Curiosidades de la Genética
De gen a carácter: el dogma central de la biología molecular
Ene
Rubén Megía González
Si sueles leer nuestro blog habrás leído cómo una sola variación en una base nitrogenada de una cadena de nuestro ADN puede causar una enfermedad como la hemofilia o la alcaptonuria. ¿Cómo puede nuestra información genética afectar a todos nuestros tejidos si está recluida en el núcleo celular? ¿Manda algún mensajero? ¿Sufre algún tipo de transformación?. ¡Yo te lo explico!
En primer lugar, quiero que veas este esquema:
Este dibujo tan sencillo es una versión simplificada de lo se conoce como “Dogma central de la biología molecular” y es la base sobre la que nos fundamentamos todos los biólogos para explicar el flujo de la información contenida en nuestras células. En el esquema están representados, en primer lugar, el ADN (ácido desoxirribonucleico), la molécula de la vida, que contiene toda la información sobre nuestros caracteres, el ARN (ácido ribonucleico) y las proteínas.
Si leemos el esquema comenzando en el ADN, vemos que, mediante un proceso conocido como “transcripción”, se convierte en ARN. En realidad, el ADN no se transforma en ARN, sino que se usa como «molde» para generar ARN. Además, el ADN también es capaz de replicarse, por lo que, a partir de una molécula de ADN podemos obtener otra molécula de ADN idéntica.
Después de este primer paso, encontramos una flecha directa desde el ARN a las proteínas. El proceso descrito es el que se conoce como “traducción” y supone la síntesis de proteínas a partir de una secuencia de ARN. Las proteínas son moléculas muy importantes para el funcionamiento de nuestro organismo. Ellas forman estructuras, transportan otras moléculas, modifican sustancias y un largo sinfín de funciones más, todas esenciales para la vida.
Si partimos de este esquema, un gen tendría la información para una proteína concreta (o más de una, como puedes ver en otro de nuestros posts). Te voy a poner un ejemplo con un gen y una proteína inventados, el gen “OTIPIA” y la proteína que codifica, la genotipina:
De este modo, aunque el ADN no tiene influencia directa sobre un carácter, sí lo tienen las proteínas y los ARN que se sintetizan con la información que el ADN contiene. En este caso, el gen OTIPIA tiene influencia sobre el metabolismo del ácido genotípico y sobre el color de las uñas, por ejemplo. De igual modo, si la estructura de un gen es alterada, es posible que también se vean alteradas las proteínas que se sintetizan. Veamos qué sucede cuando alteramos el gen OTIPIA:
¡Exacto! Al alterar el gen, podemos alterar la estructura de la proteína, impidiendo que realice su función correctamente. En este caso, la ausencia de función de genotipina impide el metabolismo del ácido genotípico, que hace que los afectados tengan niveles altos de colesterol en sangre, entre otras cosas.
Ahora ya te conoces bien el dogma central de la biología molecular, ¿no?. Bueno… Lo cierto es que no. El esquema que te he mostrado es el que enunció en 1958 Francis Crick, uno de los descubridores de la estructura del ADN, pero actualmente no es así. Y es que, como todo en biología, las cosas no son tan sencillas y siempre hay alguna excepción. El verdadero dogma central de la biología molecular que actualmente utilizamos es el siguiente:
Esto es una locura, ¿verdad?. ¿El ARN puede “transcribirse” a ADN? ¿El ARN puede replicarse? ¿El ADN puede “traducirse” directamente a proteínas? La respuesta es un “sí”, pero sucede en contados casos.
Transcripción reversa: Este es un caso muy conocido. Resulta que, algunos virus, como el VIH (que causa el SIDA en humanos), están compuestos por ARN, pero necesitan “transformarse” en moléculas de ADN para lograr infectarnos. Para ello, utilizan una proteína especial, la transcriptasa reversa, que, en estos casos, consigue transcribir el ARN vírico en una molécula de ADN.
Replicación del ARN: Sí. El ARN puede replicarse, pero en muy raras ocasiones. En concreto, pueden replicarse algunos “ribozimas” en ausencia de ADN y proteínas. Los ribozimas son, en esencia, moléculas de ARN con actividad catalítica.
Traducción en ausencia de ARN: Esta es otra situación extremadamente rara que nos descoloca el esquema. Al parecer, bajo ciertas condiciones, en el laboratorio (in vitro) es posible utilizar ribosomas (los orgánulos que traducen el ARNm en proteínas) para traducir directamente las moléculas de ADN y obtener proteínas.
Y, hasta aquí el blog de hoy. Espero que te hayas aprendido de memoria el dogma central de la biología molecular, porque es la base sobre la que estudiamos el ADN y cómo nos afecta. ¡Hasta la próxima!
Muchas gracias por estas pequeñas píldoras explicativas ayudan mucho a tener conceptos clave muy claros¡¡
¡Gracias por tus comentarios, Carolina! Eso mismo es lo que buscamos con esta blog, explicar concceptos de genética, más o menos complejos, de una forma sencilla, con ejemplos sencillos, para ayudar a todos los interesados a entenderlos. ¡Te animo a seguir consultando el resto de nuestros blogs!
Excelente. Didáctico. Gracias.
¡Gracias a ti por visitarnos y por tus comentarios!
Lo hacen sencillo, claro, maravilloso.
¡Gracias por su comentario Consuelo!
Buenas tardes:
¿Pero todos genes del cuerpo que tienen una mutación funcionan igual o cambia el proceso que describes, por ejemplo, de un medio líquido como la sangre o sólido como cualquier tejido?.
Por ejemplo, en un cáncer, la alteración hipotética que planteas, ¿es lo mismo?.
