Proteinas Y Transporte De Medicamentos En La Celula

Las raras variaciones del código genético casi enteramente universal son evidencia de evolución, no de diseño

Ardea Skybreak

Obrero Revolucionario #1216, 19 de octubre, 2003, posted at rwor.org

Casi el 100% de todas las especies vivas de plantas y animales --de los mamíferos complejos a bacterias sencillas-- usan exactamente el mismo código genético (el mismo conjunto exacto de instrucciones químicas) para dirigir el ensamblaje de la gran variedad de moléculas de proteínas que los seres vivos necesitan. El hecho de que ese código genético (el "reglamento" químico para producir proteínas) es exactamente el mismo esencialmente en todos los organismos (con unas pocas variaciones menores) es en sí fuerte evidencia de que todas las especies están emparentadas y de que descienden de una larga serie de antepasados comunes. Pero los creacionistas pasan por alto este hecho y hacen una gran alharaca porque hay una pequeña cantidad de excepciones a esta regla general (unos pocos organismos primitivos tienen un código genético ligeramente distinto para producir proteínas), como si esas excepciones fueran prueba de que las distintas especies no tienen antepasados comunes y de que un ser divino, no los procesos naturales de la evolución, hizo cada organismo como es. La verdad es que ese razonamiento de los creacionistas no cuenta con ninguna base científica. Veamos esto más a fondo:

Mucha gente sabe que los genes transmiten los rasgos hereditarios de una generación a otra. Pero no mucha gente sabe que, en el curso de la vida de un organismo, lo único que hacen los genes es dar instrucciones químicas para la producción de las muchas clases de moléculas de proteínas que necesitan los seres vivos. Un gen es un segmento de una molécula de ADN que "codifica" (da instrucciones químicas para producir) determinada molécula de proteína; cada gen codifica una proteína específica. Cada molécula de proteína está formada por unos compuestos químicos llamados aminoácidos unidos en una secuencia (orden) exacta. Esa secuencia determina la forma y función de la proteína. Solo hay 20 aminoácidos, pero producen una enorme cantidad de proteínas. Si tenemos cuentas de 20 colores, podemos ensartarlas en muchísimas combinaciones para hacer collares. Del mismo modo, el orden específico en que se combinan los aminoácidos produce muchas clases de proteínas que realizan distintas funciones.

Las células de todos los organismos producen proteínas. La pregunta es: ¿cómo hacen para combinar los distintos aminoácidos en el orden preciso para producir determinadas proteínas? ¿Por qué no ensartan los aminoácidos al azar? La respuesta la da el código genético.

El código genético es el mecanismo por el cual la célula "lee" la información química de los genes y la "traduce" a un conjunto de instrucciones que indican en qué orden unir los aminoácidos. Como dijimos, el código genético es un "reglamento" para la síntesis de proteínas. Ese reglamento es exactamente el mismo en las bacterias, en una rosa o en un ser humano. Si los seres vivos no tuvieran antepasados comunes, si no tuvieran ningún parentesco y fueron creados cada uno por separado, como dicen los creacionistas, no tendrían el mismo reglamento químico para producir proteínas. El hecho de que todas las especies vivas (incluidos los seres humanos) usan exactamente el mismo reglamento (con unas pocas y mínimas variantes en ciertos microorganismos) es una prueba sumamente fuerte de que todos los seres vivos están emparentados y de que descienden de una larga serie de antepasados comunes, desde los primeros organismos parecidos a las bacterias que aparecieron en el planeta hace más de 3 mil millones de años.

¿Y las excepciones? Efectivamente en las últimas décadas se ha descubierto que unas cuantas especies de organismos simples tienen un código genético ligeramente distinto para traducir las instrucciones genéticas de combinar aminoácidos en un orden determinado. Esas pequeñas variaciones solo se han encontrado en unos pocos microorganismos independientes, y en mitocondrias y cloroplastos.*

Las pequeñas excepciones a la regla general de que todos los organismos usan exactamente el mismo código genético son interesantes, y su estudio contribuirá al conocimiento de los procesos y mecanismos evolutivos. Pero no cambian el hecho de que casi el 100% de las especies vivas de plantas y animales (de los mamíferos complejos a las bacterias más simples) usan exactamente el mismo reglamento o código genético para producir proteínas.

