La relación en los animales. Los receptores

La relación en los animales

Para desplazarse, capturar a las presas, defenderse, huir, etc., muchos animales han desarrollado unos sofisticados órganos sensoriales con los que detectan estímulos específicos; unos complejos sistemas de coordinación nerviosa y química con los que procesan la información y elaboran respuestas, y unos efectores con los que ejecutan las respuestas; por ejemplo, los sistemas de locomoción, que les permiten correr, nadar, saltar, etc.

Los receptores

En los animales, los receptores son unas células especializadas capaces de percibir determinados estímulos. Los receptores pueden ser simplemente células nerviosas o grupos de células sensitivas. A veces, los receptores forman parte de estructuras complejas muy especializadas que reciben el nombre de órganos sensoriales.

Tipos de receptores

Según su localización los receptores pueden ser externos e internos.

• Receptores externos. Recogen la información que procede del exterior.
• Receptores internos. Reciben la información del medio interno.

Según el tipo de estímulo pueden ser:

• Fotorreceptores. Captan estímulos luminosos. La mayoría de los animales detectan la luz visible y algunos la luz ultravioleta (insectos).
• Quimiorreceptores. Se estimulan con sustancias químicas (olores y sabores).
• Mecanorreceptores. Responden a estímulos mecánicos como el tacto, el dolor, la presión, la gravedad, el sonido y el equilibrio.
• Termorreceptores. Discriminan el calor y el frío.
• Electrorreceptores. Detectan la energía eléctrica.

Algo más:

Algunos animales, como los murciélagos y las ballenas son capaces de orientarse y localizar a sus presas, aún en total oscuridad, gracias a un tipo de percepción de objetos a distancia llamado ecolocación. Estos animales emiten ultrasonidos, estos rebotan en los obstáculos y regresan a los oídos, lo que permite al animal determinar su localización.

Ejemplos de receptores en animales:

Los fotorreceptores

Algunos son muy sencillos, como los ocelos de las medusas, que solo detectan la luz y algunos colores. Otros son más complejos, como los ojos compuestos de los insectos formados por numerosos ojos simples, los omatidios, que ofrecen al animal una visión en mosaico. Los más complejos son los ojos de los vertebrados, que agrupan los fotorreceptores en una membrana llamada retina.

Los mecanorreceptores

En los animales invertebrados, están distribuidos por la superficie corporal, la boca, las antenas y las patas. En los animales vertebrados, los mecanorreceptores del tacto y del dolor están en la piel, y los acústicos y del equilibrio, en el oído. En los peces, la línea lateral es un receptor que percibe las vibraciones del agua e informa al animal de los movimientos de otros animales de su entorno.

Los quimiorreceptores

En los invertebrados, se localizan en la porción anterior del cuerpo, en las antenas, las patas, etc. En los vertebrados existen receptores para el olfato, en la cavidad nasal y, para el gusto, en la lengua (mamíferos) y en la cavidad bucal (el resto de vertebrados). En las serpientes, hay un órgano especial que percibe los olores a través de la punta de la lengua.

Los termorreceptores

Están en la superficie corporal y la lengua (mamíferos) y en las antenas de algunos insectos. Ciertas serpientes tienen un órgano, la foseta, situada entre los ojos y las fosas nasales (que sólo les sirven para respirar, no para oler) que les sirve para percibir los cambios o las variaciones de la temperatura externa, y que les permite localizar a los animales de sangre caliente (homeotermos) en total oscuridad.

La relación en las plantas

Aunque no pueden desplazarse, las plantas responden a diferentes estímulos del medio que les rodea, como la humedad, la temperatura, la gravedad, la iluminación, entre otros, que les permiten adaptarse a vivir en él.

Los tipos de respuestas

Las respuestas de las plantas pueden ser de tres tipos:

Los tropismos. Son movimientos relacionados con el crecimiento de la planta o de una de sus partes. Son respuestas lentas e irreversibles. El tropismo es positivo si el movimiento es de acercamiento al estímulo, y negativo, si es de alejamiento.

