Bases Genéticas 5

El estudio de la información genética es uno de tantos que suele caer en malas manos y el conocimiento que arroja llega a ser usado de manera irresponsable.

En entradas anteriores, vimos cómo es que el material genético de las células, de cierta manera condiciona la expresión de proteínas, que son las responsables de llevar a cabo cientos de funciones que regulan a la vida celular y sus características.

Hay que decir, que nuestro conocimiento al respecto es aún joven y que "el gen del mal humor" o "el gen del amor" no son conceptos de los que hable la verdadera ciencia. Muchos medios manejan la información ad hoc y dan la falsa idea de que los científicos acaban de encontrar la fuente de nuestras emociones o preferencias. Posteriormente otros medios retuercen más esta información y afirman que ya se tiene completamente medido a un individuo al conocerse su genoma (conjunto de genes). De estas ascepciones se desprende el "determinismo biológico", un teoría llena de huecos que pretende explicar la naturaleza de los individuos, las razas y las sociedades, culpando a la naturaleza innata descrita en los genes.

El sustentar las ideas del determinismo biológico, no forma parte del quehacer de la ciencia, ya que esta no parte de ideas preconcebidas y les busca evidencias a favor. La ciencia encuentra las pistas primero y al final con base en ellas ve que tantas conclusiones se pueden sacar y debe ser humilde y reconocer cuando éstas no son muy contundentes. El buen científico se mantiene sobrio y describe el fenómeno sin querer moldearlo a un resultado "deseado".

Sabemos algo sobre los procesos que ocurren en nuestras células, pero no por ello debemos usar ese conocimiento para emitir juicios prematuros que pueden tener consecuencias negativas en la sociedad. Más aún, debemos tomarnos el tiempo como hombres y mujeres de ciencia, para contagiar a los demás con lo que sabemos, hacerlo accesible a quienes practican otras actividades y mantenerlos verdaderamente informados y que jamás la ciencia sea usada para sustentar racismo o discriminación.

Bases Genéticas 4

Recapitulando: la secuencia de bases en el DNA se transcribe en un fragmento de RNA y éste se traduce en una secuencia de aminoácidos con ayuda del ribosoma.

Los aminoácidos son biomoléculas compuestas por dos partes: un grupo amino y un ácido carboxílico (de ahí el nombre aminoácido). Distintos aminoácidos se unen entre sí, formando una cadena inicialmente lineal, pero que posteriormente se pliega, tuerce y reacomoda de varias formas (en función al número y tipo de aminoácidos que componen la secuencia)a este conjunto con forma y propiedades nuevas le llamamos: "proteína".

Las proteínas tienen tres funciones dentro de la célula: a) Estructural, formando partes de los organelos o de la membrana; b) Enzimática, acelerando o inhibiendo reacciones químicas dentro de la célula; c) Energética, sirviendo como último recurso en caso de que las células se encuentren en estado de inanición.

Las proteínas reparan, digieren, ingresan, expulsan, sostienen y hasta dan movimiento a las células, algunos ejemplos de proteínas conocidas son:

-Miosina: una proteína con forma de resorte, capaz de contraerse, es responsable de que las células musculares se contraigan y por tanto sin ella no seríamos capaces de movernos.

-Hemoglobina: conjunto de cuatro proteínas con un átomo de hierro al centro, capaz de transportar oxigeno y llevarlo a todas las células del cuerpo.

-Colágeno: proteína fibrosa que da sustento y flexibilidad a piel y huesos.

-Tirosinasa: controla (entre otras funciones) la pigmentación de la piel, al regular la producción de melanina.

-Mielina: presente en las células neuronales, funciona como la cubierta de plástico sobre un cable eléctrico, permite el correcto funcionamiento de las neuronas.

Ahora podemos ver por qué se dice que el núcleo celular "dirige" o por qué hay información en el DNA, pues éste contiene instrucciones para la expresión de cientos de proteínas que realizan miles de funciones y que a gran escala definen muchas de nuestras características físicas.

La llamada era genómica, durante la cual se estudió a detalle la secuencia y estructura del material genético, ha comenzado a ceder para dar pie a la era proteómica, en donde se estudiará a fondo la forma, estructura y función de las proteínas que se expresan a partir de las bases del DNA y de las cuales aún ignoramos bastante.

Falta un último corolario para esta breve explicación sobre lo que algunos llaman "el dogma central de la biología molecular" y hablaremos de ello en la próxima ocasión.

Bases Genéticas 3

La interpretación o "traducción" del código genético se hace sobre la cadena transcrita de RNA, la cual es transportada hacia un ribosoma; los ribosomas son pequeñas máquinas compuestas por dos unidades, que funcionan como una línea de ensamble de una fábrica de automóviles.

El ribosoma lee la cadena de RNA mientras se desliza sobre ella, y lo hace por grupos de tres bases seguidas, cada uno de estos grupos recibe el nombre de "codón". Veamos nuevamente la cadena de RNA que teníamos del ejemplo anterior:

U
A
U
G
C
G

Podemos distinguir en ella al menos cuatro codones dependiendo de donde comience a leer el ribosoma: UAU, AUG, UGC y GCG.

