Las Proteínas, Moléculas Orgánicas

Las proteínas son las moléculas orgánicas en los sistemas vivos (50% o más del peso seco). Su diversidad funcional es abrumadora, siguen el mismo esquema simple: son polímeros de aminoácidos, dispuestos en una secuencia lineal.

Las proteínas son macromoléculas de alto peso molecular. Están constituidas por 21 aminoácidos que combinados pueden formar cientos de moléculas proteícas como la hemoglobina, miosina, colágena, etc. Esta diversidad de arreglos en los aminoácidos es la razón por la que existe gran variedad de proteínas en los organismos.

La síntesis de proteínas en las células consta de dos etapas:

a) Primera etapa (transcripción): ocurre en el núcleo de las células eucariotas, en ella la secuencia específica de nucleótidos de un gen se copia a una molécula de RNA.

b) Segunda etapa (traducción): sucede en los ribosomas, bajo el dictado del RNA transcrito se produce la proteína. ¿Cómo se transcribe un gen a RNA?

DNA , molécula central de la vida, contiene genes o unidades de la herencia. los genes son un código químico que especifica el tipo de proteína que un organismo puede producir. Para llevar a cabo la función final del DNA es esencial el RNA, ya que el DNA designa qué proteína específica se producirá, pero el RNA es el responsable de reunir a los aminoácidos correspondientes y ensamblarlos en polipéptidos.

cada molécula de DNA está formada por dos polímeros extremadamente largos unidos entre sí por enlaces de hidrógeno enrollados en lo que se conoce como doble hélice. Cada uno de los polímeros está formado por numerosas subunidades llamadas nucleótidos, enlazadas covalentemente formando las cadenas largas.El ordenamiento lineal específico de los nucleótidos dentro del polímero constituye el código químico (código genético), los genes son básicamente un ordenamiento de nucleótidos en el DNA que determina cómo serán las proteínas de un organismo.

el RNA es un polímero de nucleótidos de cadena sencilla y no toma la configuración helicoidal. los nucleótidos del RNA usan un azúcar ligeramente diferente que es la ribosa y una de las cuatro bases nitrogenadas es distinta, presenta uracilo en lugar de timina. Existen tres tipos de RNA que participan en la síntesis de proteínas. El RNA mensajero, el RNA de transferencia y el RNA ribosomal.

El RNA mensajero (m-RNA), se produce en el núcleo y cuando una determinada región del DNA se abre o se extiende y copia el código químico expuesto. El RNA es mucho más corto que el DNA, ya que contiene sólo los nucleótidos suficientes para codificar el ensamble de los aminoácidos en una proteína. Al proceso de copia del código del DNA para sintetizar RNA se le llama transcripción, éste se hace sobre una de las dos cadenas del DNA, la cual expone sus bases y en ellas se aparean nucleótidos de RNA, mientras que la otra cadena de DNA permanece inactiva.La transcripción es catalizada por la enzima RNA-polimerasa. Al inicio, la enzima se une al DNA en una secuencia de nucleótidos específica denominada secuencia promotora, abre la doble hélice en una pequeña región, y así, quedan expuestos los nucleótidos de una secuencia corta de DNA. Luego, la enzima va añadiendo ribonucleótidos, moviéndose a lo largo de la cadena molde, separando las dos cadenas de la hélice y exponiendo nuevos nucleótidos con los que se aparearán los ribonucleótidos complementarios. La elongación de la nueva cadena de RNA continúa hasta que la enzima encuentra otra secuencia de nucleótidos especial, que es la señal de terminación. En este momento, la polimerasa se detiene y libera a la cadena de DNA molde y a la recién sintetizada cadena de RNA.

En este proceso, la información se transcribe de la cadena molde de DNA a una m-RNA en la dirección 5’ " 3’, siguiendo los principios de apareamiento de bases establecidos por Watson y Crick. Por tanto, la cadena recién sintetizada de m-RNA es complementaria a la cadena molde de DNA. El m-RNA transcrito a partir del DNA es, entonces, la copia activa de la información genética. Contiene las instrucciones codificadas en el DNA, y con ello, el m-RNA determina el orden o secuencia de aminoácidos en las proteínas.

¿Qué es el código genético y en qué lugar se lleva a cabo la síntesis de proteínas?

La correspondencia entre el lenguaje de nucleótidos del DNA y el lenguaje de aminoácidos en las proteínas, se denomina el código genético. Las proteínas contienen 20 aminoácidos diferentes, pero el DNA y el RNA contienen sólo cuatro nucleótidos distintos. Si un solo nucleótido codificara un aminoácido, entonces sólo 4 aminoácidos podrían ser especificados por las cuatro bases nitrogenadas. Si dos nucleótidos especificaran un aminoácido, entonces podría haber un número máximo de 4, o sea 16 aminoácidos, lo cual es insuficiente para codificar los 20 aminoácidos. Por lo tanto, por lo menos tres nucleótidos en secuencia debían especificar cada aminoácido, lo que daría como resultado 4 x 4 x 4, o sea 64 combinaciones posibles, lo que es más que suficiente.

La existencia de un código de tres nucleótidos, o código de tripletes fue demostrada cuando se descifró el código genético, (El código genético posee dos características relevantes:

--Es universal, es decir, el código es idéntico en todos los organismos ya sea animales, plantas o bacterias.

--El código es degenerado, término usado para indicar que un mismo aminoácido puede ser codificado por más de un codon, por ejemplo, la serina es codificada por 4 codones diferentes: UCU, UCC, UCA y UCG. Esto es una medida de protección frente a posibles mutaciones que puedan producirse. Si un codon falla otro lo reemplazará)

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