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Qué es el dogma central de la biología molecular

¿Qué es el dogma central de la biología molecular?

El dogma central de la biología molecular describe el flujo de la información genética, es decir cómo la información almacenada en el ADN proporciona las instrucciones para sintetizar una proteína.

Pero, ¿entiendes qué significa exactamente esto del “flujo de información genética”? ¿Sabes que se han detectado numerosas excepciones y contradicciones en el dogma?

Te lo cuento todo a continuación.

¿Qué dice el dogma central de la biología molecular?

Como explicamos en una entrada anterior, ADN – Descubre los secretos de la molécula de la vida, la molécula de ADN contiene la información genética en los organismo y está formada por una secuencia de nucleótidos.

El orden de estos nucleótidos determina un código que constituye las instrucciones para el desarrollo y funcionamiento de los organismos.

Conceptos clave del dogma central de la biología molecular

  • La información genética almacenada en el ADN se usa de molde para construir una molécula de ARN (transcripción). Seguidamente, la secuencia del ARN se usará para la síntesis de proteínas (traducción), las cuales son las moléculas que ejercerán las funciones en el organismo para desarrollar sus características.
  • Además, también nos indica que el ADN tiene la capacidad de hacer una copia de sí mismo (replicación).
  • Por lo tanto, el flujo de la información sería unidireccional, va desde el ADN hacia el ARN y por último hasta las proteínas. Es decir, nunca podría ir hacia la dirección inversa.
  • De modo que, el ADN no ejerce una función directamente sobre el carácter, solamente se encarga de almacenar la información genética. Las funciones asociadas a estas tareas las harían las proteínas.

Expresión genética

Los genes son fragmentos de la molécula del ADN con una secuencia de nucleótidos específica.

Son estos genes los que proporcionan las instrucciones para la síntesis de una proteína, que son las encargadas de realizar las funciones en la célula.

El proceso mediante el cual los genes dan lugar a la síntesis de una proteína se denomina expresión genética.

Procesos incluidos

Los procesos que engloban el dogma central de la biología molecular están representados en la figura 1 y serían lo los siguientes:

  • Replicación: mecanismo por el cual se obtiene una copia idéntica del ADN para que la información genética pueda ser transmitida a la siguiente generación de células (división celular).
  • Transcripción: síntesis de una molécula de ARN complementaria a una de las cadenas del ADN que funciona como molde.
    • El ARN es una molécula que también está formada por una secuencia con una combinación de 4 nucleótidos. Sin embargo, estos nucleótidos son diferentes a los del ADN.
  • Traducción: síntesis de una molécula de polipéptidos a partir de una secuencia de ARN.
    • El polipéptido es una molécula formada por unas subunidades denominadas aminoácidos que por si sola puede dar lugar a una proteína, pero en ocasiones una proteína puede estar formada por más de un polipéptido.

Por lo tanto, podemos deducir que las alteraciones en la secuencia de los genes tendrán un efecto en el organismo, debido a que alterarán la síntesis de la proteína (o producto funcional).

Estas alteraciones pueden dar lugar a la producción de una proteína no funcional o directamente que no se sintetice la proteína. Como consecuencia, habrá un efecto directo en los carácteres de los organismos.

Figura 1: Dogma central de la biología molecular. Dogma original

Dogma central de la biología molecular y sus excepciones

El dogma original fue propuesto por Francis Crick por primera vez en 1958. Más tarde, en 1970, debido al descubrimiento de la transcriptasa inversa, Crick clarificó y reafirmó en un artículo publicado en la revista Nature el dogma central de la biología molecular.

Desde su descubrimiento se han detectado numerosas excepciones y contradicciones en el dogma.

A continuación, nombro algunas de las más llamativas:

No todas las regiones de ADN contienen genes y no todos los genes codifican proteínas

Los genes que tienen la información para sintetizar un polipéptido se les denomina genes codificantes. En el genoma humano, se estima que solo el 1,1-1,15% del genoma codifica para polipéptidos o proteínas.