Las nastias. Son cambios rápidos y pasajeros de ciertas partes de la planta, como consecuencia de movimientos de turgencia de sus células.

La fotoperiodicidad. Son respuestas debidas a los cambios de iluminación (horas de luz) que se producen a lo largo de las estaciones del año. Las plantas ajustan de esta forma ciertas actividades vitales a la duración relativa del día y de la noche.

Regulación de las respuestas en las plantas

Las plantas producen unas sustancias llamadas hormonas vegetales, que tienen la capacidad de activar o de inhibir algunas de sus actividades (el crecimiento, la floración, la caída de las hojas, la maduración de los frutos, etc.). Estas sustancias se fabrican en algunos de sus órganos y tejidos y son transportadas hasta los lugares de la planta en los que se producen las respuestas.

Plantas y fotoperiodicidad

Muchos de los procesos de desarrollo de la planta están regulados por la duración del día y la noche. Entre ellos podemos destacar:
La floración. Algunas plantas florecen en días largos, es decir, en verano, como el trigo o la avena. Otras lo hacen cuando los días son cortos, como el arroz, o la soja.
El amarillamiento y la caída de las hojas.
La maduración y la caída de los frutos.

Los tropismos y las nastias

Los tropismos

Según la naturaleza del estímulo hay diferentes tipos de tropismos.

Algunos movimientos se deben a estímulos luminosos (fototropismo) que provocan el crecimiento de los tallos, de los pecíolos de las hojas, etc., acercándose a la fuente luminosa. Otros se producen por la gravedad (geotropismo), como el crecimiento de las raíces hacia el suelo.

Las nastias

También se deben a diferentes estímulos, como la temperatura o la luz. Por ejemplo, el dondiego de noche cierra sus flores durante el día y las abre al atardecer. Otras abren las hojas de día y las cierran de noche. En otros casos, los estambres de algunas flores se curvan hacia dentro al contacto de un insecto polinizador.

Dondiego de noche

Mecanismos de respuesta en el nivel organismo

La relación en los seres vivos

Qué son las funciones de relación

Las funciones de relación son aquellas que permiten a un ser vivo recibir la información del exterior o de su interior y responder a ella de la forma más adecuada para asegurar su supervivencia.

En toda función de relación se distinguen el estímulo; el receptor, que capta el estímulo y transmite la información al efector, que ejecuta la respuesta más adecuada.

Los estímulos

Un estímulo es un cambio en el medio que rodea a un organismo o en su interior. Estos cambios pueden ser de temperatura, de luz, de sonido, de concentración de alguna sustancia, etc.

Las respuestas

Las respuestas que ejecutan los receptores pueden ser muy diversas y se pueden agrupar en estáticas y dinámicas.

Estáticas. Son aquellas en las que no se produce movimiento; son la producción y la secreción de sustancias.

Dinámicas o taxias. En ellas sí se produce movimiento como respuesta al estímulo. Son positivas si se acercan al estímulo y negativas si se alejan de él.

Algo más:

En los organismos unicelulares, es su célula la que realiza todo el proceso de captación del estímulo y de ejecución de la respuesta. Una forma de responder a los estímulos es mediante el movimiento celular.

Los organismos pluricelulares tienen células especializadas para detectar determinados estímulos y todas ellas tienen que responder de manera coordinada ante un estímulo. Para ello, cuentan con sistemas de coordinación, que pueden ser de dos tipos:

• La coordinación nerviosa (solo en los animales). La realiza el sistema nervioso a través de las neuronas, células encargadas de transmitir y de procesar la información.
• La coordinación química (en todos los reinos). El sistema hormonal o endocrino responde a los cambios del medio interno, mediante unas sustancias llamadas hormonas.

El comportamiento como respuesta

El comportamiento de un animal o un ser vivo es la serie de acciones de respuesta a las señales o estímulos internos y externos que provienen del entorno o del medio que los rodea.

Los estímulos internos dependen del funcionamiento del propio organismo. Por ejemplo, la sensación de hambre que se origina en el estómago es un estímulo interno que provoca la respuesta de buscar alimento.

