Biología (08) · Unidad 7 — La expresión de la información genética
El dogma central y los tipos de ARN
La información de un gen viaja en un solo sentido: el ADN se copia en ARN (transcripción) y el ARN se lee para armar una proteína (traducción). Tres ARN hacen el trabajo: el mensajero lleva el mensaje, el ribosomal arma el ribosoma y el de transferencia trae los aminoácidos.
La explicación
El problema: el libro no sale de la biblioteca
En una célula humana el ADN está guardado en el núcleo, pero las proteínas se fabrican afuera, en el citoplasma. Es como una biblioteca que no presta sus libros: para cocinar una receta, hay que sacar una fotocopia de la página y llevarla a la cocina.
Esa fotocopia es el ARN. El ADN se queda quieto y protegido; lo que viaja es una copia de un pedacito, la de un solo gen, que se hace cuando hace falta y se descarta después.
El dogma central
Francis Crick resumió en 1958 el camino de la información con una flecha: ADN → ARN → proteína. Lo llamó «dogma central» de la biología molecular. Tiene tres procesos con nombre propio:
Transcripción (ADN → ARN): se copia un gen en una molécula de ARN. En los eucariontes pasa en el núcleo.
Traducción (ARN → proteína): el ribosoma lee el ARN mensajero de a tres letras y une aminoácidos. Pasa en el citoplasma.
La palabra «traducción» está bien elegida: se cambia de idioma. El ADN y el ARN hablan en nucleótidos; la proteína, en aminoácidos. La transcripción, en cambio, es copiar en el mismo idioma (nucleótidos a nucleótidos), sólo que con otra letra.
1. Mirá qué entra y qué sale.
2. Si entra ADN y sale ADN: replicación. Si entra ADN y sale ARN: transcripción. Si entra ARN y sale una cadena de aminoácidos: traducción.
3. Si entra ARN y sale ADN, es la excepción de los retrovirus (abajo).
ADN y ARN: primos, no gemelos
Los dos son cadenas de nucleótidos (azúcar + fosfato + base), pero tienen tres diferencias que se preguntan siempre:
Las bases: los dos tienen adenina, guanina y citosina. El ADN tiene timina (T); el ARN, uracilo (U) en su lugar. El U se aparea con la A, igual que la T.
Las hebras: el ADN es una doble hélice de dos hebras antiparalelas; el ARN suele ser una sola hebra, que puede plegarse sobre sí misma.
Una consecuencia práctica: la regla de Chargaff (A = T y G = C) vale para el ADN de doble hebra porque cada A tiene enfrente una T. En una molécula de una sola hebra, como el ARN, no hay pareja obligada y los porcentajes pueden ser cualquiera.
Qué es un gen
Un gen es un segmento de ADN que lleva la información para fabricar un ARN, y en la mayoría de los casos, a través de él, una proteína. El conjunto de todo el ADN de una célula es su genoma. Las versiones distintas de un mismo gen (la que da semilla amarilla y la que da verde) son alelos.
Un gen tiene partes con funciones distintas: el promotor, adelante, donde se engancha la enzima que copia y que marca por dónde empezar; la región que se transcribe, que es la que termina en el ARN; y una señal de terminación. Buena parte del ADN de un eucarionte no codifica proteínas: hay regiones reguladoras, intrones, genes de ARN y mucho ADN repetido.
Los tres ARN que arman una proteína
ARN ribosomal (ARNr): junto con proteínas forma el ribosoma, la máquina que lee el mensajero. Es el ARN más abundante de la célula.
ARN de transferencia (ARNt): moléculas chicas plegadas en forma de trébol. Cada una carga un aminoácido en una punta y tiene en la otra un anticodón, tres bases que reconocen su lugar en el mensajero.
Una imagen que ayuda: el ARNm es la receta, el ribosoma es la cocina con su mesada y los ARNt son los ayudantes que traen cada ingrediente y lo dejan en el orden que dice la receta.
1. ¿Lleva la información de un gen hasta el ribosoma? ARNm.
2. ¿Forma parte de la estructura del ribosoma? ARNr.
