Construyendo un cuerpo a partir de las instrucciones genéticas: La síntesis proteica

Todos los seres vivos comenzamos la existencia como un conjunto de instrucciones escritas en el lenguaje del Ácido Desoxirribonucleico (ADN) o bien en un lenguaje ligeramente diferente: el Ácido Ribonucleico (ARN); aunque esto solo lo hacen unos pocos organismos primitivos.

Este material multimedial nos permite entender cómo se pasa de esas instrucciones a construir el cuerpo, proceso que se llama Síntesis Proteica y que se realiza dentro de cada célula. El material está dividido en dos partes, con el propósito de ayudarle a comprender mejor ese proceso que emplea la célula para fabricar las proteínas.

Es importante recordar que en este proceso también intervienen las enzimas que catalizan las reacciones químicas.

En la primera parte conoceremos las moléculas que participan en la síntesis proteica: los “personajes” de la historia. En la segunda parte veremos la historia en sí mediante animaciones: como se lleva a cabo la síntesis proteica.

Moléculas que participan en la síntesis

Ácido Desoxirribonucleico (ADN). Estructura helicoidal doble (o sea, dos hélice entrelazadas) que contiene toda la información para la síntesis de proteínas. Está formado por conjuntos de moléculas llamadas nucleótidos.

Ácido Ribonucleico Mensajero (ARNm). Estructura lineal que lleva la información del ácido desoxirribonucleico (ADN) hasta el ribosoma (lugar de la célula donde se hace la síntesis proteica).

Ácido Ribonucleico Ribosómico (ARNr). Es el responsable de leer los codones (claves) del ARNm (Ácido Ribunocleico Mensajero) para permitir la síntesis de proteínas.

Ácido Ribonucleico de Transporte o “Transferencia” (ARNt). Es el responsable de llevar el anticodón y de transportar cada aminoácido al lugar de armado de las proteínas.

Aminoácido. Compuesto orgánico (conjunto de átomos que incluyen al Carbono, Nitrógeno e Hidrógeno). Consta de un grupo amino (NH2) y de un grupo carboxilo (COOH) y un carbono unido a otro compuesto o radical. Veamos la estructura básica de un aminoácido:

Anticodón. Secuencia de tres nucleótidos (llamada también “tripleta”) del ARNt (ácido ribonucleico de transporte) que se acopla con el codón para que se incorpore el aminoácido correspondiente.

Base nitrogenada. Estructura orgánica nitrogenada (o sea, que contiene Nitrógeno) la cual forma parte de los ácidos nucleicos. En el ARN las bases nitrogenadas son la adenina, la guanina, la citosina y el uracilo. En el ADN son la adenina, la guanina, la citosina y la timina.

Codón. Secuencia de tres nucleótidos (tripleta) del ARNm (ácido ribonucleico mensajero) que representa el código que tiene la información para que se incorpore un aminoácido determinado. Evita que se incorpore el aminoácido incorrecto.

Enzimas. Sustancias de origen proteico que participan acelerando las reacciones metabólicas, permitiendo que ocurran con la velocidad necesaria a la temperatura celular. En otras palabras, disminuyen la energía de activación. En el caso de la síntesis proteica participan varias enzimas:

• ARN polimerasa I: A partir de la molécula de ADN sintetiza al ARN ribosómico (ARNr).
• ARN polimerasa II: A partir de la molécula de ADN sintetiza al ARN mensajero (ARNm).
• ARN polimerasa III: A partir de la molécula de ADN sintetiza al ARN transporte (ARNt).
  

Nucleótido. Compuesto orgánico formado por una base nitrogenada (estructura orgánica que contiene Nitrógeno), un azúcar de cinco carbonos y un grupo fosfato (molécula con Fósforo).

Síntesis proteica. Proceso mediante el cual una secuencia de ADN se usa como guía para armar una proteína. El proceso incluye enviar la información fuera del núcleo (transcripción) y traducirla al lenguaje que usa la estructura que arma la proteína (traducción). Se usan como materia prima aminoácidos. El proceso permite que se formen las proteínas que el ser vivo requiere.

Traducción. Formación de una proteína a partir de la información presente en los codones del ARNm.

Transcripción. Proceso que permite formar a los ARN a partir de una de las secuencias o “bandas de nucleótidos” del ADN; esa síntesis es llevada a cabo por las enzimas llamadas “polimerasas del ARN” (a veces traducidas como “ARN-polimerasas”).

3’ -> 5’. Es la dirección que lleva la banda de ADN que será transcrita.

5’ -> 3’. Es la dirección que lleva la molécula de ARN que se transcribe a partir del ADN.

Visión global de la síntesis proteica

Vamos a analizar en forma completa la síntesis proteica.

Recordemos que se emplea una banda de ADN para transcribirse en ARN y luego se da el proceso de la traducción. Antes de ver las animaciones estudie bien la información que se le presenta en el siguiente cuadro:

Una vez analizada la información presentada en el cuadro, procedemos a visualizarla en el proceso de síntesis proteica.