Síntesis de proteínas
La fabricación de los distintos tipos de proteínas es uno de los acontecimientos más importantes para una célula porque las proteínas no sólo forman componentes estructurales de la misma, sino que también componen las enzimas que catalizan la producción del resto de biomoléculas orgánicas necesarias para la vida. En general, el genotipo codificado en el ADN se expresa como fenotipo mediante la proteína y otros productos catalizados por enzimas.
El ADN alojado en el núcleo es demasiado grande para moverse a través de la membrana nuclear, por lo que debe ser copiado por el ARN monocatenario más pequeño (transcripción), que se desplaza fuera del núcleo hacia los ribosomas situados en el citoplasma y el retículo endoplásmico rugoso para dirigir el ensamblaje de la proteína (traducción). Los genes no fabrican realmente la proteína, sino que proporcionan el plano en forma de ARN, que dirige la síntesis de la proteína.
Transcripción
La transcripción se produce en el núcleo celular y representa la transferencia del código genético del ADN a un ARN complementario. La enzima ARN polimerasa
- Se une a la molécula de ADN y la descompone para convertirla en dos hebras separadas.
- Se une a los segmentos promotores del ADN que indican el comienzo de la hebra única de ADN que se va a copiar.
- Se desplaza a lo largo del ADN y empareja los nucleótidos del ADN con un nucleótido de ARN complementario para crear una nueva molécula de ARN que sigue el patrón del ADN.
La copia del ADN continúa hasta que la ARN polimerasa alcanza una señal de terminación, que es un conjunto específico de nucleótidos que marcan el final del gen que se va a copiar y también señala la desconexión del ADN con el ARN recién acuñado.
Los tres tipos de ARN son
- El ARNm (ARN mensajero) se transcribe a partir del ADN y transporta la información genética del ADN para traducirla a aminoácidos.
- El ARNt (ARN de transferencia) «interpreta los codones de tres letras de los ácidos nucleicos a la palabra de un aminoácido de una letra.
- El ARNr (ARN ribosómico) es el tipo de ARN más abundante y, junto con las proteínas asociadas, compone los ribosomas.
Cuando la ARN polimerasa termina de copiar un segmento concreto de ADN, éste se reconfigura en la estructura original de doble hélice. El ARNm recién creado sale del núcleo y pasa al citoplasma.
Traducción
La traducción es la conversión de la información contenida en una secuencia de nucleótidos de ARNm en una secuencia de aminoácidos que se unen para crear una proteína. El ARNm se traslada a los ribosomas y es «leído» por el ARNt, que analiza secciones de tres secuencias de nucleótidos contiguas, denominadas codones, en el ARNm y aporta el aminoácido correspondiente para su ensamblaje en la cadena polipeptídica en crecimiento. Los tres nucleótidos de un codón son específicos para un aminoácido concreto. Por lo tanto, cada codón señala la inclusión de un aminoácido específico, que se combina en la secuencia correcta para crear la proteína específica que el ADN codificó.
El ensamblaje del polipéptido comienza cuando un ribosoma se une a un codón de inicio situado en el ARNm. A continuación, el ARNt transporta el aminoácido a los ribosomas, que están formados por ARNr y proteínas y tienen tres sitios de unión para favorecer la síntesis. El primer sitio orienta el ARNm para que los codones sean accesibles a los ARNt, que ocupan los dos sitios restantes al depositar sus aminoácidos y luego se liberan del ARNm para buscar más aminoácidos. La traducción continúa hasta que el ribosoma reconoce un codón que señala el final de la secuencia de aminoácidos. El polipéptido, una vez completado, se encuentra en su estructura primaria. Entonces se libera del ribosoma para iniciar las contorsiones para configurarse en la forma final para comenzar su función.
Después de fabricar las proteínas, se empaquetan y se transportan a su destino final en una interesante vía que puede describirse en tres pasos en los que intervienen tres orgánulos:
- Las vesículas transportan las proteínas desde los ribosomas hasta el aparato de Golgi, también conocido como complejo de Golgi, donde se empaquetan en nuevas vesículas.
- Las vesículas migran a la membrana y liberan su proteína al exterior de la célula.
- Los lisosomas digieren y reciclan los materiales de desecho para su reutilización por la célula.
Las enzimas del aparato de Golgi modifican las proteínas y las encierran en una nueva vesícula que brota de la superficie del aparato de Golgi. El aparato de Golgi se considera a menudo como el centro de empaquetamiento y distribución de la célula.
Las vesículas son pequeñas envolturas encerradas en una membrana que suelen fabricarse en el retículo endoplásmico o en el aparato de Golgi y se utilizan para transportar sustancias a través de la célula.
Los lisosomas son un tipo especial de vesícula que contiene las enzimas digestivas para la célula y son útiles para descomponer los productos de desecho sobrantes de las proteínas, los lípidos, los carbohidratos y los ácidos nucleicos en sus partes componentes para su reensamblaje y reutilización por la célula.
