ADN Básico Parte 3: Expresión Génica
En el último post de la serie ADN Básico describimos la estructura del ADN. Para resumir brevemente: El ADN es el manual de instrucciones de cada uno de nosotros.
Los nucleótidos son las letras;
Las palabras son los conjuntos de tres nucleótidos consecutivos llamados codones;
Los grupos de codones llamados genes son las frases; y,
Los cromosomas son tomos completos del manual de 23 tomos – de los cuales una edición es heredada de cada padre.
¿Pero quién está leyendo todo esto? ¿Quién está cumpliendo las instrucciones escritas allí?
Atención: Este capítulo se adentra un poco en la esencia molecular, pero si es indulgente con nosotros, tendrá una base realmente sólida para comprender cómo funcionan los productos de ADN, desde las pruebas étnicas hasta la búsqueda de padres o hijos biológicos, y mucho más.
ARN
El ácido ribonucleico (ARN) es similar al ADN en muchos aspectos. También es una molécula compuesta de 4 nucleótidos – A, U, G, y C. A y U son complementarios al igual que A y T están en el ADN, y G y C son complementarios al igual que en el ADN. La función principal del ARN es «leer» el ADN. Piense en el ADN como el conjunto original de instrucciones escritas con tinta, y el ARN son las notas escritas con lápiz. Las copias de secciones de ADN se hacen en el ARN – un proceso llamado transcripción; a su vez, las proteínas se ensamblan en base a esas anotaciones – un proceso llamado traducción.
Regulación del ARN
El ARN es inestable. Tan pronto como la proteína es unificada, las anotaciones son borradas, es decir, la molécula de ARN se deshace. Esta inestabilidad del ARN es una característica importante porque mientras el ARN permanezca intacto, más y más proteínas se ensamblarán ( expresión génica). Al deshacerse relativamente rápido, el ARN es capaz de regular cuánta proteína es traducida. Si se requiere mucha proteína, se transcribirán más moléculas de ARN de la misma sección de ADN, lo que llevará a la traducción de muchas proteínas.
El ARN se somete a un nuevo proceso de empalme. Otra forma en que el ARN regula la ejecución de las instrucciones contenidas en el manual de ADN, es a través de un mecanismo llamado splicing alternativo. Esto significa que una sola orden en el ADN puede transcribirse en ARN y luego, antes de la traducción, es posible borrar o recortar diferentes secciones; las secciones restantes se entretejen.
Para funcionar, nuestros cuerpos necesitan muchos tipos diferentes de proteínas. Si cada proteína tuviera su propio manual, ¡tendríamos mucho más ADN que los 3 mil millones de pares de nucleótidos que ya tenemos! Existe un límite en la cantidad de material que se puede almacenar y mantener. Al mismo tiempo, si cada pieza de ADN pudiera producir sólo una proteína, no tendríamos casi todas las proteínas que necesitamos para llevar a cabo las funciones esenciales. El hecho de que el intermediario entre el ADN y las proteínas, el ARN, pueda ser editado, es una solución ingeniosa.
Tipos de ARN
Miremos más de cerca dos tipos de ARN: ARNm y ARNt.
El ARNm son las » anotaciones en lápiz » que hemos descrito anteriormente. Ese es el ARN que se ve casi idéntico a una sección original del ADN, y que después de la traducción, se descompone relativamente rápido.
tRNA es un tipo especial de ARN que lee el ARNm y recoge los bloques de construcción correctos para las proteínas correspondientes. Hay 20 aminoácidos posibles que se usan para construir proteínas. Cada uno de los aminoácidos es reconocido por una molécula única de ARNt. Cada grupo de 3 nucleótidos – codones – es reconocido por un tRNA, que añade sus respectivos aminoácidos a la cadena de crecimiento, hasta que la longitud completa de la proteína ha sido ensamblada.
Proteínas
Una vez que las proteínas están ensambladas, experimentan algunas modificaciones adicionales, como estar correctamente plegadas. Luego son transportados a cualquier lugar dentro o fuera de la célula para llevar a cabo la instrucción original.
Si se cometen errores y la proteína no resulta ser la correcta, se elimina en botes de basura celulares llamados proteasomas. De lo contrario, se dirigirá a hacer su trabajo.
Variabilidad entre grupos étnicos
Curiosamente, en algunos casos, la expresión génica o los niveles de proteína difieren entre las etnias.
Para darle una Estimación de Etnicidad de MyHeritage, leemos su ADN y producimos un archivo de datos con la información. Pero no leemos cada parte de su ADN, lo que equivale a unos 3.000 millones de puntos. Este es un método costoso llamado secuenciación del genoma completo, actualmente reservado para aplicaciones clínicas y de investigación específicas. En su lugar, nos centramos en la lectura de aproximadamente 700.000 ubicaciones en su ADN que se sabe que varían entre los individuos, llamados polimorfismos de nucleótido único (SNP, por sus siglas en inglés, pronunciado «snips»). Este método se llama genotipado y produce un archivo de datos que enumera cada SNP que leemos, su posición en su ADN, y los dos alelos que encontramos allí (es decir, el A, T, G, o C que heredó de cada padre). Analizando sus genotipos para ciertos SNPs, podemos estimar qué porcentaje de su ADN es de cada etnia.
La frecuencia de alelos de ciertos SNP, por ejemplo, la probabilidad de que tenga una A o una T en ciertas posiciones, está asociada con diferentes etnias. Algunos SNPs están asociados con la cantidad de cierto gen que tiende a ser expresado. Para dar un ejemplo, hay una proteína específica que generalmente se encuentra en diferentes cantidades en personas de la raza caucásica del Cáucaso en comparación con personas de Jamaica debido a los diferentes genotipos asociados con la etnicidad.
El Dogma
El proceso de expresión génica -desde el ADN hasta el ARN y las proteínas- es llamado «El Dogma» por los científicos. Si ha estado siguiendo la serie de publicaciones del blog ADN Básico, ahora tiene una comprensión excelente de los elementos esenciales del ADN. Esperamos que en los próximos meses pueda quedarse con nosotros mientras seguimos explorando interesantes conceptos sobre el ADN.