Los estímulos externos, por el contrario, tienen su origen en el ambiente.  Así, la aparición de un depredador en el territorio propio estimula en el animal la respuesta de protegerse o defenderse frente a la agresión.

El entorno de los organismos incluye diversos factores que son una amenaza para su supervivencia y a los cuales responden con conductas específicas. Los comportamientos que muestran los animales frente a situaciones de peligro se conocen como respuestas de lucha o de huida, ya que el animal reacciona de tal modo que está listo para pelear o escapar en instantes. En los mamíferos, los cambios que se producen en el cuerpo y que permiten la respuesta de huída incluyen: dilatación de las pupilas, aumento de los latidos del corazón, mayor flujo de sangre a los músculos y al cerebro, e inhibición del sistema digestivo.

La respuesta de huída es instintiva pero puede ser modificada por el aprendizaje. En experimentos con cangrejos y langostas se ha demostrado que los individuos expuestos a un estímulo que al principio interpretan como una amenaza, después de varios ensayos dejan de percibirlo como tal y lo ignoran.

Al igual que otros tipos de comportamiento, la intensidad de la respuesta de huída depende del estímulo que la origina y de como es percibido por el animal. Si el estimulo es leve, la respuesta es débil, como en el caso de un caballo que escucha un susurro y se pone tenso unos instantes. En cambio, una señal intensa puede provocar la agresión o el escape; si el mismo caballo oye una explosión, huye de inmediato.

La respuesta de huída y el estrés

A principios del siglo XX, Hans Selye un estudiante de Medicina húngaro, notó que los pacientes presentaban ciertos síntomas generales por el solo hecho de estar enfermos. Años más tarde, observó algo parecido en las ratas que utilizaba en sus experimentos. Sobre la base de estas observaciones, Hans Selye propuso que existe un mecanismo común a todos los mamíferos para reaccionar ante situaciones nocivas. En una primera etapa la reacción frente a una amenaza es la respuesta de huida, pero como el cuerpo no se puede mantener en ese estado todo el tiempo ingresa en una segunda fase de alerta, de menor intensidad pero más prolongada. De persistir la amenaza el cuerpo se desgasta y se produce estrés.

El estrés no es una enfermedad en sí, sino que es un mecanismo que permite evitar o hacer frente a posibles riesgos y amenazas. Si un individuo se estresa constantemente, sus defensas colapsan y puede sufrir desde enfermedades leves a graves.

Las causas del comportamiento

A las señales que recibe un animal del entorno y que provocan en él un comportamiento específico, las denominamos estímulos.

La respuesta a un estímulo dependerá de la capacidad de percibirlo que tenga un individuo. Alguna especies de aves, reptiles, peces, protozoos y bacterias pueden percibir campos magnéticos; los perros escuchan sonidos que los humanos no registran, y los tiburones huelen sustancias en el agua en cantidades ínfimas. Es decir el comportamiento de un animal depende del estímulo que recibe. Una amenaza que desencadena la respuesta de huida es un estímulo externo que proviene del ambiente físico o de otros animales, pero el comportamiento de caza de un carnívoro puede estar regido por un estímulo interno, el hambre.

Cada tipo de estímulo provoca una respuesta diferencial, específica para ese estímulo, y puede constituir tan solo una parte de la señal que le llega. Por ejemplo el pez espinoso es un pez territorial: en la época de apareamiento, los machos adquieren un color rojo en el vientre y luchan entre sí por el espacio. Tinbergen estudió este comportamiento mostrándoles a los peces a través del vidrio de la pecera figuras de arcilla que iban desde un rombo hasta una reproducción exacta de un espinoso. encontró que los machos solo atacaban a las figuras con una mancha roja, aunque no se parecieran en nada a un pez. Par el espinoso, la visión de un objeto rojo cuando está en celo es el estímulo que provoca el comportamiento de ataque.

