El Dogma Central de la Biología Molecular

Aunque la mayoría sabe que el ADN es el código genético de la vida, la mayoría no sabe cómo leer este código. En 1958, el científico Francis Crick propuso la teoría de que la transferencia de material genético fluye en una dirección: ADN → ARN → Proteína [1, 2]. Su idea fue finalmente acuñada como "El Dogma Central de la Biología Molecular", y es la base del funcionamiento de los sistemas biológicos.

Ácido desoxirribonucleico (ADN)

El ADN alberga los genes de un organismo y se encuentra en el núcleo. Consiste en una estructura de doble hélice (dos hebras), compuesta principalmente por las bases nucleotídicas adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). La secuencia de estas bases determina el código genético y diferentes órdenes de estas bases pueden crear genes diferentes.

Figura 1. Molécula de Molécula de ADN [3].

El paso inicial del dogma central es la replicación del ADN, en la que la molécula de ADN se desenrolla y cada hebra de la molécula se utiliza como molde para la síntesis de una nueva hebra complementaria. Esto garantiza que la información genética de la nueva copia sea esencialmente idéntica a la original.

Ácido ribonucleico (ARN)

El ARN se produce utilizando el ADN como molde. Por lo tanto, aunque el ARN es estructuralmente similar al ADN, éste es mayoritariamente monocatenario, menos estable, más versátil y está formado por las bases A, C, G y uracilo (U).

Figura 2. Molécula de ARN Molécula de ARN [4].

El proceso de creación de una molécula de ARN se conoce como transcripción. Este proceso se basa en el uso de una enzima conocida como ARN polimerasa, que se une a una región específica del ADN y sintetiza una cadena complementaria de ARN monocatenario, que termina en el citoplasma. Existen múltiples tipos de ARN en función de su función, siendo los más comunes: mensajero (ARNm), de transferencia (ARNt) y ribosómico (ARNr).

• El ARNm indica a la célula qué proteínas debe fabricar.

• El ARNt sirve de enlace entre el ARNm y los aminoácidos específicos durante la síntesis de proteínas.

• El ARNr crea proteínas para los ribosomas.

Proteína

El último paso del dogma es la transición de ARN a proteína, mediante un proceso conocido como traducción. Una vez que el ARNm se encuentra en el citoplasma, los ribosomas escanean su secuencia en busca de la secuencia de inicio AUG (llamada condón) para comenzar la traducción. Por cada base nucleotídica leída, el ARNt añade un aminoácido específico a la cadena proteica. Esto termina cuando el ribosoma encuentra el codón de parada (UAA, UAG o UGA).

Tras la traducción, la cadena proteica sufrirá un proceso denominado plegamiento. Las propiedades químicas de los aminoácidos pliegan la cadena proteica cuidadosamente, y diferentes pliegues conducen a diferentes estructuras proteicas. Este plegamiento es crucial para realizar una función específica en la célula. De hecho, si algo se desordena, puede dar lugar a problemas funcionales.

Figura 3. Proceso de traducción Proceso de traducción [5].

¿Es el dogma central realmente una ley natural?

Antes se creía que el dogma central sólo era unidireccional, es decir, ADN → ARN → Proteína. Sin embargo, como la mayoría de las cosas en biología, hay casos en los que no es así. Los retrovirus como el VIH en realidad desafían el dogma, ya que su información genética fluye de ARN → ADN. Otro ejemplo son las proteínas infecciosas conocidas como priones, que pueden replicarse independientemente del ADN y el ARN. Los priones causan enfermedades neurológicas raras, progresivas y mortales como la de las vacas locas o la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob. Aunque el dogma central no es del todo exacto, sirve como herramienta útil para entender cómo se utiliza la mayor parte de la información genética y ha desempeñado un papel crucial en la comprensión de muchos fenómenos de la medicina, la biotecnología y la ingeniería genética.

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Escrito por: Renard

Editado por: María y Natasha

Traducido por: María

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Referencias (inglés):

1. Central Dogma (2023). National Human Genome Research Institute. Available at: https://www.genome.gov/genetics-glossary/Central-Dogma# (Accessed: 6 July 2023).

2. Cobb, M. (2017) "60 years ago, Francis Crick changed the logic of biology", PLOS Biology, 15(9). Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5602739/#:~:text=These%20were%20protein%20%E2%86%92%20protein,This%20is%20the%20central%20dogma

3. Deoxyribonucleic Acid (DNA) (2023). National Human Genome Research Institute. Available at: https://www.genome.gov/genetics-glossary/Deoxyribonucleic-Acid (Accessed: 6 July 2023).

4. What is RNA? (2023). Your Genome. Available at: https://www.yourgenome.org/facts/what-is-rna/ (Accessed: 6 July 2023).

5. Peptide (2023). National Human Genome Research Institute. Available at: https://www.genome.gov/genetics-glossary/Peptide (Accessed: 6 July 2023).