Codigogenetico

Desde que se demostr�, que las prote�nas eran producto de los genes, y que cada gen estaba formado por fracciones de cadenas de ADN, los cient�ficos llegaron a la conclusi�n de que, debe haber un c�digo gen�tico, mediante el cual, el orden de las cuatro bases nitrogenadas en el ADN, podr�a determinar la secuencia de amino�cidos en la formaci�n de polip�ptidos. En otras palabras, debe haber un proceso mediante el cual las bases nitrogenadas transmitan la informaci�n que dicta la s�ntesis de prote�nas. Este proceso podr�a explicar c�mo los genes controlan las formas y funciones de las c�lulas, tejidos y organismos. Como en el ADN s�lo hay cuatro tipos de nucle�tidos, y, sin embargo, las prote�nas se constituyen con 20 clases diferentes de amino�cidos, el c�digo gen�tico no podr�a basarse en que un nucle�tido especificara un amino�cido.

Las combinaciones de dos nucle�tidos s�lo podr�an especificar 16 amino�cidos (42 = 16), de manera que el c�digo debe estar formado por combinaciones de tres o m�s nucle�tidos sucesivos. El orden de los tripletes, o como se han denominado, codones, podr�a definir el orden de los amino�cidos en el polip�ptido.Diez a�os despu�s de que Watson y Crick determinaran la estructura del ADN, el c�digo gen�tico fue descifrado y verificado. Su soluci�n dependi� en gran medida de las investigaciones llevadas a cabo sobre otro grupo de �cidos nucleicos, los �cidos ribonucleicos (ARN). Se observ� que la obtenci�n de un polip�ptido a partir del ADN se produc�a de forma indirecta a trav�s de una mol�cula intermedia conocida como ARN mensajero (ARNm).

Parte del ADN se desenrolla de su empaquetamiento cromos�mico, y las dos cadenas se separan en una porci�n de su longitud. Una de ellas act�a como plantilla sobre la que se forma el ARNm (con la ayuda de una enzima denominada ARN polimerasa). El proceso es muy similar a la formaci�n de una cadena complementaria de ADN durante la divisi�n de la doble h�lice, salvo que el ARN contiene uracilo (U) en lugar de timina como una de sus cuatro bases nucle�tidas, y el uracilo (similar a la timina) se une a la adenina en la formaci�n de pares complementarios.
Por esta raz�n, una secuencia de adenina-guanina-adenina-timina-citosina (AGATC) en la cadena codificada de ADN, origina una secuencia de uracilo-citosina-uracilo-adenina-guanina (UAUAG) en el ARNm.

Transcripci�n

La formaci�n de una cadena de ARN mensajero por una secuencia particular de ADN se denomina transcripci�n. Antes de que termine la transcripci�n, el ARNm comienza a desprenderse del ADN. Finalmente un extremo de la mol�cula nueva de ARNm, que ahora es una cadena larga y delgada, se inserta en una estructura peque�a llamada ribosoma, de un modo parecido a la introducci�n del hilo en una cuenta. Al tiempo que el ribosoma se desplaza a lo largo del filamento de ARNm, su extremo se puede insertar en un segundo ribosoma, y as� sucesivamente.

Utilizando un microscopio de alta definici�n y t�cnicas especiales de tinci�n, los cient�ficos pueden tomar fotograf�as de las mol�culas de ARNm con sus unidades de ribosomas asociados. Los ribosomas est�n formados por una prote�na y ARN. El grupo de ribosomas unidos a un ARNm recibe el nombre de polirribosoma o polisoma. Como cada ribosoma pasa a lo largo de toda la mol�cula de ARNm, "lee" el c�digo, es decir, la secuencia de bases de nucle�tidos del ARNm.

La lectura, que se denomina traducci�n, tiene lugar gracias a un tercer tipo de mol�cula de ARN de transferencia (ARNt), que se origina sobre otro segmento del ADN. Sobre un lado de la mol�cula de ARNt hay un triplete de nucle�tidos y al otro lado una regi�n a la que puede unirse un amino�cido espec�fico (con la ayuda de una enzima espec�fica). El triplete de cada ARNt es complementario de una secuencia determinada de tres nucle�tidos �el cod�n� en la cadena de ARNm. Debido a esta complementariedad, el triplete es capaz de "reconocer" y adherirse al cod�n. Por ejemplo, la secuencia uracilo-citosina-uracilo (UCU) sobre la cadena de ARNm atrae al triplete adenina-guanina-adenina (AGA) del ARNt. El triplete del ARNt recibe el nombre de anticod�n.Como las mol�culas de ARNt se desplazan a lo largo de la cadena de ARNm en los ribosomas, cada uno soporta un amino�cido.

La secuencia de codones en el ARNm determina, por tanto, el orden en que los amino�cidos son transportados por el ARNt al ribosoma. En asociaci�n con el ribosoma, se establecen enlaces qu�micos entre los amino�cidos en una cadena formando un polip�ptido. La nueva cadena de polip�ptidos se desprende del ribosoma y se repliega con una forma caracter�stica determinada por la secuencia de amino�cidos. La forma de un polip�ptido y sus propiedades el�ctricas, que est�n tambi�n determinadas por la secuencia de amino�cidos, dictar�n si el polip�ptido permanece aislado o se une a otros polip�ptidos, as� como qu� tipo de funci�n qu�mica desempe�ar� despu�s en el organismo.

En las bacterias, los virus y las algas verdeazuladas, el cromosoma se encuentra libre en el citoplasma, y el proceso de la traducci�n puede empezar incluso antes de que el proceso de la transcripci�n (formaci�n de ARNm) haya concluido. Sin embargo, en los organismos m�s complejos los cromosomas est�n aislados en el n�cleo y los ribosomas s�lo se observan en el citoplasma. Por esta raz�n, la traducci�n del ARNm en una prote�na s�lo puede producirse despu�s de que el ARNm se ha desprendido del ADN y se ha desplazado fuera del n�cleo.