El código del ADN es realmente el 'lenguaje de la vida.' Contiene las instrucciones para crear un ser vivo. El código del ADN está compuesto por un alfabeto simple que consiste en solo cuatro 'letras' y 64 'palabras' de tres letras llamadas codones. Puede ser difícil de creer que la mayor parte de la maravillosa diversidad de la vida se basa en un 'lenguaje' más simple que el inglés, pero es cierto.
Este código no está literalmente compuesto por letras y palabras. En cambio, las cuatro letras representan cuatro moléculas individuales llamadas nucleótidos: timina (T), adenina (A), citosina (C) y guanina (G). El orden o secuencia de estas bases crea un código genético único.
Estas 'palabras' de códones en el código genético tienen cada una tres nucleótidos de longitud—y hay 64 de ellas. Si haces las cuentas, esta es la cantidad de combinaciones de palabras de tres letras que puedes obtener con solo cuatro letras. ATG y CCC son un par de ejemplos de códones.
Así como hay más en los idiomas humanos como el inglés que solo letras y palabras, como la puntuación, comas, etc., lo mismo es cierto para el código genético. Por ejemplo, en lugar de capitalizar el inicio de una oración, el código genético casi siempre señala el comienzo de nuevas instrucciones con ATG, uno de esos códones de tres letras.
Y en lugar de puntos, los genes terminan con uno de tres códones diferentes: TAG, TAA o TGA. Hay otras partes del ADN que no son codones que pueden actuar como una especie de puntuación o señales que, por ejemplo, indican cuándo, dónde y con qué intensidad se debe leer un gen.
¿Cómo Codifica el ADN la Información?
Una de las formas clave en que el ADN codifica información dentro de las células es a través de los genes. Los humanos tienen alrededor de 20,000 genes. Cada gen tiene las instrucciones para fabricar una proteína específica, y cada proteína realiza un trabajo específico en la célula.
Por ejemplo, el gen de la lactasa tiene las instrucciones para fabricar la proteína lactasa. La proteína lactasa descompone el azúcar lactosa que se encuentra en la leche. Las personas con el gen de la lactasa apagado son intolerantes a la lactosa.
Las instrucciones para fabricar estas proteínas están codificadas en los codones de tres nucleótidos discutidos anteriormente. Pero al igual que un conjunto de instrucciones que debe ser leído para construir algo, las instrucciones codificadas en el ADN también deben ser leídas.
Por ejemplo, el ADN con el código para fabricar la proteína lactasa no podrá descomponer el azúcar lactosa. En cambio, para digerir la lactosa, una célula debe primero leer el gen y luego fabricar la proteína lactasa.
El primer paso para leer un gen es transferir la información del ADN al ARN mensajero (ARNm) utilizando una proteína llamada ARN polimerasa (en humanos, la polimerasa que lee genes como la lactasa es la ARN polimerasa II). Este proceso se llama transcripción.
El ARNm luego se dirige a una máquina de fabricación de proteínas en la célula llamada ribosoma. Es allí donde el ARNm se traduce en la proteína específica para la cual tiene las instrucciones. El ARNm de lactasa se traduce en la proteína lactasa en el ribosoma.
¿Para qué codifican los codones?
Un codón es una secuencia de tres nucleótidos en una cadena de ADN o ARN. Cada codón es como una palabra de tres letras, y todos estos codones juntos constituyen las instrucciones del ADN (o ARN). Debido a que solo hay cuatro nucleótidos en el ADN y el ARN, solo hay 64 codones posibles.
De los 64 codones, 61 codifican para aminoácidos, que son los bloques de construcción de las proteínas. Las proteínas se forman al unir una serie de aminoácidos. Cada proteína es diferente debido al orden y número de aminoácidos que tiene. Así que el código del ADN es realmente solo las instrucciones para unir el número y tipo correcto de aminoácidos en el orden correcto.
Los tres codones que no codifican para aminoácidos se llaman codones de parada. Piénsalos como puntos al final de una oración. Sirven como la señal de alto que le indica al ribosoma que ha llegado al final de las instrucciones de la proteína y que debe dejar de añadir aminoácidos. En el ARN, la base nucleotídica timina (T) es reemplazada por la base nucleotídica uracilo (U). Los tres codones de parada en el ARNm son UAG, UAA y UGA.
Mientras que 61 codones codifican para aminoácidos, los humanos solo tienen 20 aminoácidos, por lo que hay más codones de los necesarios. Esto se conoce como redundancia. Un aminoácido puede tener más de un codón que lo codifique. Por ejemplo, tanto UUU como UUC codifican para el aminoácido fenilalanina (Phe).
La redundancia ayuda a disminuir el impacto de los cambios en el ADN. Para que una proteína funcione de manera óptima, necesita tener el aminoácido correcto en el lugar correcto. Cualquier cambio en un gen que transforme un aminoácido en otro puede hacer que una proteína deje de funcionar.
Si bien esto puede no ser un gran problema para el gen de la lactasa (solo tienes que tomar Lactaid cuando bebes leche), para otros genes los efectos pueden ser más severos. La anemia de células falciformes es un caso donde un solo cambio de aminoácido en el gen de la beta globina conduce a la enfermedad.
La redundancia hace que las mutaciones sean menos propensas a provocar cambios en los aminoácidos y, por lo tanto, posibles enfermedades, porque algunos cambios en el ADN, llamados mutaciones silenciosas, resultarán en el mismo aminoácido. Si un C reemplaza el último U en UCU para formar UCC, por ejemplo, el codón seguirá produciendo el mismo aminoácido: serina (Ser). Tener más de un codón por aminoácido puede prevenir la creación de una proteína no funcional.
¿Cuántos codones posibles hay?
La mayoría de los organismos, como los humanos, tienen códigos genéticos similares con 64 codones que funcionan de la misma manera. De hecho, incluso se le conoce como 'Código Genético Universal.' Un ejemplo sería el código ACG para el aminoácido treonina (Thr) en humanos, gatos y plantas.
Sin embargo, investigaciones recientes muestran que algunas bacterias tienen codones que codifican de manera diferente. Por ejemplo, el codón de parada UGA puede codificar para el aminoácido glicina (Gly) en algunas bacterias. Asimismo, el codón de parada UGA puede codificar para triptófano en las mitocondrias de algunos organismos.
¿Para qué proporciona el código el ADN?
Solo alrededor del dos por ciento del ADN dentro de tus células realmente codifica para proteínas. El resto a veces se llama incluso ADN basura, pero los científicos pueden haber sido un poco apresurados al llamarlo así. Este ADN no codificante tiene muchas funciones diferentes en la célula, como regular genes. El ADN no codificante puede ayudar a activar y desactivar genes, proporcionar un lugar para que las proteínas se unan, para que puedan realizar su trabajo, y así sucesivamente. El estudio del ADN no codificante es un área activa de investigación en este momento.
