CÓDIGO GENÉTICO

El código genético es el conjunto de reglas que define cómo se traduce una secuencia de nucleótidos en el ARN a una secuencia de aminoácidos en una proteína. El código es común a todos los seres vivos (aunque hay pequeñas variaciones), lo cual demuestra que ha tenido un origen único o universal, al menos en el contexto de nuestro planeta.

El código define la relación entre cada secuencia de tres nucleótidos, llamada codón, y cada aminoácido.

La secuencia del material genético se compone de cuatro bases nitrogenadas distintas, que tienen una representación mediante letras en el código genético: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C) en el ADN y adenina (A), uracilo (U), guanina (G) y citosina(C) en el ARN.

Debido a esto, el número de codones posibles es 64,​de los cuales 61 codifican aminoácidos (siendo además uno de ellos el codón de inicio, AUG) y los tres restantes son sitios de parada (UAA, llamado ocre; UAG, llamado ámbar; UGA, llamado ópalo).​ La secuencia de codones determina la secuencia de aminoácidos en una proteína en concreto, que tendrá una estructura y una función específicas.

EXPRESIÓN GENÉTICA

La expresión génica es el proceso por medio del cual todos los microorganismos procariotas y células eucariotas transforman la información codificada por los ácidos nucleicos en las proteínas necesarias para su desarrollo, funcionamiento y reproducción con otros organismos. La expresión génica es clave para la creación de un fenotipo.

En todos los organismos el contenido del ADN de todas sus células (salvo en los gametos) es esencialmente idéntico. Esto quiere decir que contienen toda la información necesaria para la síntesis de todas las proteínas. Pero no todos los genes se expresan al mismo tiempo ni en todas las células.

Exceptuando a los genes constitutivos (genes que se expresan en todas las células del organismo y codifican proteínas que son esenciales para su funcionamiento general) todos los demás genes se expresan o no dependiendo de la función de la célula en un tejido particular. Por ejemplo, genes que codifican proteínas responsables del transporte axonal se expresan en neuronas pero no en linfocitos en donde se expresan genes responsables de la respuesta inmune. También existe especificidad temporal, esto quiere decir que los diferentes genes en una célula se encienden o se apagan en diferentes momentos de la vida de un organismo. Además, la regulación de los genes varía según las funciones de estos.

REGULACIÓN GENÉTICA

Una red de regulación génica o red de regulación genética (GRN) es una colección de segmentos de ADNen una célula que interactúan entre sí (indirectamente a través de su ARN y productos de expresión de proteínas) y con otras sustancias en la célula, con lo que regulan las tasas a las que los genes de la red se transcriben en ARNm. En general, cada molécula de ARNm va a construir una proteína específica (o un conjunto de proteínas). En algunos casos, esta proteína será estructural, y se acumulará en la pared celular o dentro de la célula para darle propiedades estructurales particulares. En otros casos, la proteína será una enzima, una micro-máquina que cataliza una determinada reacción, como el catabolismo de una fuente de alimento o una toxina. Algunas proteínas, aunque sólo sirven para activar otros genes, son los factores de transcripción, que son los principales actores en las redes de regulación o cascadas. Al unirse a la región promotora, ubicada en el comienzo de otros genes, los activan, iniciando la producción de otra proteína, y así sucesivamente. Algunos factores de transcripción son inhibidores.

En los organismos unicelulares las redes reguladoras responden al entorno exterior, optimizando la célula en un momento dado para la supervivencia en este entorno. Así, una célula de levadura, encontrándose en una solución de azúcar, activará los genes para hacer enzimas que transforman el azúcar en alcohol.​Este proceso, que asociamos con la vinificación, es como la célula de levadura «se gana la vida», ganando energía para multiplicarse, lo cual bajo circunstancias normales, mejoraría sus perspectivas de supervivencia.