3. ¿Trae un aminoácido y tiene anticodón? ARNt.
La flecha que va al revés: los retrovirus
Algunos virus de ARN, como el VIH, traen una enzima, la transcriptasa inversa, que fabrica ADN usando su ARN como molde: ARN → ADN. Ese ADN se integra en el genoma de la célula y desde ahí se transcribe como un gen más. No contradice que la información de una proteína nunca vuelva a convertirse en ácido nucleico: eso sigue sin pasar.
Dónde pasa cada cosa
En una célula eucariota la transcripción ocurre en el núcleo y la traducción en el citoplasma: el ARNm tiene que salir por los poros nucleares, y antes se lo procesa (tema 7.3). En una procariota no hay núcleo: el ribosoma se engancha al ARNm mientras todavía se está copiando, y transcripción y traducción van al mismo tiempo.
Una célula del páncreas fabrica insulina. Contá el camino de la información desde el gen de la insulina hasta la proteína: qué proceso ocurre en cada paso, en qué compartimento y qué ARN interviene.
El planteo: seguir la flecha ADN → ARN → proteína y preguntarse en cada paso qué entra, qué sale y dónde.
2. El ARN se prepara y sale. Esa primera copia se procesa en el núcleo (tema 7.3) y queda un ARN mensajero maduro, que sale al citoplasma por los poros de la envoltura nuclear.
3. Traducción, en el citoplasma. El ARNm se une a un ribosoma, formado por ARN ribosomal y proteínas. Los ARN de transferencia traen los aminoácidos; cada uno reconoce con su anticodón un codón del mensajero. El ribosoma los va uniendo y sale la cadena de la insulina.
Los tres ARN, cada uno en su papel: el ARNm lleva la receta, el ARNr forma la máquina que la lee y el ARNt trae los ingredientes.
Un detalle que suma en un parcial: la insulina es una proteína que se exporta, así que su traducción termina en ribosomas pegados al retículo endoplásmico rugoso (tema 7.6). La transcripción y la traducción no cambian por eso: lo que cambia es a dónde va la proteína.
Dónde se pierde el punto: en decir que el gen «viaja» al ribosoma. El gen nunca sale del núcleo; viaja su copia.
Una compañera dice: «Si cada célula del cuerpo tiene el mismo ADN, todas deberían fabricar las mismas proteínas». Usá el dogma central para explicar dónde está el error.
Lo que tiene de cierto: casi todas las células de una persona tienen el mismo genoma, porque vienen todas del cigoto por divisiones que copian el ADN entero (replicación).
Cómo se ve en el dogma: la flecha ADN → ARN no está siempre encendida. Se enciende gen por gen, según la célula y el momento. Por eso la misma «biblioteca» da cocinas distintas.
A dónde lleva: a la regulación de la expresión génica (tema 7.7), que es justamente el estudio de qué genes se transcriben y se traducen en cada célula.
Dónde se pierde el punto: en contestar que las células tienen ADN distinto. Salvo excepciones (los glóbulos rojos maduros, que no tienen núcleo, o las gametas, con la mitad), el ADN es el mismo; lo que cambia es la expresión.
Dónde se cae la mayoría
- Decir que el ADN sale del núcleo para fabricar proteínas. Lo que sale es una copia: el ARN mensajero.
- Confundir transcripción con traducción. Transcribir es copiar ADN en ARN (mismo idioma, nucleótidos); traducir es pasar de nucleótidos a aminoácidos.
- Creer que el ARN tiene timina. El ARN lleva uracilo, que se aparea con la adenina.
- Aplicar la regla de Chargaff a cualquier molécula. A = T y G = C vale para el ADN de doble hebra, no para el ARN ni para un ADN de una sola hebra.
- Pensar que el ARNt lleva la información de la proteína. La información la lleva el mensajero; el ARNt sólo trae el aminoácido que corresponde a cada codón.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar El dogma central y los tipos de ARN →Dónde entra este tema en el parcial
- Segundo parcial — Un gen leído desde la molde15 puntos · resuelto paso a paso
Los otros temas de la unidad 7
La expresión de la información genética