CELLFAKTOR cooperativa – del papel a la proteína

La vida a la que nos somete una sociedad en progreso nos hace ver las cosas desde un punto de vista en el que si algo no tiene una función, no sirve. Sin embargo, la cuestión es que enfocamos el problema de tal forma que la solución puede estar oculta tras su sombra. Por eso, no es que el mimo no se comunique, sino que se lo hace de una forma totalmente diferente. Es algo así lo que ha sucedido con mucha información genética a lo largo de la historia desde que se comenzó a analizar el genoma humano y una ingente cantidad de esta información fue clasificada como basura.

Muy lejos de ser basura, parte de este material tiene funciones reguladoras que ahora estamos comenzando a entender, siendo esencial para el buen funcionamiento de los genes codificantes, es decir, de aquellos que van a dar una “herramienta” (proteína).

¿Cómo funciona la información genética y por qué es tan importante el ARN? Bienvenidos a CellFaktor Coop.

La transcripción

Haciendo el símil con una fábrica, nuestra información genética, así como la del resto de seres vivos (siempre con algunas modificaciones), se almacena en una molécula de ADN, haciendo la función de libro maestro de instrucciones. Este libro de instrucciones es de un tamaño tan grande que no es viable que lo transporten y usen todos los obreros cada vez que quieren “fabricar” alguna parte de nuestro organismo, por lo que las células tienen sistemas para hacer pequeñas copias del capítulo que nos interesa; sin embargo, tenemos un gran problema… El libro de instrucciones está en un idioma diferente al que nosotros usamos para construir nuestras piezas… el ARN. Para solucionar este dilema, la evolución ha dotado a las células de un sistema de transcripción para pasar el lenguaje ADN (codificado en un sistema de 4 unidades; dA, dT, dC y dG) a lenguaje ARN (codificado en un sistema de 4 letras; A, U, C y G). Este sistema lo forman nuestros obreros transcriptores (las ARN-polimerasas) que primero necesitan algo para localizar el capítulo que necesitan (unas pequeñas moléculas llamadas factores de transcripción les servirán de guía). Una vez localizado, son capaces de transcribir desde un lenguaje a otro, pero ellos sólo imprimen en hojas de ARN que son más frágiles y manejables que el ADN.

Una vez tenemos nuestra información en idioma ARN, podemos tener 2 situaciones, que el ARN sea:

  • Una orden para la encargada (ARN no codificante).
  • Unas instrucciones para que los obreros puedan construir una proteína (ARN mensajero; ARNm).

 

La traducción

En el caso de un ARNm, vamos a tener un código que nos va a dar una pieza (proteína). Para esto necesitamos un mecanismo que sea capaz de leer este código, descodificarlo y fabricar la pieza en cuestión. Esta función es la que se conoce como traducción.

Hay que tener en cuenta que no son los mismos personajes los que se encargan de transcribir y los que se encargan de traducir; entonces, la obrera traductora (los ribosomas) necesita alguien que le mande los ARNm que necesita. Estos son los factores de iniciación de la traducción, una especie de secretarios que reconocen los ARNm específicos y llamar a estas traductoras para que lo tomen. Una vez lo toman, van a usar un sistema informático conectado a una impresora 3D (ARN transferente; ARNt), en el que introducen el código ARN en grupos de 3. Este ARNt va ligado a un conjunto de plásticos de 20 colores diferentes (aminoácidos) y según la combinación de estas 3 letras va tomando uno u otro para continuar la figura 3D (proteína).

Imagen-El-lenguaje-del-mimo-001.jpg

Paso del material genético a proteína. En la imagen podemos ver como se pasa de un idioma ADN (A, T, C y G; realmente son dA, dT, dC y dG, pero se abrevia así) a uno ARN (A, U, C y G) y, posteriormente a los aminoácidos (Se simbolizan con 20 letras diferentes a las anteriores) que se pliegan y dan las estructuras tridimensionales funcionales que denominamos proteínas. En la imagen de la esquina derecha inferior vemos una proteína real de un transportador nuclear. Fuente: propia.

 

El ARN basura

Hasta aquí habéis conocido la parte “útil” del ARN; sin embargo, los que hemos nombrado hasta ahora (ARNm, ARNt y los ribosomas que se componen de ARN ribosómico y algunas proteínas), no son más que una pequeña fracción de todos los ARN que existen. Pues el resto son la basura de nuestro ADN.

Los ARN se pueden distinguir según su tamaño en pequeños ARN o ARN largos, según su localización en nucleares o citoplasmáticos o, desde mi punto de vista la más clara, según su función. De este modo vemos que hay ARN vinculados a la síntesis de proteínas que son los 3 que ya conocemos, los ARN reguladores y los ARN catalíticos.

Sin querer liar el lío más de lo necesario, lo importante es ver que muchos de estos ARN reguladores son pequeñas moléculas de menos de 300 nucleótidos, algunos de 20 o 21 como los microARNs que van a unirse de forma específica al ADN o al ARN, bien para evitar que se les unan los sistemas de transcripción o traducción, inhibiendo sus funciones, o bien favoreciendo una estructura determinada para que su expresión sea mayor. Es así que con la unión específica regulan la expresión génica. Es algo similar a si la encargada de la que hablábamos antes llama a uno de los obreros, puede ser para echarle, para cambiarle de puesto o para meterle presión y que trabaje más.

Por otra parte, los ARN catalíticos son aquellos que pueden cumplir una función determinada sin tener que producir proteínas. Por ejemplo, es capaz de cortar secuencias concretas en el genoma (ribozimas) o son capaces de editar la información de otros ARN antes de que estos cumplen su función, como unos retoques antes de salir a la función (ARN pequeños nucleolares; snoRNA).

Además de estas, son muchas las funciones que pueden cumplir los ARN, ya que son capaces también de unirse a antibióticos, lo que favorece su expulsión por parte de las células.

Sin más, espero que os haya gustado este viaje a través de la fábrica CellFaktor Coop. En la que no sólo se fabrican proteínas, sino sueños (todas las neuronas involucradas en el proceso de señalización y transducción de señales del hipotálamo y el tallo, por ejemplo).

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