El ADN guarda las instrucciones de un ser vivo, el ARN es la copia de una instrucción y las proteínas son lo que se fabrica con esa copia. Se parece a un recetario que nunca sale de su estantería, del que se copia una receta en una hoja para cocinar el plato.
El ADN es la molécula con las instrucciones de la célula, el ARN es la copia de una de ellas y la proteína, lo que se fabrica al seguirla.
Esquema · proceso
El ADN es la molécula que guarda la información de todos los seres vivos, desde las bacterias hasta los mamíferos. Hay ADN en las células de una persona y en las de la lechuga de la ensalada. En las células que tienen un compartimento interior llamado núcleo, el ADN está ahí dentro.
La comparación más útil es un recetario de cocina guardado en una estantería de la que nunca sale. El ADN es ese recetario completo. Cada receta es un gen, un tramo de ADN con la información para fabricar una cosa concreta, que muchas veces es una proteína.
El ADN se escribe con solo cuatro piezas químicas distintas, las bases, que se abrevian como A, T, G y C. Colocadas una detrás de otra forman una cadena, y el orden en que aparecen es la información.
El ADN lleva dos de esas cadenas enrolladas una sobre la otra, con las bases hacia dentro. La A de una cadena solo encaja con la T de la otra, y la G solo con la C. Conociendo una cadena se puede reconstruir la otra.
El ADN no sale del núcleo. Cuando la célula necesita una proteína, copia solo el gen que hace falta en otra molécula, de una sola cadena, llamada ARN mensajero. Es la hoja en la que se apunta una receta para llevarla a la cocina mientras el recetario sigue en su estante.
La copia se hace base a base, con el mismo encaje por parejas. Donde el ADN pondría una T, el ARN lleva otra base, la U.
A esto se refiere la expresión «encender un gen». Un gen encendido es un gen del que la célula está sacando copias en ARN para fabricar su proteína. Uno apagado sigue en el ADN, pero no se copia.
El ARN mensajero sale del núcleo al resto de la célula y allí se encuentra con los ribosomas. Un ribosoma es la máquina que monta las proteínas, el cocinero que lee la hoja. Sujeta el ARN y lo recorre.
Una proteína es una cadena de piezas más pequeñas, los aminoácidos, enganchadas una tras otra. Son los ingredientes del plato. Existen 20 aminoácidos distintos, y una proteína puede tener desde unos 50 hasta más de 1.000.
El ribosoma lee el ARN de tres en tres bases. Cada grupo de tres indica qué aminoácido toca, y con cada paso la cadena crece en uno. Otras moléculas de ARN, cada una con un aminoácido concreto pegado, lo acercan al grupo que le corresponde. Tres de las combinaciones posibles no indican ningún aminoácido y sirven de señal de final.
Varios ribosomas pueden leer a la vez la misma molécula de ARN, como varios cocineros que siguen la misma hoja. El recorrido completo va del ADN al ARN y del ARN a la proteína.
Las proteínas hacen una gran variedad de tareas dentro de la célula. Después del agua, son el componente que más masa aporta a un ser vivo, también al cuerpo de quien lee esto.
Esquema · bifurcación
Ejemplo: una frase escrita sin espacios. La fila SOLVESMARHOY solo se entiende si se corta de tres en tres desde la primera letra, y entonces dice SOL, VES, MAR, HOY. Si se empieza una letra más tarde sale OLV, ESM, ARH, y ya no hay palabras. Al ribosoma le pasa lo mismo, y por eso el ARN lleva una señal de inicio que fija desde qué base se cuenta.
El experimento de Crick y Brenner. Que los grupos son de tres bases se comprobó estropeando a propósito genes de virus. Crick y Brenner les añadieron una, dos o tres bases de más. Con una o con dos, la proteína dejaba de funcionar, porque toda la lectura posterior quedaba descolocada. Con tres volvía a funcionar, porque sobraba un grupo entero y el resto se leía otra vez en su sitio.
El código descifrado fuera de la célula. La tabla que dice qué aminoácido corresponde a cada grupo de tres bases se obtuvo en el laboratorio. Se fabricaron moléculas de ARN artificiales, se leyeron fuera de la célula y se comprobó qué aminoácidos llevaba la proteína resultante. Esa tabla vale para casi todas las especies, lo que se considera una prueba fuerte de que toda la vida de la Tierra comparte un origen.
