DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA CELULAR

Estos tres procesos secuenciales constituyen el llamado dogma central de la Biología, que establece que la información fluye desde el ADN al ARN y de este a las proteínas. (Además, las proteínas controlan el proceso de replicación del ADN uniéndose a una secuencia específica en el ADN. De esta manera pueden activar o inhibir la transcripción de un gen determinado.)

                                  

Dado que en la célula cada molécula tiene una función y las proteínas son las encargadas de realizar “el trabajo duro” (formar estructuras, catalizar reacciones enzimáticas, activar genes, entre otras), la información contenida en forma de genes debe, de alguna manera, ser convertida en proteínas. En este apartado y en el próximo describimos los procesos que involucran la traducción de este código y la síntesis de proteínas.

La información genética está contenida en los genes, segmentos de ADN que llevan información para fabricar un producto funcional determinado. Nuestro genoma tiene aproximadamente 30.000 genes. Sólo una pequeña parte del genoma es codificante; la mayor parte corresponde a secuencias cortas móviles no codificantes o a secuencias regulatorias.

Para que la información pase de una molécula a otra, primero debe copiarse, en un proceso que se llama replicación y que ocurre en el núcleo. Pero como el ADN se encuentra en el núcleo y las proteínas son sintetizadas en el citoplasma, debe existir una molécula que funcione como intermediaria. Este papel lo cumple el ácido ribonucleico mensajero (ARNm). El ADN se copia en ARNm en el núcleo, en un proceso denominado transcripción. Luego la información contenida en el ARNm es empleada para construir proteínas en el proceso de traducción, que tiene lugar en el citoplasma.


           Cuando el dogma no se cumple: el caso de virus y priones

Normalmente, el dogma de la biología se cumple en los organismos más diversos, que guardan su información genética en forma de ADN, utilizan el ARN como intermediario y las proteínas como estructuras o maquinaria enzimática. Algunos virus y priones, sin embargo, rompen un poco este esquema.

_VIRUS
_PROTEINAS Que se autorreplican: priones

V  I  R  U  S

Ciertos virus, como el de la inmunodeficiencia humana (VIH), guardan su información genética en forma de ARN y la duplican utilizando ADN (con la ayuda de enzimas denominadas transcriptasas reversas). Cuando estos agentes se introducen en una célula huésped convierten su ARN, de cadena simple, en ADN, de cadena doble, y este segmento se inserta en el genoma de la célula. El ADN modificado es transcripto por enzimas celulares y luego es traducido. Las proteínas generadas junto con el ARN viral, se ensamblan y forman una nueva partícula viral capaz de infectar nuevas células.
El descubrimiento de estas enzimas capaces de sintetizar ADN a partir de ARN ha conducido a cuestionar el dogma central. Este postulado ha sido revisado ya que la información no fluye de manera unidireccional sino de forma bidireccional. Entonces, el dogma actualizado sería el que se muestra la figura 2.
                         

 Figura 2. Dogma de la biología molecular “actualizado”. La información es bidireccional ya que las proteínas influyen en la expresión de genes (pero no pueden convertirse en ADN).

Existen otros tipos de virus, como el virus Junín o de la fiebre hemorrágica argentina, cuyo genoma también está formado por ARN, en lugar de ADN. Estos son capaces de duplicar su ARN sin ADN como intermediario. ¿Cómo? Utilizando una proteína viral –la ARN polimerasa– que sintetiza ARN y usa ARN como molde. Tanto las moléculas originarias como las sintetizadas por la polimerasa son utilizadas como molde para la traducción de proteínas virales. Además, la misma ARN polimerasa es responsable de la replicación y transcripción del genoma viral.

La proteína PrP es la responsable del mal de la vaca loca (encefalopatía espongiforme bovina) y de enfermedades similares en humanos y ovejas. Esta proteína se localiza en la membrana de las neuronas, y cuando adquiere la conformación defectuosa “contagia” a otras células propagando la anomalía. Esta proteína con estructura diferente puede “contagiar” a las proteínas de un humano que coma carne procedente de un animal enfermo

                 Proteínas que se autorreplican: priones

Además existen determinados tipos de proteínas que son capaces de “autoperpetuarse”. Estas proteínas, denominadas priones o PrP (Proteína de Prión), cambian de manera anómala su conformación o estructura. No se conoce el motivo por el cual las proteínas adquieren dicha estructura, pero lo cierto es que el cambio les permite no sólo formar cúmulos proteicos sino que pueden “contagiar” a sus pares normales (las proteínas del mismo tipo cuya estructura es correcta) y convertirlas en defectuosas. Por lo tanto, los priones son proteínas anómalas capaces de generar en el huésped otras como ellas, a partir sus pares normales. Esto de alguna manera sería una “replicación” de proteínas, teniendo en cuenta que en realidad lo que se replica es una estructura tridimensional a partir de una proteína normal (sintetizada por los mecanismos conocidos).