Los principios de la evolución explican esas pequeñas variaciones. Para entender esto, examinemos cómo el código genético traduce la información del ADN para producir proteínas. ¿Cómo lleva la información molecular de un gen (un segmento de ADN) a la síntesis de determinada proteína, con la secuencia perfecta de aminoácidos? El proceso empieza con el ADN, que está formado por diferentes secuencias de cuatro compuestos químicos nitrogenados llamados nucleótidos (adenina, timina, guanina y citosina: A, T, G, C). En la molécula de dos cadenas de ADN (la famosa "doble hélice"), cada cadena de nucleótidos es una "copia complementaria" de la otra: A siempre se aparea con T y G se aparea con C. El primer paso de la síntesis de proteínas es que las dos cadenas de la molécula de ADN se "abren". A continuación otra molécula ( ARN mensajero ) forma una cadena sobre una de las dos cadenas separadas. Esa cadena también es "complementaria", con la excepción de que el uracil (U) reemplaza la timina; o sea que A se aparea con U y G se aparea con C. El ARN mensajero transporta esa copia complementaria del ADN del núcleo de la célula al citoplasma de la célula (a unas estructuras llamadas ribosomas ). Los ribosomas recorren las cadenas de ARN mensajero traduciendo la información. Con la intervención de otras moléculas de ARN y otra ronda de "apareamiento" químico, la convierten en una secuencia de aminoácidos que da lugar a una proteína.

Volvamos por un momento a la cadena de ADN al comienzo del proceso: los nucleótidos de los genes de las cadenas de ADN están organizados en tripletes llamados "codones" (por ejemplo U-C-A o A-U-G). Cada triplete codifica un aminoácido particular: por ejemplo, el triplete U-U-U codifica el aminoácido fenilanina; el triplete U-G-G codifica el aminoácido triptófano; el triplete G-A-U codifica el aminoácido aspartato, y así sucesivamente. Unos tripletes dan la señal de que la síntesis de proteínas debe empezar (A-U-G) o de que debe parar (U-G-A). Además, es importante saber que aunque un triplete codifica un solo aminoácido, a muchos aminoácidos los codifica más de un triplete. Por ejemplo, los tripletes A-C-U, A-C-C, A-C- A y A-C-G codifican la producción del aminoácido treonina.

La secuencia general de los distintos tripletes (el orden en que están) determina el orden en que se ensamblan distintos aminoácidos, lo que lleva a sintetizar distintas proteínas. En el proceso de ADN a proteína, hay varias moléculas intermediarias (ARN mensajero, ARN de transferencia y ARN ribosomal) que primero "leen" las secuencias de tripletes del segmento de ADN, después "transportan" las secuencias complementarias a diferentes partes de la célula (los ribosomas) y a continuación las unen a otra secuencia complementaria de ARN, que agarra los aminoácidos correspondientes y los coloca en orden para formar una cadena de proteínas particular.

Obviamente este es un proceso complejo de muchos pasos. Para esta discusión no es necesario entenderlo a fondo, pero una idea general de lo que sucede para producir las distintas clases de proteínas nos ayudará a ver que las pocas "variaciones del código genético casi enteramente universal" que ocurren en organismos simples como los micoplasmas realmente son mínimas . Son pequeños cambios de lo que normalmente codifican unos pocos tripletes. Por ejemplo, en casi todos los organismos, el triplete U-G-A codifica la señal de "alto" que para el proceso de ensamblaje de proteínas; pero en unos micoplasmas primitivos, el triplete U-G-A codifica el aminoácido triptófano.

Esas variaciones no cambian el hecho de que el código genético compartido por casi el 100% de las especies animales y vegetales (en que todos los tripletes codifican exactamente los mismos aminoácidos) es evidencia sumamente fuerte de que todas las especies descienden de antepasados comunes. Además, los genetistas moleculares actualmente piensan que las pequeñas variantes del código genético se pueden explicar por los mecanismos normales de la evolución. Hace años muchos biólogos pensaban que el código genético permaneció completamente igual en todos los organismos desde los orígenes de la vida porque cualquier cambio a esos procesos moleculares básicos trastornaría por completo el funcionamiento celular y que la selección natural eliminaría rápidamente tales mutaciones. Pero hoy los biólogos creen que los procesos al nivel molecular no son tan fijos y rígidos como se pensaba. Por ejemplo, sabemos que los segmentos de ADN llamados transposones (o genes móviles) "saltan" de un lado a otro de los cromosomas, lo que provoca mutaciones de los genes cercanos. A veces un triplete del ADN que normalmente codifica la producción de un aminoácido particular puede sufrir ciertos cambios y codificar otro aminoácido sin causar un colapso total del funcionamiento celular. Esto no es especulación: tales cambios se han observado en el laboratorio en poblaciones de organismos vivos.

Así que hoy la mayoría de los biólogos coinciden en que: 1) las variaciones

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