Modelos de un pez macho usados por Tinbergen

Algo más:

El descubrimiento del Estrés

El húngaro Hans Selye (1907-1982), concibió por mera casualidad la idea del Síndrome de Adaptación General (SAG), sobre el cual escribió por primera vez en el British Journal Nature en el verano de 1936. El SAG, también conocido como síndrome del estrés, es lo que Selye señaló como el proceso bajo el cual el cuerpo confronta -lo que desde un principio designó como: agente nocivo. El SAG es un proceso en el que el cuerpo pasa por tres etapas universales. Primero hay una “señal de alarma”, a partir de la cual el cuerpo se prepara para “la defensa o la huída”. No obstante, ningún organismo puede mantener esta condición de excitación, por ello existe la segunda etapa que permite al mismo, sobrevivir a la primera, en ésta se construye una resistencia. Finalmente, si la duración del estrés es suficientemente prolongada, el cuerpo entra a una tercera etapa que es de agotamiento; una forma de envejecimiento debida al deterioro del organismo por mantener constante el desgaste durante la resistencia.

El estrés en el léxico de Selye podría ser cualquier cosa, desde la privación prolongada de alimento hasta la inyección de una sustancia extraña al cuerpo, inclusive, un buen trabajo muscular. Por “estrés”, él no sólo se refirió al “estrés nervioso” sino a la “respuesta no específica del cuerpo frente a cualquier demanda”.

Las ideas novedosas de Selye acerca del estrés ayudaron a forjar un campo enteramente nuevo de la medicina -el estudio del estrés biológico y sus efectos-, que afloró en la primera mitad del siglo XX, para incluir el trabajo de cientos de investigadores; es una ciencia que continúa avanzando en la actualidad especialmente al demostrar la conexión del estrés con la enfermedad y descubriendo nuevos métodos para ayudar al cuerpo a lidiar con el agotamiento de la vida.

Aunque sus esfuerzos encontraron escepticismo en un principio (él no sugirió alguna cuestión radical, como que el estrés tiene una relación causal con gran cantidad de importantes enfermedades, cardíacas y cáncer entre otras), los métodos impecables de Selye y su investigación respecto a la salud y la ciencia profesional de toda índole, gradualmente ganaron reconocimiento y sus ideas fueron tratadas con respeto.

La respuesta al medio

Los seres vivos intercambian materia y energía con el ambiente. Esto lo hacen según diferentes estrategias. Entre ellas, cuentan con algunas que les permiten conocer las características del ambiente, es decir, obtener información de él. Por ejemplo los chanchitos de tierra o bichos bolita suelen encontrarse en lugares oscuros y húmedos como debajo de madera podrida o en rendijas y grietas debido a que necesitan estar en contacto con una superficie húmeda para poder respirar (realizar el intercambio gaseoso por medio de unas laminillas ventrales al final de su cuerpo). Son crustáceos y por lo tanto necesitan la elevada humedad que se mantiene en esos lugares. Si los dejamos al descubierto exponiéndolos al sol, veremos que rapidamente se desplazan buscando la oscuridad. Esta conducta se debe a que la exposición al sol disminuye la humedad de su espacio. Por algún mecanismo, los bichos bolita captan el cambio en el ambiente y también de alguna manera, reaccionan ante él.

Otro ejemplo, pero en relación con las plantas, lo podremos observar en un jardín donde el jardinero ha ubicado cada planta en un lugar particular de acuerdo con su mayor o menor requerimiento de luz. Sin embargo, podríamos hacer la prueba de ubicar una planta que necesita luz directa en un lugar donde no la reciba. Con el tiempo, se notará que la planta crece hacia la luz. Existen mecanismos por los cuales las plantas captan la orientación e intensidad de la luz y crecen de modo tal que se orientan hacia ella. Podemos decir entonces que ante un cambio ambiental, como en la intensidad de luz, la planta también capta esa información y responde.

También se dan interacciones con el ambiente en otros seres vivos, como los microorganismos. Con respecto a la luz, algunos se alejan de ella y otros se acercan. De manera similar, pueden reaccionar acercándose o alejándose ante otras condiciones ambientales, como la temperatura o la concentración de oxígeno.

