Una de las actividades más
importantes de la célula es la síntesis de proteínas, moléculas que intervienen
en la mayoría de las funciones celulares. El material hereditario conocido como
ácido desoxirribonucleico (ADN), que se encuentra en el núcleo de la célula,
contiene la información necesaria para dirigir la fabricación de proteínas.
La estructura y función de las
proteínas.
El término proteína se deriva de
la palabra proteicos, que significa de primer orden, ya que son esenciales en
la formación de estructuras celulares así como en el control de las funciones
que esta realiza. Estas moléculas figuran entre los componentes más abundantes
en la mayoría de los seres vivos; en los animales representan un 50% o un poco
más de su peso seco, mientras que en los vegetales constituyen un poco menos de
la mitad de su peso seco.
Los seres vivos utilizan a las
proteínas como materia prima para su desarrollo y control de los procesos
químicos propios del metabolismo. La ingestión adecuada de proteínas favorece,
entre otras cosas, la formación de musculatura, dientes, pelo, uñas, sangre, la
oxigenación de las células, transporte de desechos del metabolismo, etc.
Las proteínas son las
biomoléculas con mayor número de funciones en el organismo, entre ellas tenemos
las siguientes
Código genético.
Los genes, localizados en le
núcleo celular, son fragmentos de ácido desoxirribonucleico. La molécula de ADN
esta constituida por dos cadenas formadas por un alto número de unidades
químicas denominadas nucleótidos, estas cadenas se mantienen unidas gracias a
enlaces que se establecen entre las bases nitrogenadas que forman parte de la
estructura de los nucleótidos. Hay 4 bases: timina, adenina, citosina y
guanina. Un gen esta formado por una secuencia especifica de nucleótidos que
determinan el tipo de proteína a que da lugar. Pero los genes no producen
proteínas directamente, sino que dirigen la formación de una molécula
intermedia, de estructura complementaria denominada ácido ribonucleico
mensajero, que contiene las instrucciones necesarias para construir una
proteína.
Las cadenas de ADN se separan.
La formación de ARNm comienza en
el núcleo con la separación de 2 cadenas que forman la molécula de ADN. Cada
secuencia de 3 bases en la cadena de ADN, codifica para uno de los 20
aminoácidos constituyentes de las proteínas.
Transcripción.
Una de las dos cadenas que forman
la molécula de ADN actua como plantilla o molde para producir una molécula de
ARNm. Es este proceso, que recibe el nombre de transcripcion, los nucleotidos
de ARN, que se encuentran libres en el núcleo celular, se emparejan con las
bases complementarias de la cadena modelo de ADN. El ARN contiene uracilo en
lugar de timina com una de sus cuatro bases nitrogenadas. Una vez que los
nucleotidos se han emparejado con las bases del ADN, los nucleotidos adyacentes
se unen entre si para formar la cadena precursora del ARNm.
Eliminación de los intrones.
La cadena precursora del ARNm
presenta regiones, denominadas exones, que contienen información para la
síntesis de proteínas. Los exones están separados por otras secuencias,
denominadas intrones, que no se expresan. Antes de que la cadena de ARNm se
utilice en la síntesis de proteínas, los intrones deben ser eliminados.
El ARNm se une al ribosoma.
Una vez formando el ARN maduro o
funcional, sin intrones, sale de núcleo celular y se acopla, en el citoplasma,
a unos orgánulos celulares que reciben el nombre de ribosomas. La síntesis
proteica tiene lugar en los ribosomas.
El ARNt se une a los aminoácidos.
Dispersos por el citoplasma hay
diferentes tipos de ARN de transferencia (ARNt), cada uno de los cuales se combina
específicamente con uno de los 20 aminoácidos que constituyen las proteínas.
Uno de los extremos de la molécula de ARNt se une a un aminoácido específico
que viene determinado por el anticodón presente en el otro extremo de ARNt. Un
anticodón es una secuencia de tres bases complementarias con la secuencia del
codón del ARNm que codifica para ser aminoácido.
Traducción.
El ARN de transferencia, que
lleva unido el aminoácido, se dirige hacia el complejo formado por el ARNm y el
ribosoma. El anticodón de ARNt se empareja con el codón presente en el ARNm. La
secuencia de bases del codón codifica para el aminoácido concreto que
transporta el ARNt. Un segundo ARNt se une a este complejo. El primer ARNt
transfiere su aminoácido al segundo ARNt antes de separarse del ribosoma. El
segundo ARNt lleva ahora 2 aminoácidos unidos que constituyen el inicio de la
cadena polipeptídica. Después el ribosoma mueve la cadena de ARNm de manera que
el siguiente codón de ARNm esta disponible para unirse a un nuevo ARN de
transferencia.
Interrupción de la síntesis del polipéptido.
El ribosoma continua desplazando
la cadena de ARNm hasta que se termina de formar la cadena polipeptídica. La síntesis
se esta cadena se detiene cuando el ribosoma llega a un codón de ARNm conocido
como codón de parada.
Formación completa de la
proteína.
Una vez que se suelta del
ribosoma, la proteína recién formada presenta una secuencia de aminoácidos que
viene determinada por la secuencia de bases presente en el ADN del que se
partió.
