De gen a carácter: el dogma central de la biología molecular

¿Cómo puede nuestra información genética afectar a todos nuestros tejidos si está recluida en el núcleo celular? ¿Manda algún mensajero? ¿Sufre algún tipo de transformación?. ¡Yo te lo explico!

Qué explica el dogma central de la biología molecular

En primer lugar, quiero que veas este esquema

Este dibujo tan sencillo es una versión simplificada de lo se conoce como “Dogma central de la biología molecular” y es la base sobre la que nos fundamentamos todos los biólogos para explicar el flujo de la información contenida en nuestras células. En el esquema están representados, en primer lugar, el ADN (ácido desoxirribonucleico), la molécula de la vida, que contiene toda la información sobre nuestros caracteres, el ARN (ácido ribonucleico) y las proteínas.

Si leemos el esquema comenzando en el ADN, vemos que, mediante un proceso conocido como “transcripción”, se convierte en ARN. En realidad, el ADN no se transforma en ARN, sino que se usa como “molde” para generar ARN. Además, el ADN también es capaz de replicarse, por lo que, a partir de una molécula de ADN podemos obtener otra molécula de ADN idéntica.

Después de este primer paso, encontramos una flecha directa desde el ARN a las proteínas. El proceso descrito es el que se conoce como “traducción” y supone la síntesis de proteínas a partir de una secuencia de ARN. Las proteínas son moléculas muy importantes para el funcionamiento de nuestro organismo. Ellas forman estructuras, transportan otras moléculas, modifican sustancias y un largo sinfín de funciones más, todas esenciales para la vida.

Un ejemplo sencillo: del gen a la proteína

Si partimos de este esquema, un gen tendría la información para una proteína concreta (o más de una, como puedes ver en otro de nuestros posts). Te voy a poner un ejemplo con un gen y una proteína inventados, el gen “OTIPIA” y la proteína que codifica, la genotipina:

De este modo, aunque el ADN no tiene influencia directa sobre un carácter, sí lo tienen las proteínas y los ARN que se sintetizan con la información que el ADN contiene. En este caso, el gen OTIPIA tiene influencia sobre el metabolismo del ácido genotípico y sobre el color de las uñas, por ejemplo. De igual modo, si la estructura de un gen es alterada, es posible que también se vean alteradas las proteínas que se sintetizan. Veamos qué sucede cuando alteramos el gen OTIPIA:

¡Exacto! Al alterar el gen, podemos alterar la estructura de la proteína, impidiendo que realice su función correctamente. En este caso, la ausencia de función de genotipina impide el metabolismo del ácido genotípico, que hace que los afectados tengan niveles altos de colesterol en sangre, entre otras cosas.

Ahora ya te conoces bien el dogma central de la biología molecular, ¿no?. Bueno… Lo cierto es que no. El esquema que te he mostrado es el que enunció en 1958 Francis Crick, uno de los descubridores de la estructura del ADN, pero actualmente no es así. Y es que, como todo en biología, las cosas no son tan sencillas y siempre hay alguna excepción. El verdadero dogma central de la biología molecular que actualmente utilizamos es el siguiente:

Las excepciones al dogma central

Esto es una locura, ¿verdad?. ¿El ARN puede “transcribirse” a ADN? ¿El ARN puede replicarse? ¿El ADN puede “traducirse” directamente a proteínas? La respuesta es un “sí”, pero sucede en contados casos.

Transcripción reversa

Este es un caso muy conocido. Resulta que, algunos virus, como el VIH (que causa el SIDA en humanos), están compuestos por ARN, pero necesitan “transformarse” en moléculas de ADN para lograr infectarnos. Para ello, utilizan una proteína especial, la transcriptasa reversa, que, en estos casos, consigue transcribir el ARN vírico en una molécula de ADN.

Replicación del ARN

Sí. El ARN puede replicarse, pero en muy raras ocasiones. En concreto, pueden replicarse algunos “ribozimas” en ausencia de ADN y proteínas. Los ribozimas son, en esencia, moléculas de ARN con actividad catalítica.

Traducción en ausencia de ARN

Esta es otra situación extremadamente rara que nos descoloca el esquema. Al parecer, bajo ciertas condiciones, en el laboratorio (in vitro) es posible utilizar ribosomas (los orgánulos que traducen el ARNm en proteínas) para traducir directamente las moléculas de ADN y obtener proteínas.

Y, hasta aquí el blog de hoy. Espero que te hayas aprendido de memoria el dogma central de la biología molecular, porque es la base sobre la que estudiamos el ADN y cómo nos afecta. ¡Hasta la próxima!