En conclusión, los seres vivos reciben información del medio donde se encuentran, lo que constituye un estímulo, y realizan acciones que son una respuesta a esa información. Los mecanismos con los que cuentan para hacerlo son tan variados como la diversidad de especies existentes en la naturaleza, y en conjunto permiten que lleven a cabo la función de relación. La información puede ser captada gracias a que cuentan con estructuras especializadas denominadas receptores, y las respuestas son llevadas a cabo por los efectores.

Algo más: Una célula es sensible a un cambio en su medio ambiente («estímulo») y reacciona de forma apropiada («respuesta»). Así, un protozoo nadará hacia una gota de una solución de azúcar depositada en el agua a su alrededor, o se alejará de una gota de ácido. Ahora bien, este tipo directo y automático de respuesta es adecuado para una sola célula, pero significaría el caos para una agrupación de células. Cualquier organismo constituido por un cierto número de células debe tener un sistema que coordine sus respuestas. Sin tal sistema, sería semejante a una ciudad con personas recíprocamente incomunicadas y que actuaran en virtud de objetivos contrapuestos. Así, ya los celentéridos, los animales multicelulares más primitivos, tienen los rudimentos de un sistema nervioso. Podemos ver en ellos las primeras células nerviosas («neuronas»), células especiales con fibras que se extienden desde el cuerpo celular y que emiten ramas extraordinariamente finas. 

Mutaciones

El botánico Hugo de Vries, en sus estudios sobre herencia mendeliana en la planta, encontró que la herencia en la mayoría de las especies generalmente era ordenada y predecible, como ocurría en el poroto. 

Sin embargo, pudo observar que cada tanto aparecía alguna variante que no estaba presente ni en los progenitores ni en ningún antecesor de estas mismas plantas.

A partir de lo ocurrido De Vries planteo una hipótesis, donde determinó que estas variantes surgían como resultado de cambios súbitos en los genes y que la variante producida por un gen cambiado se transmitía luego a la progenie, como lo hace cualquier otra característica hereditaria. De Vries denominó mutaciones a estos cambios hereditarios repentinos, y a los organismos que exhibían estos cambios, mutantes. Los conceptos propuestos por de Vries no resultaron tan erróneos, el concepto de mutación como fuente de la variación genética demostró ser de suma importancia, aunque la mayoría de sus ejemplos no eran muy válidos.

Hoy se sabe que las mutaciones son cambios abruptos en el material genético. Como resultado de las mutaciones, existe una amplia gama de variabilidad en las poblaciones naturales. En un ambiente heterogéneo o cambiante, una variación determinada puede darle a un individuo o a su progenie una ligera ventaja, como así también un efecto negativo provocando la extinción de una especie. En consecuencia, aunque las mutaciones no determinan la dirección del cambio evolutivo, constituyen la fuente primaria y constante de las variaciones hereditarias que hacen posible la evolución.

Para resumir entonces:

"Una mutación es un cambio heredable en el material genético de una célula".

En la naturaleza las mutaciones se originan al azar y, aunque las causas siguen siendo inciertas, se conocen bastantes agentes externos, mutágenos, que pueden producir mutaciones como: las radiaciones ambientales y sustancias químicas. Una mutación en una célula somática, puede provocar alteraciones en el organismo en el que se presente; pero desaparece en el momento en que muere el individuo en que se originó. Sin embargo, las mutaciones en las células sexuales, óvulos y espermatozoides, pueden transmitirse como rasgos hereditarios diferenciadores a los descendientes del organismo en los que tuvo lugar la mutación.

Se distinguen varios tipos de mutaciones en función de los cambios que sufre el material genético.

1. Mutaciones cromosómicas. Este tipo de mutaciones provoca cambios en la estructura de los cromosomas.

- Deleción. Implica la pérdida de un trozo de cromosoma; los efectos que se producen en el fenotipo están en función de los genes que se pierden.

- Duplicación. En este caso existe un trozo de cromosoma repetido.

2. Mutaciones genómicas. Este tipo de mutaciones afecta a la dotación cromosómica de un individuo, es decir, los individuos que las presentan tienen en sus células un número distinto de cromosomas al que es propio de su especie. No son mutaciones propiamente dichas, porque no hay cambio de material genético, sino una aberración, la cual suele ser el resultado de una separación anormal de los cromosomas durante la meiosis, con lo que podemos encontrarnos individuos triploides (3n), tetraploides (4n), etc.