«El ADN y el ARN son lo mismo». Se parecen, pero hay tres diferencias. El ADN tiene dos cadenas y el ARN casi siempre una. El ADN lleva la base T y el ARN lleva U en su lugar. El ADN se queda en el núcleo y el ARN mensajero sale, igual que el recetario se queda y la hoja copiada viaja.
«Todos los genes sirven para fabricar una proteína». Muchos sí, pero no todos. Hay genes cuyo producto final es un ARN, que hace su trabajo sin pasar a proteína. El ARN tiene más oficios que el de mensajero, porque forma parte de los ribosomas y acerca los aminoácidos.
«Cualquier cambio en una base estropea la proteína». Con cuatro bases se forman 64 grupos de tres distintos, y solo hay 20 aminoácidos. Varios grupos indican el mismo aminoácido, y suelen diferenciarse en una sola base. Cambiar una base, por eso, a menudo no cambia nada o cambia poco.
Comparación
| Aspecto | ADN | ARN |
|---|---|---|
| Cadenas | Dos, enrolladas entre sí | Casi siempre una sola |
| Base propia | Lleva T | Lleva U en su lugar |
| Ubicación | Se queda en el núcleo | El mensajero sale al resto de la célula |
| Papel | Recetario completo guardado | Copia de una receta para usarla |
Gráfico
¿Por qué la célula fabrica una copia en ARN en lugar de llevar el ADN hasta los ribosomas?
El ADN no sale del núcleo y así se mantiene intacto. La copia sí puede salir, y además la pueden leer varios ribosomas a la vez.
¿Qué le pasaría a una proteína si a su gen se le añadiera una sola base hacia la mitad?
Desde ese punto, todos los grupos de tres bases quedarían descolocados e indicarían otros aminoácidos. La proteína dejaría de funcionar, como en el experimento de Crick y Brenner.
Una célula tiene un gen apagado. ¿Sigue teniendo ese gen? ¿Está fabricando su proteína?
El gen sigue escrito en el ADN, pero la célula no lo está copiando en ARN. Sin esa copia, los ribosomas no tienen nada que leer y la proteína no se fabrica.
Dos proteínas están hechas con los mismos 20 tipos de aminoácidos y hacen tareas muy distintas. ¿Cómo se explica?
Lo que cambia es cuántos aminoácidos tiene cada una y en qué orden están colocados. Ese orden decide la forma de la proteína y lo que hace.
Universitario
James D. Watson, Nancy H. Hopkins y otros
Editorial Medica Panamericana, 2006
Manual organizado en cinco partes que recorre la historia de la biología molecular, la estructura y reparación del DNA, la expresión génica y su regulación, y cierra con los métodos experimentales, la genómica y la bioinformática usados en la disciplina.
Universitario · En inglés
Peixuan Guo, Zhengyi Zhao
Taylor & Francis Group, 2019
Manual universitario sobre los motores moleculares de la célula: proteínas y nanomotores que generan rotación, con aplicaciones en biotecnología y nanomedicina.
Universitario · En inglés
Ralf Blossey
Taylor & Francis Group, 2021
Manual universitario sobre la cromatina, su relación con el ADN y la genética, con enfoque en los aspectos físicos y fisiológicos de su organización.
Universitario · En inglés
Jerry L. Workman
Oxford University Press, USA, 2001
Edición actualizada que recoge los avances en el estudio de la cromatina y su relación con la expresión génica, incluida la estructura del nucleosoma, las enzimas de acetilación de histonas y los complejos de remodelación dependientes de ATP. Incorpora nuevos conceptos sobre la organización nuclear y los mecanismos…
Institución · Universitario · En inglés
mrclmb.ac.uk
Instituto de investigación en biología molecular que publica noticias sobre sus estudios en genética, estructura de proteínas, neurociencia y otros procesos biológicos fundamentales.
Base de datos · Universitario · En inglés
rcsb.org
Base de datos de estructuras tridimensionales de proteínas, ácidos nucleicos y ensamblajes macromoleculares, con herramientas de búsqueda, visualización y análisis estructural.
