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• Alexandra Díaz Hernández

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Síntesis de proteínas: Transcripción y traducción del ARN: En materias como biología los detalles de un fenómeno o proceso se puede comprender mejor si se exponen de manera lógica, transitando oportunamente de lo abstracto a lo concreto; o viceversa. Todo en un contexto coherente. Haré un esfuerzo por lograr lo anterior exponiendo de manera básica el proceso de transcripción del ADN y la traducción o síntesis de proteínas. Empecemos a explicar este tema por lo que sabemos, sabemos que el ADN contiene instrucciones para construir un ser vivo, ¿cierto? Pero ¿cómo se convierte el ADN en un ser vivo? Los detalles al respecto abruman incluso a científicos, sin embargo... el principio fundamental es el siguiente: Un fragmento del ADN se copia o transcribe en una molécula llamada ácido ribonucleico o ARN para abreviar, es a partir de esta copia que se sintetizan o producen las proteínas. Las proteínas son como los bloques básicos con los que se construye un ser vivo como el gato Wally, o como tú o como yo. La copia o transcripción del ADN en ARN se realiza en el núcleo celular, en el núcleo con membrana de la célula eucariota y en el núcleo sin membrana de la célula procariota. Pero la traducción o síntesis de proteínas sucede en una estructura celular llamada ribosoma. Se puede apreciar un par de ribosomas en el citoplasma, parecido quizás a una bellota, el ribosoma se compone de dos partes: una menor y otra mayor, aquí hay un montón de ribosomas en la célula procariota. El ADN se aloja en el núcleo y se organiza en cromosomas como el de esta célula eucariota por razones que no voy a enumerar aquí el ADN del núcleo no puede pasar directamente al citoplasma pero los fragmentos de ADN transcritos en forma de ARN si pueden salir del núcleo y llevar la Información o mensaje al citoplasma. Está muy claro porque a este ácido ribonucleico se le llama ARN mensajero o ARNm, a diferencia del ADN que se compone de dos hebras, el ARN es una molécula de una solo hebra o cadena de nucleótidos. Recordemos que cada nucleotido de ADN está formado por un azúcar desoxirribosa, una base nitrogenada y un grupo fosfato. La desoxirribosa es un azúcar de 5 átomos de carbono, en química numéranos estos carbonos a partir del que se une a la base nitrogenada, el quinto y tercer carbono son dos extremos importantes, a estos extremos se les llama 5 prima fosfato y 3 prima hidroxilo. He aquí el esquema de un nucleotido. Tiene sus extremos 5 prima fosfato y tres prima hidroxilo, en estos extremos se encadena otros nucleotidos para formar una hebra de ADN. De esta forma tenemos una hebra en sentido 5 prima - 3 prima, por su estructura molecular la otra hebra de ADN forzosamente tendrá un sentido inverso. Las hebras del ADN son antiparalelas. Para copiar un fragmento de ADN en forma de ARN, basta con usar una de las hebras del primero como un molde, el ARN forma sus nucleotidos con un azúcar ribosa y por esta razón molecular una de sus 4 bases nitrogenadas difiere a las del ADN, el ARN emplea el uracilo como base nitrogenada en