Estos poliploides así formados son genéticamente muy interesantes en las plantas cultivadas, y hoy en día la mayoría de variedades gigantes de fresones, tomates, trigo, ... que existen en el mercado, tienen este origen.

En el hombre, existen varios síndromes provocados por la falta de separación de una pareja de cromosoma homólogos durante la meiosis, con lo cual permanecen unidos y se desplazan juntos a un mismo gameto provocando lo que se denomina trisomía, es decir un individuo con un cromosoma triplicado.

En los siguientes esquemas, tenemos las trisomías más frecuentes tanto en los autosomas, como en los cromosomas sexuales.

Síndrome	Tipo de mutación	Características y síntomas de la mutación
Síndrome de Down	Trisomía 21	Retraso mental, ojos oblicuos, piel rugosa, crecimiento retardado
Síndrome de Edwars	Trisomía 18	Anomalías en la forma de la cabeza, boca pequeña, mentón huido, lesiones cardíacas.
Síndrome de Patau	Trisomía 13 o 15	Labio leporino, lesiones cardíacas  polidactilia.

Alteraciones en los cromosomas sexuales

Síndrome de Klinefelter	44 autosomas + XXY	Escaso desarrollo de las gónadas, aspecto eunocoide.
Síndrome del duplo Y	44 autosomas + XYY	Elevada estatura, personalidad infantil, bajo coeficiente intelectual, tendencia a la agresividad y al comportamiento antisocial.
Síndrome de Turner	44 autosomas + X	Aspecto hombruno, atrofia de ovarios, enanismo.
Síndrome de Triple X	44 autosomas + XXX	Infantilismo y escaso desarrollo de las mamas y los genitales externos.

3. Mutaciones génicas. Son las verdaderas mutaciones, porque se produce un cambio en la estructura del ADN. A pesar de todos los sistemas destinados a prevenir y corregir los posibles errores, de vez en cuando se produce alguno en la réplica, bien por colocarse una Citosina (C) en lugar de una Timina (T), o una Adenina (A) en lugar de una Guanina (G); o bien porque el mecanismo de replicación se salta algunas bases y aparece una "mella" en la copia. O se unen dos bases de Timina, formando un dímero.

Aunque se trate de un cambio de un nucleótido por otro, supondrá una alteración en la secuencia de un gen, que se traduce posteriormente en una modificación de la secuencia de aminoácidos de una proteína.

Al transcribirse la mutación, al menos un triplete del ARNm , se encuentra modificado y su traducción da lugar a que se incorpore un aminoácido distinto del normal en la cadena polipeptídica. Es un cambio que aunque la mayoría de las veces va a ser perjudicial, en contadas ocasiones puede provocar que mejore un gen y gracias a esta característica se sintetice una proteína distinta, que tenga propiedades distintas o participe en la formación de estructuras más eficaces.

En estos casos raros, pero esenciales para la evolución de las especies, los individuos portadores de la mutación poseen ventajas adaptativas respecto a sus congéneres, por lo que el gen mutado es posible que con el tiempo, y gracias a la selección natural, sustituya al gen original en la mayoría de los individuos que componen la población.

Por el Ing. Agr. Carlos González

El ADN como la molécula portadora de la información para construir las proteínas

Composición química del ADN y su duplicación. Síntesis de proteínas

El ácido desoxirribonucleico (ADN) es un polímero de alto peso molecular formado por dos cadenas o hebras de monómeros llamados nucleótidos. Cada nucleótido está conformado por moléculas más pequeñas: una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina o timina), un hidrato de carbono (desoxirribosa) y un grupo fosfato (fig. 1). Los cuatro tipos de nucleótidos difieren solamente en el tipo de base nitrogenada, las cuales pueden ser púricas (adenina o guanina) o pirimídicas (citosina o timina). Se les llama púricas o pirimídicas porque derivan de moléculas llamadas purina o pirimidina.

