DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR
El Dogma Central de la Biología Molecular se refiere a los tres procesos llevados a cabo por los ácidos nucleicos, tanto ADN como ARN: replicación, transcripción y traducción. Ilustra los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia genética. Son procesos vitales para la vida, y tienen gran importancia biológica.
Francis Crick, en su artículo de 1970, describió la transferencia de la información genética desde su almacenamiento como moléculas de ADN, a su expresión como proteínas, pasando por la molécula intermedia de ARN, para lo que había fuertes evidencias en aquel entonces, aunque se desconocía el mecanismo de esta transferencia. De forma paralela, Howard Temin ya describió en 1963 (y publicó en 1970) la posibilidad de que un ARN pudiera servir de molde para la síntesis de ADN (sólo en un caso y en células infectadas con un virus). (Duartes, 2015)
LA TRANSFERENCIA DE LA INFORMACION GENETICA
Gracias a los estudios posteriores, que llevaron a la descripción de la estructura primaria del ADN, sabemos que esta molécula está formada por nucleótidos, que son ácidos nucleicos compuestos por un azúcar (una desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser Adenina, Guanina, Timina o Citosina) y un grupo fosfato que une el carbono 3′ de la desoxirribosa de un nucleótido con el carbono 5′ de la desoxirribosa del siguiente nucleótido (enlace fosfodiéster). Por esta razón, decimos que la síntesis de ADN tiene lugar en sentido 5′–>3′. La información genética está codificada de forma que responde a la secuencia resultante al combinar los cuatro tipos distintos de nucleótidos según la base nitrogenada que porten. (Duartes, 2015)Lectura del ADN 3′–>5′. Síntesis del ADN 5′–>3′.
Síntesis del ARN 5′–>3′. Lectura del ARN 5′–>3′.
El ADN tiene 4 nucleótidos: Adenina, Guanina, Timina y Citosina.
El ARN tiene 4 nucleótidos: Adenina, Guanina, Uracilo y Citosina.


REPLICACION DEL ADN
El hallazgo de la estructura secundaria del ADN en su forma de doble hélice antiparalela y complementaria supuso un gran avance en el campo de la biología molecular. Antes que Watson y Crick (junto con Wilkins y Franklin), Erwin Chargaff había podido ver, en 1952, que en el ADN hay la misma cantidad de Adeninas que Timinas y la misma cantidad de Citosinas que Guaninas. Gracias a la información proporcionada por Chargaff, Watson y Crick pudieron establecer la complementariedad de bases A-T y G-C, lo cual sirvió para la modelización de la estructura en doble hélice en 1953. La forma en doble hélice y la complementariedad entre las bases de cada una de las cadenas hizo pensar en una posible hipótesis que explicara la replicación del ADN, un proceso vital y necesario para la supervivencia celular ya que, al dividirse éstas por mitosis, es necesaria una replicación previa para conservar el material genético. Los investigadores Matthew Meselson y Frank Stahl confirmaron, en 1958, que la replicación del ADN era semiconservativa, es decir, que en cada replicación se conserva una de las cadenas, que sirve de molde, y se sintetiza su complementaria.
En la replicación del ADN participan un arsenal de proteínas de entre las cuales la más característica es el ADN polimerasa, que se encarga de añadir nucleótidos a la nueva cadena tomando de molde la original. Aunque hay diferencias entre eucariotas y procariotas, no voy a entrar en detalle en esta entrada.
TRANSCRIPCION DEL ADN
¿Cómo se podía explicar que el ADN fuera la molécula que contenía la información que determinaba la estructura de las proteínas si la primera se hallaba en el núcleo celular y las segundas se sintetizaba en el citoplasma? Para dar respuesta a esta pregunta se hacía necesaria la presencia de una molécula intermedia, capaz de salir del núcleo y viajar hasta el citoplasma.
El ácido ribonucleico (ARN) era el candidato perfecto, pues su parecido con el ADN y su presencia tanto en núcleo como en citoplasma eran claros indicios de ello. El ARN se diferencia del ADN en varios aspectos:
1. El azúcar de sus nucleótidos es una ribosa.
2. Es esencialmente una cadena sencilla, que puede ser de polaridad positiva o negativa.
3. Las bases nitrogenadas que determinarán su secuencia son: la Adenina, la Citosina, la Guanina y el Uracilo.
A pesar del cambio de bases nitrogenadas, cabe decir que en el momento de su síntesis, se sigue cumpliendo la complementariedad de bases (A – U, C -G, G – C, T – A).
Pero el ARN no sirve únicamente para determinar la estructura de las proteínas celulares. En ese sentido, diferenciamos varios tipos de ARN, entre los cuales se encuentra el mensajero (ARNm), molde para la síntesis de proteínas; el ribosómico (ARNr), componente de los ribosomas; y el de transferencia (ARNt), molécula adaptadora para la síntesis de proteínas, y que veremos más adelante. En la transcripción del ADN para sintetizar ARN intervienen varias proteínas, entre ellas la ARN polimerasa, que toma de molde una de las cadenas del ADN para formar la nueva molécula de ARN siguiendo la complementariedad de bases ya descrita.
Hay que tener en cuenta que el ARNm no es directamente sintetizado y usado de molde para la síntesis de proteínas. Esta idea originaría falsas teorías como la descrita como “un gen – una proteína” (inicialmente propuesta por Archibald Garrod en 1902 y posteriormente por Beadle y Tatum en 1941). La realidad es que el ARNm pasa por un proceso de maduración en el cual hay determinadas secuencias que son escindidas y eliminadas (intrones), dejando algunas de las demás intactas (exones) para luego modificar los extremos de la molécula. Este procesamiento o maduración puede tener lugar en distintos sitios según la secuencia, de forma que un mismo ARN inmaduro puede formar varios ARNm maduros (proceso conocido como splicing alternativo). Este descubrimiento les valió el Nobel de Medicina a Richard Roberts y a Philip Sharp en 1993).
TRADUCCION DEL ARN
En su objetivo final, el ARNm ya maduro sirve de molde para la síntesis de proteínas. Las proteínas están formadas por aminoácidos, moléculas orgánicas de las que existen, a nivel celular, 20 tipos distintos. En este proceso de traducción, los ribosomas intervienen junto con moléculas de ARNt que portan los aminoácidos que formarán parte de la proteína.
Pero… ¿cómo se determina el inicio, el orden de la secuencia y el fin de la síntesis? Para responder a esta pregunta, hemos de visualizar que el ribosoma interpreta cada trío de nucleótidos de ARNm (llamados codones) para complementarse con el triplete o anticodón que tiene cada ARNt según el aminoácido que porta. La interpretación de la relación de cada codón con su aminoácido fue obra de Holley, Khorana y Nirenberg, conocida como código genético, lo que les dio el Premio Nobel de Medicina en 1968.

REFERENCIAS
Anonimo. (s.f.). Dogma central de la biologia molecular . Recuperado el 24 de Abril de 2016, de http://cmcbemartineznderqui.jimdo.com/dogma-central-de-la-biolog%C3%ADa-molecular/
Duartes, D. (2015). Dogma centrar de la biologia molecular. Recuperado el 24 de Abril de 2016, de Del laboratorio a las aulas: https://investigarentiemposrevueltos.wordpress.com/2015/10/16/el-dogma-central-de-la-biologia-molecular/
Imagen obtenida de:
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