Y, ¿cómo afecta al funcionamiento de órganos vitales, por ejemplo el hígado, esas alteraciones que has comentado con el gen inventado?.
Y, ¿está la práctica clínica preparada para atender a estos cambios?.
Y, por último, ¿funciona la nutrigenómica y todos estos conceptos de la nutrición para los cambios de los que hablas?
Gracias
Hola Soledad,
El ADN se encuentra en el interior celular y allí es dónde afecta a cada célula, sea sanguínea o forme parte de un tejido. En células tumorales es mucho más complejo que lo que muestro aquí. Las mutaciones en cáncer afectan al crecimiento y división de la célula.
En cuanto al funcionamiento de otros órganos, no sabría decirte. Este gen es inventado, pero es probable que no se exprese en todos los tejidos, así que puede que muchos órganos no se
vean afectados.
La práctica clínica está preparada para detectar estas mutaciones. De igual modo, muchos investigadores trabajan diariamente para hacer más accesibles los tratamientos a estas enfermedades.
En cuanto a la nutrigenómica, puede consultar más información en: https://genotipia.com/genomica-nutricional-nutrigenomica-y-nutrigenetica/
Si le interesa este tema, tenemos un programa formativo que le interesará, «Genética para Profesionales Clínicos y Sanitarios». ¡Un saludo!
Rubén, ¡¡¡me encantan las imágenes!!!
¡Gracias Chiti!
¡Un saludo y feliz día!
Gracias por la info, de muchísima ayuda y muy bien redactada!
Me ayudo mucho
Hola, me gustiaria saber que referencias bibliográficas tienes acerca del tema Traducción en ausencia de ARN, ya que estoy muy interesado en el tema, Saludos
Hola Alex:
No hay mucha bibliografía y en general es algo antigua. Consiste en algunos ejemplos de síntesis proteica en sistemas muy controlados. Tampoco está claro si la traducción directa de ADN a proteína es precisa respecto al código genético.
Puede consultar:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC219759/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC343570/
https://academic.oup.com/jb/article-abstract/131/6/849/785341?redirectedFrom=fulltext
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12723617/
También puede serle de interés:
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6481089/
¡Un saludo!
Excelente resumen. He usado parte de su material para una guía pedagógica para mis estudiantes (respetando su autoría, claro está. Gracias de antemano. Atte JG
Hola buenas noches, no me queda muy claro aún estoy realizando una tarea en la que tengo que redactar que es el dogma central pero aún no lo tengo muy claro, entiendo las partes la traducción pero exactamente que es el dogma central alguien me podrá ayudar!? Gracias
Hola Karyme: el dogma central hace referencia al conjunto de procesos por los que se interpreta la información hereditaria.
¡Un saludo!
hola me gustaria saber ¿cuales son las enfermedades presentes cuando el dogma no se cumple?
¡Hola!
De no cumplirse en absoluto, un organismo no podría vivir.
ES CONSECUENCIA DE LA ALTERACION DEL DOGMA –UNA MUTACION Y SU CLONACION REPETIDA PROVOCA UN CANCER
En el caso de las mutaciones el dogma se mantiene. El ADN sigue actuando como plantilla de instrucciones que se transmiten en forma de ARN y se traducen en proteínas anómalas.
¡Un saludo!
me encanto la información es tan fácil de entender y tiene ejemplos muy acertados
un ? para ti.
¡Gracias!
muchas gracias, hacen que ame la genetica.
En qué organelos de la célula ocurre el dogma de la biología?
¡Hola Daniel!
El Dogma Central de la Biología Molecular es solo un esquema de lo que ocurre con la información genética. Si te refieres a cada uno de sus pasos, por lo general la replicación y la transcripción se producen en el núcleo de las células eucariotas y en el citoplasma de las células procariotas (y en el interior de plastos y mitocondrias) y la traducción en el citoplasma de las células.
Hola Rubén, muy buena tu explicación, bastante didáctica y entretenida, bueno me gustaría saber cuanto es que duran cada uno de esos procesos en las células, es decir el tiempo que le lleva a las células replicarse, transcribir un ARNm, y traducirlo luego en una proteína… saludos
Hola José,
No sabría decirte una duración exacta. Se trata de procesos celulares extremadamente rápidos que se realizan simultaneos a otros.
Hola Rubén, me gustó muchísimo tu explicación, igual quería pedir tu apoyo, debo realizar unos mapas mentales acerca de las modificaciones que se hicieron en el dogma central, tanto en virus, células eucariotas y procariotas, pero entiendo que el ejemplo que mostraste es cuando hay presencia de virus, sabrías a que se refiere esas nuevas modificaciones del dogma pero respecto a las células eucariotas y procariotas? Será explicando lo que mencionas acerca que algunos pasos se realizan en diferentes partes de estas células?
Hola Danna,
No sé si he entendido del todo bien la pregunta. Si te refieres a qué diferencias existen en el Dogma Central de la Biología Molecular entre procariotas y eucariotas, el cambio más significativo es que, por lo general, en eucariotas se produce una modificación postranscripcional del ARN. Igualmente, las células eucariotas no realizan la transcripción ni la replicación en el citoplasma.
No sé si te refieres a esto.
Buenas tardes, estoy escribiendo un texto guía para mis estudiantes de una universidad publica. Puedo utilizar sus imágenes. Son tan buenas y tan explicativas. Yo coloco en la figura «GENOTIPIA». O si me permiten que debo escibir para dar a conocer que tomada de sus escritos. Gracias ha sido de ayuda fundamental para mi estas paginas de GENOTIPIA
Hola Sulma:
Muchas gracias por su interés en nuestros contenidos.
Sería ideal que además de indicar «Genotipia», pudiera poner el enlace al post en concreto y la web de genotipia.
Un saludo!