En los animales multicelulares el mismo principio se ha puesto al servicio de la cascada de genes que controlan la forma del cuerpo.​Cada vez que una célula se divide, dos células resultan que, aunque contienen el mismo genoma en su totalidad, pueden diferir en cuales genes se activan y producen proteínas. A veces un 'ciclo de realimentación autosostenible' se asegura de que una célula mantiene su identidad y la hereda. Menos se entiende el mecanismo de epigenética por el cual la modificación de la cromatina puede proporcionar memoria celular bloqueando o permitiendo la transcripción. Una característica importante de los animales multicelulares es el uso de gradientes de morfógeno, los que en efecto proporcionan un sistema de posicionamiento que le dice a una célula donde está en el cuerpo y, por lo tanto, en qué tipo de célula convertirse. Un gen que es activado en una célula puede hacer un producto que sale de ésta y se difunde a través de las células adyacentes, entrando en ellas y activando genes sólo cuando está presente por encima de un umbral determinado. Estas células son así inducidas a un nuevo destino, e incluso puede generar otros morfógenos que señalizan a la célula original. Sobre largas distancias los morfógenos pueden utilizar el proceso activo de transducción de señales. Tal señalización controla la embriogénesis, la construcción de un plan corporal desde el principio a través de una serie de pasos secuenciales. También mantiene el control de los cuerpos de los adultos a través de procesos realimentados, y la pérdida de tal realimentación como consecuencia de una mutación puede ser responsable de la proliferación de células que se ve en el cáncer. En paralelo con este proceso de construcción de la estructura, la cascada de genes activa los genes que producen proteínas estructurales que dan a cada célula las propiedades físicas que ésta necesita. Se ha sugerido que, debido a que las interacciones moleculares biológicas son intrínsecamente estocásticas, las redes de genes son el resultado de los procesos celulares y no su causa (es decir, darwinismo celular). Sin embargo, la evidencia experimental reciente ha favorecido el punto de vista del atractor de los destinos de la célula.

ENZIMAS

Las enzimas son proteínas “especialistas” y controlan TODAS las reacciones químicas de nuestro cuerpo. Hay enzimas en todo lo que está vivo. Se dice que son catalizadores, porque cada reacción química necesita una enzima para que se realice, es decir, todo lo que se transforma lo hace gracias a una enzima. Cada enzima actúa sobre una sustancia concreta, como una llave y una cerradura.

AMINOÁCIDOS

Un aminoácido es una molécula orgánica con un grupo amino (-NH₂) y un grupo carboxilo (-COOH).¹​ Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas; juegan en casi todos los procesos biológicos un papel clave. Los aminoácidos son la base de las proteínas.

Dos aminoácidos se combinan en una reacción de condensación entre el grupo amino de uno y el carboxilo del otro, liberándose una molécula de agua y formando un enlace amida que se denomina enlace peptídico; estos dos "residuos" de aminoácido forman un dipéptido, si se une un tercer aminoácido se forma un tripéptido y así, sucesivamente, hasta formar un polipéptido. Esta reacción tiene lugar de manera natural dentro de las células, en los ribosomas.

Todos los aminoácidos componentes de las proteínas son L-alfa-aminoácidos. Esto significa que el grupo amino está unido al carbono contiguo al grupo carboxilo (carbono alfa) o, dicho de otro modo, que tanto el carboxilo como el amino están unidos al mismo carbono; además, a este carbono alfa se unen un hidrógeno y una cadena (habitualmente denominada cadena lateral o radical R) de estructura variable, que determina la identidad y las propiedades de cada uno de los diferentes aminoácidos. Existen cientos de radicales por lo que se conocen cientos de aminoácidos diferentes, pero sólo 22 (los dos últimos fueron descubiertos en los años 1986 -selenocisteína- y 2002 -pirrolisina-)²​ forman parte de las proteínas y tienen codones específicos en el código genético. Estos 22 aminoácidos son capaces de codificar para las proteínas y es por ello que forman parte de ellas.

La unión de varios aminoácidos da lugar a cadenas llamadas péptidos o polipéptidos, que se denominan proteínas cuando la cadena polipeptídica supera una cierta longitud (entre 50 y 100 residuos aminoácidos, dependiendo de los autores) o la masa molecular total supera las 5000 uma y, especialmente, cuando tienen una estructura tridimensional estable definida.

LA CÉLULA

La célula es la unidad básica de la vida. Todos los seres vivos con capacidad de existencia independiente están formados por una o más células. Cada una de ellas realiza todos los procesos químicos básicos de los seres vivos. El cuerpo de una planta o animal está construido igual que una casa de ladrillo. Gran cantidad de células trabaja en conjunto en cada ser vivo al igual que los ladrillos de la casa se unen para formar las paredes y darle forma.

EL ADN

Antes de que nadie siga leyendo me gustaría avisar de que este post es muy básico, casi casi una clase de introducción a la biología.

Pero creo que es necesario para establecer una serie de ideas, conceptos y definiciones esenciales para entender posts futuros.

ADN

¿Qué es y para qué vale?

Es el Ácido Desoxirribo Nucleico. Es una molécula presente en casi todas nuestras células que contiene la información genética. Esta molécula posee el código que determina todas las características y el funcionamiento de un individuo. Es, además, la encargada de transmitir la información de lo que somos a nuestros hijos, la molécula de la herencia. Como vemos, la palabra clave es “información”.

¿Cómo es? Cada molécula de ADN es una especie de palabra larguísima, con forma de hélice doble formada por una combinación específica de cuatro letras, A (adenina), T (timina), C (citosina) y G (guanina). Como vemos, algo extremadamente simple, como es la combinación de tan solo cuatro letras, da lugar a algo tan complejo como un ser vivo.

