LOS GENES: TÚ ERES COMO ELLOS MANDAN (2. LA EXPRESIÓN GÉNICA)

(Si no te has leído el primer capítulo de esta serie, te recomiendo que lo hagas; puedes hacerlo aquí).

Ya tenemos claro que los genes son palabras escritas en nuestro ADN; pero las palabras no sirven de nada si no hay nadie que las lea, que las exprese. Precisamente, al proceso por el que la información contenida en los genes se ejecuta se le llama expresión génica.

Una célula se puede definir como una fábrica. Para realizar la expresión génica es necesario algo que descifre las palabras del ADN (el jefe) en órdenes, un mensajero que las lleve al lugar donde se ejecutan y una línea de producción que transforme las órdenes en el producto final. Todos estos elementos los encontramos en cada célula de nuestro cuerpo.

Cuando un gen quiere expresarse (el proceso se llama transcripción), llega una molécula que va a leer la palabra que forma. Esta molécula es una proteína que se llama ARN polimerasa, y su función es generar ARN, ácido ribonucleico (sí, como el ácido desoxirribonucleico o ADN, pero sin el desoxi-). El ARN es un ácido nucleico muy parecido al ADN pero con algunas diferencias. Las dos más importantes es que en lugar de estar formado por los nucleótidos ATCG, tiene AUCG, es decir, substituye la Timina por Uracilo; además, no forma doble cadena como una hélice, sino que está en forma de cadena simple. La polimerasa va a leer una de las cadenas del gen y formar una cadena de ARN que es una copia de la que está leyendo. Así, hemos obtenido las órdenes del ADN en un mensajero, que se llama, precisamente, ARN mensajero (ARNm). Este es el encargado de llevar las órdenes a producción.

En el núcleo, el ADN es leído y transcrito por la ARN polimerasa para formar el ARNm a partir de nucleótidos libres.

El ARNm, después de formarse en el núcleo, sale al citoplasma, donde está todo el batiburrillo que hace a la célula funcionar, y se va a buscar un lugar donde se ejecuten las órdenes: los ribosomas. Un ribosoma es una molécula hecha de proteínas a la que el ARNm se va a pegar; el ribosoma se va a dar cuenta de que le han pedido que haga algo y se va a poner a fabricar proteínas. ¿Por qué proteínas? Porque las proteínas son los ladrillos con los que se construye todo lo que somos en nuestro cuerpo: hacen función de estructura, de transporte, de producción. Sin ir más lejos, en este post ya hemos necesitado proteínas para transcribir el gen, para que el ARNm se transporte al citoplasma, y para formar los ribosomas que, oh sorpresa, van a formar proteínas. Los ribosomas leen el mensaje del ARNm y realizan la traducción, un proceso que, como cuyo nombre indica, consiste en traducir el mensaje, en idioma de nucleótidos (ATCG), al idioma de las proteínas. El ribosoma interpreta cada codón (la sílaba formada por 3 nucleótidos) como un aminoácido diferente, que recoge del citoplasma y lo pone formando una cadena. Cuando todo el ARNm se ha leído, la cadena de aminoácidos resultante es una proteína. Y esa proteína ya es libre para hacer la función para la que ha sido diseñada. 

Tras transportarse al citoplasma, el ARNm es traducido por los ribosomas, que van a fabricar proteínas encadenando un aminoácido tras otro.

Como ves en el dibujo, hay sólo 4 nucleótidos, pero muchos aminoácidos. Esto se explica porque existe un código genético, una correspondencia para que la combinación de 3 diferentes nucleótidos "signifiquen" un aminoácido diferente. Así es como nuestras células pueden formar miles de proteínas diferentes a partir de 4 simples letras, aumentando mucho nuestra complejidad y nuestra capacidad de ser diferentes entre nosotros. Pero esto lo explicaré en el próximo capítulo.