Fig. 1 Esquema de un nucleótido

El conocimiento de los componentes del ADN y otros antecedentes permitió a los científicos Watson y Crick construir un modelo tridimensional de la molécula. Este modelo propone la presencia de dos cadenas de nucleótidos entrelazadas en forma de doble hélice. Cada una de estas hebras se une a la otra por las bases nitrogenadas mediante puentes de hidrógeno, siguiendo un patrón fijo: la adenina se une a la timina y la guanina a la citosina. Los nucleótidos de cada cadena se unen a través de los grupos fosfato y la desoxirribosa (fig. 2).

Figura 2. a. Modelo de la doble hélice del ADN; b. Disposición de los nucleótidos en el ADN

El modelo descrito permite explicar cómo se pueden sintetizar nuevas moléculas de ADN: el proceso comienza con la ruptura de los enlaces de hidrógeno y la consecuente separación las dos cadenas complementarias. Esto permite que cada una de las cadenas sirva de molde para formar una cadena complementaria nueva. En este proceso participa una serie de enzimas, una de ellas es la ADN polimerasa, que permite el enlazamiento de los nucleótidos en las cadenas complementarias nuevas. Este modelo de duplicación del ADN (replicación o autoduplicación) se denomina semiconservativo, ya que cada ADN sintetizado está formado por una cadena “antigua”, que sirvió de molde, con la otra “nueva”.

El ADN es capaz de determinar el fenotipo de un organismo a través de un proceso denominado expresión génica. Mediante dicho proceso la información contenida en los genes del ADN es utilizada para especificar la constitución de las proteínas de la célula. Recordemos que un gen tiene información específica para la síntesis de una proteína determinada. Las proteínas que se sintetizan influyen en el fenotipo, desde rasgos visibles hasta otros sólo observables bioquímicamente como es el caso de las enzimas y las proteínas estructurales.

Debido a que el ADN es una macromolécula, está imposibilitado para atravesar la membrana nuclear para llegar hasta los ribosomas, lugar de síntesis de proteínas. Por esto, se requiere la participación de otro ácido nucleico, el ácido ribonucleico (ARN), el cual se diferencia del ADN en que el nucleótido de ARN posee uracilo en vez de timina y en que el hidrato de carbono es una ribosa. Este ARN, por ser de menor peso molecular que el ADN, sí puede salir por los poros de la membrana nuclear hacia los ribosomas.

Para que se sintetice una proteína se requieren los siguientes eventos (fig. 3):

Figura 3. Esquema del proceso de síntesis de proteína

1. Transcripción: la información contenida en un gen del ADN se copia en un ARN mensajero (ARNm) con la participación de la enzima ARN polimerasa. De esta manera, es el ARNm el que lleva la información codificada en cuanto al tipo, cantidad y orden de los aminoácidos que formarán la futura proteína. Una vez que el ARNm ha copiado toda información desde el ADN sale del núcleo hacia los ribosomas ubicados en el citoplasma celular (fig. 4). Notemos que el gen se copia de cada hebra de ADN separados (hebra templado del gen 1 y hebra templado del gen 2).

Figura 4. Esquema de la transcripción

2. Traducción: la información transcrita en el ARNm se utiliza para determinar la secuencia (orden) de aminoácidos de una proteína. Una secuencia de tres bases nitrogenadas consecutivas o triplete del ARNm se llama codón. Éste lleva información, que se traduce en los ribosomas, para un aminoácido específico que formará parte de la proteína. Los ribosomas se unen al ARNm y lo recorren “traduciendo” la información de sus codones. Aquí entra en juego otro tipo de ARN denominado ARN de transferencia (ARNt), que se encarga de transportar un aminoácido determinado hasta los ribosomas. Un sector de este ARNt tiene un triplete llamado anticodón que es complentario con el codón del ARNm; si ambos coinciden, el ARNt deja el aminoácido en el ribosoma. Así sucesivamente van llegando otros aminoácidos que al unirse formarán una proteína (fig. 5).

Figura 5. Esquema de la traducción