Del ADN a la proteína.

En la entrada anterior comentamos qué es el ADN y cuál era su importancia, y que debido a su papel en el mantenimiento de la vida es necesario que ocurran pocos errores en su secuencia. Estos errores en el código genético pueden dar origen a mutaciones. En esta entrada comentaré de forma general cuales son los pasos necesarios para que el ADN origine proteínas y que cada paso es susceptible de que ocurran fallos. Estos fallos son minimizados por el correcto funcionamiento de otras proteínas que se encargan de detectar anomalías en el ADN y corregirlas.

Existen algunos pasos en los que la célula puede cometer errores a lo largo de todo el proceso de la síntesis de proteínas, y este proceso comienza con el paso de transformación de la información genética (ADN) en un intermediario entre ADN y proteína. Este intermediario se llama ARN mensajero (ARNm). La diferencia existente entre ADN y el ARNm es que el segundo corresponde a una fracción muy pequeña de todo el ADN, consta de una única cadena (ya no es una “cremallera” sino una hebra), y que T se ha sustituido por U. Esta fracción corresponde al tramo de ADN que contiene la secuencia necesaria para sintetizar en último término la proteína. Así que imaginemos que tenemos una secuencia de ADN, y que el código de interés se encuentra en la secuencia marcada en negrita:

…GTCCATTAACCGGGTACACATGATTCCAGAGTGTCAGAAATGATAGGGCATAGACAGATTT…

…CAGGTAATTGGCCCATGTGTACTAAGGTCTCACAGTCTTTACTATCCCGTATCTGTCTAAA…

Así, una de las cadenas de la doble hebra de ADN servirá de molde para que una molécula (ARN polimerasa) sintetice el ARNm. Prácticamente será la misma secuencia, pero solo se copiará la secuencia que contiene la información necesaria para dar origen a la nueva proteína. En el caso que ARN polimerasa copie la cadena de arriba, tenemos lo siguiente:

AAGGUCUCACAGUCU

Notemos que la secuencia es la misma que la cadena de abajo pero se han cambiado las T por U. Posteriormente, esta secuencia sirve a su vez como molde para la síntesis definitiva de las proteínas. Básicamente, cada hebra de ARNm dará lugar a una determinada proteína que vendrá definida por la propia secuencia de moléculas que la formen. Sin embargo, la lectura de este código se realiza de modo diferente. En este proceso intervienen las llamadas ARN de transferencia (ARNt). Estas moléculas van a leer el código de tres en tres unidades, y para cada trío de unidades lo interpretará como una nueva unidad (aminoácido) pero de otro código diferente. Este paso puede asemejarse a la traducción de una frase en español a los símbolos correspondientes de chino. Realmente la obtención de la proteína a partir de ARNm se le denomina Traducción, porque sencillamente es la transformación de un código a otro distinto.

Así, siguiendo con el ejemplo, la secuencia anterior se leería de tres en tres unidades:

AAG-GUC-UCA-CAG-UCU

Y para cada combinación de tres unidades existe una molécula, es decir que le corresponde un determinado símbolo del código que forman las proteínas. En este caso correspondería a:

Lys-Val-Ser-Gln-Ser

En la cadena de ARNm tenemos 5 tríos que dar lugar a una proteína de cinco unidades.

Para resumir, el ADN se copia a una cadena de ARN y esta sirve a su vez como molde para dar origen a una proteína determinada por la propia secuencia de ARN. Son tres grandes pasos necesarios para la síntesis de proteínas y en cada uno de ellos pueden ocurrir errores. Estos errores, si no son corregidos por la célula (normalmente la eficiencia de corrección es muy alta), pueden causar defectos importantes en el desarrollo del organismo generando todo tipo de enfermedades.

Imaginaos que en la secuencia de ARNm que nos ha servido de ejemplo se ha cambiado una de las moléculas por otra debido a una mutación en el ADN de origen.

AAG-GAC-UCA-CAG-UCU

En el momento de la traducción al código de las proteínas, no tendríamos la misma proteína sino que sería:

Lys-Asp-Ser-Gln-Ser

Cada unidad de la proteína tiene unas características diferentes que dan las propiedades a la proteína final. Este cambio puede no tener una repercusión importante en la función de la proteína o contrariamente puede anular completamente su actividad. Imaginad que la secuencia de ADN que dará origen a una proteína importante para el correcto funcionamiento del organismo, por ejemplo la insulina, sufre una mutación en el código y que esta cambia un par de aminoácidos importantes para el mantenimiento de la propia estructura de la proteína. En este caso, la insulina no podría ejercer su función sobre el metabolismo de la glucosa, lo que conllevaría a efectos perjudiciales para el organismo. Así, que ese error en la secuencia de ADN se ha convertido en una mutación al no haberse corregido con la consiguiente repercusión en la correcta síntesis de proteínas.

En la siguiente entrada llegaré al tema concreto de las mutaciones y citaré algunas enfermedades que pueden originarse debido a estos fallos del sistema, que a veces ocurren de forma aleatoria pero que muchas veces son inducidos por exposición a agentes mutagénicos.