LOS GENES: TÚ ERES COMO ELLOS MANDAN (1. EL DNA)

Creo que va siendo hora de meterse en materia en serio con la Biología, y dado que ya hablé de la célula y de su núcleo, voy a seguir ese camino y escribir sobre los genes. Todo el mundo habla de ellos, sobre todo para echarles la culpa de nuestros males heredados; pero, sabéis qué son los genes en realidad?

Empecemos por un concepto básico: el ácido desoxirribonucleico (ADN o DNA, por sus siglas en inglés y como lo llamamos los científicos). El ADN es una molécula, es decir, un conjunto de átomos que están pegados juntos, y es un polímero, es decir, un compuesto formado de unidades más pequeñas que se repiten. Estas unidades más pequeñas se llaman nucleótidos, y hay cuatro tipos: adenina (A), guanina (G), timina (T) y citosina (C). Estos cuatro se unen uno detrás de otro, en una cadena, como si fueran letras de una palabra muy larga.

Ejemplos de palabra:                        A-M-O-R    R-O-M-A

Ejemplos de cadena de DNA:         A-C-T           C-T-A

Como veis es muy sencillo, dependiendo de en qué orden se coloquen las letras, la palabra significa una cosa u otra. Pues lo mismo con los nucleótidos y el ADN: la primera secuencia “significa” Treonina; la segunda, Leucina. Estas palabras son nombres de aminoácidos, las unidades que forman las proteínas; pero vamos a dejar esto a un lado de momento y seguiremos explicando los genes.

Siguiendo con la analogía de las letras y las palabras, 3 nucleótidos (ACT o CTA o TTG o cualquier otra combinación que se os ocurra de las cuatro letras) serían una sílaba, que llamamos codón. En la palabra que es el ADN, las sílabas siempre tienen 3 letras. Si juntamos todas las sílabas que queramos, tenemos una palabra tan larga como nos salga. Y eso es el ADN.

Además, los nucleótidos se gustan mucho entre sí, así que no sólo se “pegan” en cadena, sino que se atraen entre ellos. A la adenina le gusta la timina (A=T) y a la citosina, la guanina (C=G). Por eso, cuando se forma una cadena de ADN, tiende a acercarse con otra que sea su pareja, que se llama complementaria, cuyos nucleótidos sean los que se gustan. Por ejemplo:

Cadena:	A	C	T	C	G	A	T	T	A
	|	|	|	|	|	|	|	|	|
Complementaria:	T	G	A	G	C	T	A	A	T

El ADN por tanto, siempre está en una forma de doble cadena. Esta cadena se puede separar en dos cadenas sencillas, ya que su unión no es muy fuerte; en cambio, una rotura en la cadena sencilla es más difícil, ya que su unión es permanente, y es un error que puede dar lugar a una mutación o a la muerte de la célula.

Por supuesto, los nucleótidos ACTG no son letras en sí, sino moléculas con una “forma” tridimensional, en forma de anillo. La manera que tienen de pegarse entre sí, junto con la forma que tienen, hacen que la cadena que forman no sea recta, sino un poco torcida. El hecho de que esté en doble cadena hace que la molécula de ADN tome una forma característica que es la famosa doble hélice que todos habréis visto dibujada en algún sitio.

¿Y esto qué tiene que ver con los genes? Pues que los genes no son más que “palabras” que se pueden leer en la cadena de ADN. Los seres humanos tenemos unos 20.000 genes. Entre cada gen hay trozos inmensos de ADN que no forman genes, llamado “no-codificante”, y que hasta hace poco se le llamaba ADN basura porque se creía que no servía para nada. Hoy en día se sabe que no es así y que es muy importante para que los genes sean leídos correctamente; pero eso ahora no nos importa tampoco.

Hoy hemos hablado de qué está compuesto un gen. Como esto se hace muy largo, el próximo día os contaré qué es, lo que hace y porqué. ¡¡¡Hasta entonces!!!