Cada codón actúa como una clave, que al ser "interpretada" por el ribosoma, le indica a este, que tome un aminoácido en particular. Cada codón equivale a un cierto aminoácido (aunque hay varios que codifican para el mismo). De los codones que reconocimos en nuestra cadena de RNA, aquí están sus equivalencias en aminoácidos:

UAU = Tirosina
AUG = Metionina
UGC = Cisteína
GCG = Alanina

El codón AUG (metionina) señala siempre el punto donde debe comenzar a leer el ribosoma, pero para fines prácticos supongamos que se leen los codones UAU, seguido por GCG; esto quiere decir que el ribosoma comenzará a armar una pequeña cadena de aminoácidos colocando primero una tirosina y adhiriendo a esta una alanina.

Ahora podemos ver de manera general cómo a partir del DNA del núcleo, la célula es capaz de extraer órdenes detalladas para comenzar a armar cadenas de aminoácidos, que son un tipo de biomolécula muy distinto de los ácidos nucléicos y cuya importancia veremos la próxima ocasión.

Bases Genéticas 2

Además del DNA, existe otro ácido nucléico dentro de la célula, un tanto menos conocido, pero igual de importante: el RNA. El RNA no se encuentra confinado al núcleo celular como el DNA y es capaz de moverse hacia otros sectores de la célula. A diferencia del DNA, el RNA está formado por una sola cadena, el azúcar en cada eslabón es ribosa (de allí el nombre) y la base nitrogenada timina es reemplazada por otra llamada Uracilo.

Ahora regresemos al núcleo, en donde tenemos la cadena del ejemplo anterior, recordemos que la secuencia de sus bases constituye un código aún sin leer, esto, hasta que un grupo de proteínas hacen su aparición y como pinzas y tijeras desenrollan una parte de la doble hélice y separan las bases de cada cadena:

A<-------->T
T<-------->A
A<-------->T
C<-------->G
G<-------->C
C<-------->G

Lo que está por suceder es un proceso que llamamos transcripción, donde el código del DNA es "transcrito" en una cadena complementaria de RNA que comienza a ensamblarse junto a una de las cadenas que se separaron (nótese la presencia de uracilo en lugar de timina):

A-U........T
T-A........A
A-U........T
C-G........G
G-C........C
C-G........G

Como resultado, tenemos una cadena de RNA con seis bases. Esta cadena saldrá del núcleo y las cadenas de DNA volverán a juntarse como si nada hubiera pasado:

A-T -----> U
T-A -----> A
A-T -----> U
C-G -----> G
G-C -----> C
C-G -----> G

Hasta aquí, el código original simplemente se ha transcrito en otra molécula muy parecida, pero ésta última tiene un destino muy interesante y es donde por fin se interpretará el código.

Bases Genéticas

Comúnmente se dice que "la información de un individuo se encuentra contenida en su material genético" o bien que "la información de la célula está en el núcleo" (si es eucarionte, si es procarionte estaría en el nucleoide).

¿Cuál es esa información? ¿A qué tipo de datos estamos haciendo referencia?

Los biólogos moleculares son aquellos que enfocan sus estudios a la base molecular de los seres vivos. Si pudiéramos reducirnos al tamaño de una célula, no la veríamos como una gelatina llena de pasas (como usualmente se representa), sino como una colección de piezas con distintos tamaños y formas; a esa escala el agua no se vería como un líquido, sino como una alberca de pelotas, donde cada pelota es una molécula compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. La biología molecular indaga las funciones e importancia de cada una de esas piezas que veríamos: proteínas, lípidos, carbohidratos, etc.

La "información genética" es el mote que los biólogos moleculares le han dado a "el material genético". El núcleo de nuestras células, es una estructura compleja que resguarda al DNA (ácido desoxirribonucléico), una molécula con forma de cadena, en donde cada "eslabón" se compone por tres piezas: un fosfato, un azúcar (desoxirribosa) y una base nitrogenada (con cuatro opciones posibles: Adenina, Guanina, Citosina y Timina).

Una cadena simple de DNA puede representarse como una secuencia de las bases nitrogenadas que lleva cada uno de sus eslabones, por ejemplo: ATACGC (adenina, timina, adenina, citosina, guanina y citosina)

Una vez entendido esto, hay que saber también, que el DNA suele estar compuesto no por una, sino por dos cadenas paralelas, que al unirse se retuercen formando la siempre famosa doble hélice. Cada cadena une sus bases nitrogenadas con las de la otra. Para esto existe una pequeña norma: la adenina se une sólo con la timina y la citosina sólo se une a la guanina; si juntamos la cadena simple del ejemplo anterior con su cadena complementaria se vería así:

A-T
T-A
A-T
C-G
G-C
C-G

Hasta aquí ya podemos darnos una idea de por qué se dice que el DNA contiene información. Ésta secuencia de moléculas constituye un código, que por sí solo no nos dice mucho a nosotros, sin embargo pronto veremos cómo es que la maquinaria molecular de la célula logra leerlo y qué consecuencias trae su interpretación.