EL ARN

La sigla ARN corresponde al ácido ribonucleico, una sustancia que está presente en las células eucariotas y en las células procariotas. Se trata de un ácido nucleico: un polímero que se crea por la sucesión de monómeros conocidos como nucleótidos, los cuales están vinculados a través de enlaces fosfodiéster.

En el caso del ARN, los nucleótidos que presenta son ribonucleótidos. Puede decirse, a modo de resumen, que el ARN es un ácido nucleico compuesto por una serie de ribonucleótidos.

El ARN de las células presenta una hebra simple y es lineal. Puede encargarse la regulación de la expresión génica, del desarrollo de una catálisis o de la transmisión de datos esenciales en el marco de la biosíntesis de las proteínas. El ARN trabaja en conjunto con el ADN: el ácido desoxirribonucleico.

Cada ribonucleótido del ARN está compuesto por tres elementos: una base nitrogenada (uracilo, guanina, citosina o adenina), un grupo fosfato y la ribosa. Estos ribonucleótidos establecen una cadena vía enlaces fosfodiéster que tienen carga negativa.

A la secuencia lineal de los ribonucleótidos se la conoce como estructura primaria del ARN. A partir de esta estructura, surgen otros niveles: la estructura secundaria (que surge del apareamiento de las bases nitrogenadas, ya sea como bucle, hélice o de otro modo) y la estructura terciaria (producto de los vínculos en el espacio que establecen los átomos que componen la molécula).

De la misma manera, no se debe pasar por alto el hecho de que en el ARN existen cuatro bases diferentes de nucleótidos. Nos estamos refiriendo a la guanina, el uracilo, la adenina y la unacitosina.

De acuerdo a la función que cumple en la célula, es posible distinguir entre el ARN mensajero (traslada información desde el ADN hasta el ribosoma), el ARN ribosómico (compone los ribosomas junto a las proteínas), el ARN de transferencia (lleva un cierto aminoácido a un polipéptido), el ARN interferente (elimina la expresión de determinados genes) y el ARN regulador (se encarga de la regulación de la expresión génica), entre otros tipos.

Otorgando más información de estos tipos de ARN, hay que matizar estos aspectos relevantes:

-El llamado ARN mensajero viene a ser el que procede a portar la información de uno o de más genes y que, además, se tratan de los que codifican las proteínas.

-El ARN ribosómico o ribosomal es el que puede ejercer como catalizador al tiempo que adoptar una estructura terciaria o secundaria que sea estable.

 

Otros tipos de ARN son estos:

-El microARN, que juega un papel fundamental en lo que es el proceso de interferencia de ARN.

-El ARN nucleolar o snoARN, que se puede encontrar en lo que es el núcleo de las células eucariotas.

-LincARN, que también responde al nombre de ARN no codificante intergénico. Se considera que la unión del ADN con ese supone de manera irremediable el apareamiento de bases de ARN con las pertinentes bases de ADN.

-TERC o telomerasa componente ARN.

Además de todo lo expuesto, no podemos olvidarnos de la existencia de lo que se ha dado en llamar Hipótesis del Mundo de ARN. Esta lo que viene a establecer es que la vida en la Tierra comenzó precisamente a partir de la actividad que realizaban moléculas de ARN. Eso propició que luego se fuera desarrollando una membrana a su alrededor y eso pasó a ser la primera célula procariota.

¿QUÉ ES BIOLOGÍA?

Para aproximarnos a qué es la biología, una definición es que la biología es la ciencia que estudia todos los organismos vivientes, describiendo y clasificando la forma (morfología), estudiando los fenómenos que se producen en su interior (biología celular, fisiología) y poniéndolos en relación los unos con los demás. Además intenta poder explicar los diferentes modelos de vida y las características comunes para poder explicar el término de “VIDA”.

¿QUÉ ES  QUÍMICA?

La palabra química proviene de una variable del latín y de raíces árabes que son chimica, chimia, alkimya, referencia de alquimia, para posteriormente pasar por una nueva forma de definir a la química del tipo moderno que empezó a diferenciarse de la alquimia refiriéndose a la variedad de los componentes y composiciones definiendo las propiedades de una o sobre una materia y las posibles transformaciones que surjan o experimentes sin causar ningún cambio, alteraciones o modificaciones sobre la misma o sus elementos, de la cual una materia es conformada.