lugar de la timina del ADN, pero ambas bases son digamos... equivalentes. Además del número de hebras ahora conoces otras diferencias moleculares entre el ADN y el ARN. ¿Cómo se sintetiza el ARN mensajero a partir de una hebra molde de ADN? El proceso de transcripción es más complejo en una célula eucariota que en células procariotas pero para simplificarlo, lo explicaré de manera general, es decir, con los puntos esenciales válidos en ambos casos. ARN - Polimerasa : en la transcripción siempre hay una enzima ARN - polimerasa que se desplaza en dirección 3 prima - 5 prima sobre la hebra molde. (Pero antes debemos de saber que esta enzima puede formar todos estos tipos de ARN: ARNm, ARN ribosomico, ARN transferencia. Todos estos tipos de ARN son importantes para construir seres vivos a partir de proteínas, pero en la transcripción el protagonista es el ARN mensajero). La transcripción o formación de de ARN mensajero tienes tres etapas: iniciación, elongación y terminación. La iniciación consiste en indicar a la ARN - polimerasa en que punto de la secundaria de ADN debe iniciar la transcripción o síntesis de ARN. Existen secuencias de bases nitrogenadas en el ADN llamadas centros promotores que indican a esta enzima donde debe iniciar la transcripción o copia en forma de ARN. A continuación, veámoslo detalladamente. La ARN - polimerasa se une a estos centros promotores y forma una burbuja de transcripción, donde en cooperación con otras enzimas comienza a desarrollar parcialmente la molécula del ADN. Aquí vemos las hebras desenrolladas en la burbuja de transcripción y he agregado las letras de cada base nitrogenada pra representarlas mejor. Recordemos que en el ADN casa una de las bases nitrogenadas de una hebra hace pareja con una base específica de la otra. En el ADN las parejas siempre son: adenina y timina; guanina y citosina. Las bases se unen a través de puentes de hidrógeno, pero en la transcripción estos se rompen por la acción enzimatica. En la burbuja de transcripción de construye la cadena única de ARN en sentido inverso q la del molde, es decir, en una dirección de 5 prima a 3 prima, dado que es una especie de negativo de la hebra molde de ADN. En la etapa de iniciación, la ARN polimerasa ensambla los primeros ribonucleotidos o nucleotidos de ARN porque usa ribosa y estos se encuentran por allí en el núcleo. La enzima selecciona aquellos que correspondan a cada una de las bases nitrogenadas del molde, antes de explicó que en el ARN el uracilo sustituye a la timina, esto significa que cuando la ARN - polimerasa encuentra una adenina en la hebra molde coloca un ribonucleotido que tenga uracilo en la hebra del ARN. Cuando hay suficientes ribonucleotidos y la cadena de ARN no se rompe, la ARN - polimerasa se libera del promotor y sucede la elongacion. En la fase de la elongacion la ARN - polimerasa continúa su recorrido por las hebras molde mientras ensambla de igual forma el resto de ribonucleotidos, en la parte posterior de la burbuja de transcripción, la hebra molde de ADN se reúne de nuevo con su compañera original para volver a formar la doble hélice, como si fuera el extrémalo de un “cierre”.

La transcripción continúa hasta que la ARN - polimerasa se topa con una señal de terminación en el ADN, entonces la burbuja de transcripción se desmonta y se liberan la ARN - polimerasa y el ARN mensajero recién formado. ¿Y ahora que sucede con el ARN mensajero? El ARN mensajero lleva esta información a los ribosomas, los ribosomas utilizan el ARN mensajero para sintetizar proteínas en cooperación con el ARN de transferencia. El mensajero del ARN está cifrado en el famoso código genético, que es como un lenguaje biológico. Las “palabras del código genético” están cifradas en una secuencia de bases nitrogenadas. Para formar una palabra de este código se requiere un mínimo de tres bases nitrogenadas. A esta unidad de tres bases nitrogenadas o triplete se le ll… ARN de transferencia es como una pieza de rompecabezas, en un extrema coincide con un codon del ARN mensajero y en el otro lleva un aminoácido específico, es así: un transporte de aminoácidos, cada aminoácido que transporta el ARN de transferencia se une o encadena con el siguiente mediante un enlace peptídico, cuando eso ocurre el ARN de transferencia que lo transportó queda libre y puede ser utilizado para transportar el mismo tipo de aminoácido en otras síntesis de proteínas. Observamos como el proceso continúa y se siguen encadenando o enlazando aminoácidos transportados por el ARN de transferencia, el ribosoma hace un recorrido por los cordones del ARN mensajero en el sentido 5 prima - 3 prima. El proceso de traducción termina hasta topar con un codon de finalización al que no le corresponde ningún aminoácido, es decir, no se traduce en ningún aminoácido solo es una señal de fin. En este punto el ribosoma se separa del ARN mensajero y también la cadena de aminoácidos queda libre. Y así termina el proceso de traducción o síntesis porque una proteína es una cadena larga de aminoácidos que está plegada o doblada