulemos, los genes son partes de la molécula de ADN que almacenan la información para producir proteínas. Esto nos lleva a preguntarnos… ¿cómo está información pasa de estar en los genes a utilizarse para producir proteínas?

Cómo la información que guardan los genes se utiliza para fabricar proteínas

Primero decirte, que este apartado necesita que utilice términos más técnicos, que igual te resultan un pelín complicados sino lo has oído nunca. Pero te prometo que he intentado utilizar los menos posibles y hacerlo más sencillo.  

Dicho esto, ¿cómo se utiliza está información de los genes para hacer proteínas?

La respuesta está en el llamado «dogma central de la biología». Este dogma explica que la información de los genes pasa a un molécula intermedia (el ARN) y ya puede utilizarse para producir la proteína. 

En lenguaje técnico se diría que la información genética se “transcribe” a ARN mensajero (ARNm) y “se traduce” a proteínas.

Pero ¿por qué  la información tiene que pasar por un intermediario? Pues porque el ADN está en el núcleo de la célula pero las proteínas se sintetizan en el citoplasma.

El citoplasma es como un líquido en el que están todos los órganos que la célula necesita para vivir y el núcleo es uno de ellos. Estos órganos se llaman orgánulos.

Para que te hagas una idea, al igual que nosotros necesitamos órganos como los pulmones, hígado, estómago… pues las células necesitan orgánulos (ej. mitocondrias, retículo endoplasmático, núcleo…)

Célula: núcleo y citoplasma. En el citoplasma pueden verse otros pequeños dibujos que representan los orgánulos ("órganos de la célula").

Veamos el proceso por partes:

Transcribir: 

La información de los genes (contenida en el ADN) se copia al intermediario ARNm, lo cual ocurre en el núcleo. El ARNm puede salir del núcleo y llegar al citoplasma, cosa que el ADN no puede hacer y por eso necesita a esta molécula intermediaria.

Traducir

El mensaje que tiene escrito el ARNm en su secuencia es utilizado por los ribosomas para fabricar las proteínas. Los ribosomas son un orgánulo de la célula. Esta parte del proceso tiene lugar en el citoplasma.

La información genética para fabricar proteínas pasa por los procesos de transcripción y traducción.

Esto nos lleva a la siguiente pregunta, ¿cómo saben los ribosomas qué proteína fabricar con la información del intermediario (ARNm)? Pues porque utilizan un idioma que les permite entenderse, el famoso código genético.

El código genético

El código genético es el idioma en el que el ARNm (esa molécula intermedia que viaja al citoplasma) indica que aminoácidos tienen que formar la proteína.

Para que entiendas el sistema primero tengo que decirte que el ARNm al igual que el ADN «está escrito en 4 letras». Si quieres profundizar más en este concepto puedes ver el post ADN ¿qué es y para qué sirve?

 

Estas «letras» se llaman Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo. Son las mismas letras que componen el ADN excepto el Uracilo, (en su lugar el ADN tiene Timina).

Estas letras se agrupan de tres en tres, y cada uno de estos subgrupos recibe el nombre de «codón». Pero ¡importante! no te imagines que estos subgrupos están separados. Están continuos, es una división funcional. 

Cada conjunto tres letras o «codón» especifica un aminoácido.

Las bases o "letras" se agrupan de tres en tres formando unidades funcionales llamadas "codón".

Los ribosomas cuando leen esas tres letras (o codón) saben que aminoácido tienen que reclutar y unir a la proteína que se está formando.

Este código se caracteriza por ser:

  • Universal: todos los organismos vivos lo tienen y es muy muy similar en todos.
  • Específico y continuo: cada codón especifica un aminoácido y siempre se “lee” de tres en tres bases sin que se solapen.
  • Degenerado: esto hace referencia a que diferentes codones pueden especificar el mismo aminoácido. Por tanto, es redundante pero no ambiguo. En otras palabras varios codones pueden indicar el mismo aminoácido, pero cada codón solo indica un aminoácido. Sé que es complejo. Así que te lo dejo en una imagen.

Que sea degenerado nos protege de mutaciones. Porque como ves aunque cambie una letra (mutación), puede que la proteína no sufra cambios y esa mutación no tenga consecuencias.

Representación de que el código genético es redundante pero no ambiguo.

Con este lenguaje la información de los genes pasa de estar almacenada en el libro de instrucciones a ser utilizado para fabricar proteínas.

Recuerda también que al tener un buen sistema de regulación, con pocos capítulos (genes) dentro del libro de instrucciones (ADN), se pueden formar las proteínas necesarias y en el momento adecuado.

Antes de acabar me gustaría hacer una pequeña aclaración sobre el  dogma central de la biología. No solo incluye la transcripción y traducción. También incluye que el ADN genera copias de si mismo para cuando las células forman otras células nuevas, lo cual recibe el nombre de replicación. Aunque esto no lo he incluido porque no hacía falta para entender el post. 

4 respuestas a «De genes a proteínas – el viaje de la información genética»

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