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Tener genes en común explica el parecido de una madre y sus hijas. Los genes deben expresarse para ejercer un efecto, y las proteínas regulan dicha expresión. Una de estas proteínas reguladoras, una proteína de dedo de zinc (el ion de zinc es azul, la proteína es roja), (más…)
El ADN y el ARN son polímeros lineales largos, llamados ácidos nucleicos, que transportan información en una forma que puede transmitirse de una generación a otra. Estas macromoléculas están formadas por un gran número de nucleótidos enlazados, cada uno de ellos compuesto por un azúcar, un afosfato y una base. Los azúcares unidos por fosfatos forman una columna vertebral común, mientras que las bases varían entre cuatro tipos. La información genética se almacena en estas secuencias de bases a lo largo de una cadena de ácido nucleico. Las bases tienen una propiedad especial adicional: forman pares específicos entre sí que se estabilizan mediante enlaces de hidrógeno. El emparejamiento de bases da lugar a la formación de una doble hélice, una estructura helicoidal formada por dos hebras. Estos pares de bases proporcionan un mecanismo para copiar la información genética de una cadena de ácidos nucleicos existente para formar una nueva cadena. Aunque el ARN probablemente funcionó como material genético en los primeros tiempos de la historia evolutiva, los genes de todas las células modernas y muchos virus están hechos de ADN. El ADN se replica mediante la acción de las enzimas de la ADN polimerasa. Estas enzimas, exquisitamente específicas, copian secuencias a partir de plantillas de ácido nucleico con una tasa de error inferior a 1 entre 100 millones de nucleótidos.
Los genes especifican los tipos de proteínas que fabrican las células, pero el ADN no es la plantilla directa para la síntesis de proteínas. Más bien, las plantillas para la síntesis de proteínas son moléculas de ARN (ácido ribonucleico). En particular, una clase de moléculas de ARN llamadas ARN mensajero (ARNm) son los intermediarios portadores de información en la síntesis de proteínas. Otras moléculas de ARN, como el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr), forman parte de la maquinaria de síntesis de proteínas. Todas las formas de ARN celular son sintetizadas por ARNpolimerasas que reciben instrucciones de plantillas de ADN. A este proceso de transcripción le sigue la traducción, la síntesis de proteínas según las instrucciones dadas por las plantillas de ARNm. Así, el flujo de información genética, o expresión de los genes, en las células normales es:
Este flujo de información depende del código genético, que define la relación entre la secuencia de bases del ADN (o su transcripción de ARNm) y la secuencia de aminoácidos de una proteína. El código es prácticamente el mismo en todos los organismos: una secuencia de tres bases, llamada codón, especifica un aminoácido. Los codones del ARNm son leídos secuencialmente por las moléculas de ARNt, que sirven de adaptadores en la síntesis de proteínas. La síntesis de proteínas tiene lugar en los ribosomas, que son complejos conjuntos de ARNr y más de 50 tipos de proteínas.
El último tema a considerar es el carácter interrumpido de la mayoría de los genes eucariotas, que son mosaicos de secuencias de ácidos nucleicos llamados intrones y exones. Ambos se transcriben, pero los intrones se cortan de las moléculas de ARN recién sintetizadas, dejando moléculas de ARN maduras con exones continuos. La existencia de intrones y exones tiene implicaciones cruciales para la evolución de las proteínas.