Otra pequeña parte del genoma tienen genes que sintetizan un ARN no codificante, es decir, que no se traduce a proteínas, pero que el mismo ARN ya es capaz de ejercer una función en el organismo.

Los ejemplos más conocidos son el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr), los cuales intervienen en la traducción. No obstante, en los últimos años se han descubierto otros tipos con funciones diversas en el organismo.

Por último, alrededor del 98% del genoma son secuencias que no son transcritas ni traducidas y no así menos importantes, ya que intervienen en la estructura de la cromatina (ADN asociada a proteínas que forman parte del cromosoma).

Nueva consideración:

Así que, las secuencias genéticas en las que se centro Crick para teorizar su dogma (genes codificantes) representarían solo una mínima parte del genoma, dejando de lado el resto de secuencias que también son importantes en el desarrollo y funcionamiento de un organismo.

Transcriptasa inversa

Existen algunos virus, como los retrovirus, que como material genético contienen una molécula de ARN en vez de ADN.

Estos virus contienen una enzima denominada transcriptasa inversa o retrotranscriptasa. Con ella, son capaces de pasar la información genética que tienen almacenada en forma de ARN a ADN.

Una vez realizada esta acción, este ADN se integrará en el genoma de la célula infectada. Allí quedará almacenada de manera latente pudiendo reactivarse en cualquier momento. Es decir, producir nuevas partículas víricas a partir de este material genético e infectar nuevas células.

El ejemplo más conocido de estos virus es el VIH, causante de la enfermedad del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA).

Nueva consideración:

Por lo tanto, es posible el flujo de información desde ARN a ADN.

Virus con ARN pero sin transcriptasa inversa

Existen otros tipos de virus que también tiene como material genético ARN. Sin embargo, en este caso no necesitan pasarlo a ADN, aunque si serían capaces de realizar una copia de su propio ARN (replicar).

Nueva consideración:

De modo que, además del ADN como anunciaba Crick, en algunos casos el ARN también puede replicarse.

Priones

Por su parte, los priones son partículas proteicas carentes de ácidos nucleicos y no se les consideran virus o microorganismos.

Se propagan en su naturaleza proteica afectando a las proteínas de su misma secuencia e induciéndolas a que adopten su conformación tridimensional defectuosa, provocando de este modo efectos en el organismo que las porta.

Nueva consideración:

En consecuencia, los priones podrían considerarse una excepción al flujo de la información, aunque lo que se transmite en este caso a otra proteína es su conformación tridimensional y no su secuencia de aminoácidos.

Dogma central de la biología molecular actualizado

Debido a las excepciones y contradicciones que se han ido descubriendo a lo largo de los 60 años desde el establecimiento del dogma central de la biología molecular, un dogma actualizado podría quedar de la siguiente manera (Fig. 2):

Dogma central de la biología molecular. Dogma actualizado
Figura 2. Dogma central de la biología molecular actualizado

Conclusiones

Según la definición de la RAE la palabra dogma significa: proposición tenida por cierta y como principio innegable.

Sin embargo, como hemos visto existen algunas excepciones y contradicciones al dogma central de la biología molecular. Así que, como proponen algunos autores, se podría replantear de nuevo la manera en que la información genética es procesada en los sistemas vivos incorporando los avances que se tienen en la actualidad.

Sea como sea, en términos generales la información genética define las instrucciones para el desarrollo de los caracteres en los organismos a través de la expresión genética de productos funcionales que se encargan de las tareas celulares. Sin embargo, no todo está escrito en los genes, ya que, por ejemplo, el ambiente puede influir en la expresión, pero esto ya es tema para otra entrada.

Si te interesa la genética y quieres más información no dudes en mirar las entradas anteriores del blog de e-BioSu. Si por otro lado, necesitas ayuda con tus asignaturas de genética échale un vistazo a las clases de e-BioSu.

Referencias


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