BIOLOGÍA

LAS PROTEÍNAS

Las proteínas son nutrientes esenciales para el organismo, tanto para el crecimiento, reparación y mantenimiento de partes del organismo como los músculos, las hormonas, los tejidos, la piel y el cabello. Además de esto, las proteínas forman los neurotransmisores que son los responsables por transmitir los impulsos nerviosos del cerebro hacia el cuerpo para moverse o para generar los pensamientos.  
Además de esto, las proteínas son una fuente de energía para el organismo proporcionando de un 10 a un 15% de las calorías diarias, y se componen por aminoácidos los cuales son los componentes básicos de las proteínas. Este macronutriente se encuentra en alimentos de origen animal como carnes, pescados, huevos y derivados de la leche, y también puede conseguir en alimentos de origen vegetal como la soya, los frijoles, maní, ajonjolí y lentejas. 

TIPOS DE PROTEÍNAS

Las proteínas son macronutrientes que contribuyen al crecimiento y mantenimiento del tejido corporal. Los aminoácidos son las unidades básicas de construcción de bloques de proteínas, los cuales su vez se subdividen en:

• Esenciales
• No esenciales

Lo aminoácidos esenciales, se pueden conseguir a través de diferentes tipos de alimentos, mientras que que los no esenciales, son sintetizados de forma natural en nuestro cuerpo. Tras poner en contexto un poco el tema, vamos con los diferentes tipos de proteínas que existen.

1. Proteínas simples

Las cuales a su vez, podemos dividir en:

1.1 Proteínas fibrosas

Las proteínas fibrosas, o escleroproteínas, constituyen una de las dos clases principales de proteínas, junto con las proteínas globulares. Son escleroproteínas la queratina, el colágeno,la elastina, y la fibrina. El papel de este tipo proteínas incluye: La protección y formación del tejido conectivo, tendones, matriz orgánica de huesos, y fibra muscular.

1.2 Proteínas globulares

Las proteínas globulares, o esferoproteínas se pliegan en forma esférica y forman una estructura más compleja, diferenciándose fundamentalmente de las proteínas fibrosas por ser más o menos solubles en disoluciones acuosas (donde forman suspensiones coloidales), siendo las fibrosas prácticamente insolubles.

A diferencia de las proteínas fibrosas que solo desempeñan funciones estructurales, las proteínas globulares también pueden actuar como:

• Enzimas, catalizando reacciones orgánicas que tienen lugar en el organismo en condiciones normales y con gran especificidad. Por ejemplo, las esterasa desempeñan este papel.
• Mensajeros, transmitiendo mensajes para regular los procesos biológicos. Un ejemplo sería la hormona insulina.
• Transportadores de otras moléculas a través de la membrana celular
• Almacenaje de aminoácidos. los aminoacidos son hidrofilos lo cual permite que sean solubles en agua.
• Las funciones reguladoras también son llevadas a cabo por las proteínas globulares en mayor medida que las fibrosas.

1.3 Albúminas

La albúmina es una proteína que se encuentra en gran proporción en el plasma sanguíneo, siendo la principal proteína de la sangre, y una de las más abundantes en el ser humano. Es sintetizada en el hígado.

Sus funciones principales, son:

• Mantenimiento de la presión oncótica.
• Transporte de hormonas tiroideas.
• Transporte de hormonas liposolubles.
• Transporte de ácidos grasos libres. (Esto es, no esterificados)
• Transporte de bilirrubina no conjugada.
• Transporte de muchos fármacos y drogas.
• Unión competitiva con iones de calcio.
• Control del pH.
• Funciona como un transportador de la sangre y lo contiene el plasma.
• Regulador de líquidos extracelulares, efecto Donnan.

1.4 Globulinas

Las globulinas son un grupo de proteínas insolubles en agua, solubles en disoluciones salinas, que se encuentran en todos los animales y vegetales. Hay tres tipos de globulinas: alfa 1, alfa 2, y alfa 3.

• Se encarga de fijar la hormona tiroidea
• Desecha las cantidades sobrantes de proteína por canales diferentes de la orina, a través del plasma sanguíneo
• Transporta y fija el 90 por ciento del cobre sérico.
• Fija y transporta el grupo hemo de la hemoglobina hacia el hígado.
• Transporta hierro del intestino a depósitos de ferritina en diferentes tejidos, y de allí a donde el cuerpo más los necesite

1.5 Prolaminas

Las prolaminas son un grupo de proteínas vegetales con gran contenido en prolina. Se encuentra en los cereales, recibiendo diversos nombres en función del mismo: orzeínaen el arroz, gliadinas en el caso del trigo, hordeínas en la cebada, las secalinas en el centeno y las aveninas a la avena. En general solo son solubles en soluciones alcohólicas

1.6 Histonas

Las histonas son proteínas básicas, de baja masa molecular. Forman la cromatina junto con el ADN, sobre la base de unas unidades conocidas como nucleosomas. La cromatina resuelve el problema de restricción de crecimiento de ADN y núcleo, la cromatina está formada por ADN y proteínas, la principal proteína formadora son las histonas.