Ejercicio resuelto de Biología · 2020

a) Representa con un esquema el flujo de la información genética, desde el DNA a proteínas.
b) ¿Este modelo es común a todos los seres vivos? ¿Quiere decir esto que una célula bacteriana y una célula del corazón usan este mismo modelo? Razona la respuesta.
c) ¿Y los virus? Razona la respuesta.

$\textbf{a) Representa con un esquema el flujo de la información genética, desde el DNA a proteínas.}$



A ese flujo lineal hay que añadir la replicación, que no aparece en la cadena porque no transforma la información sino que la duplica: el DNA se copia a sí mismo antes de cada división para transmitirse a las células hijas.

Este esquema es el llamado dogma central de la biología molecular, enunciado por Crick: la información va del DNA al RNA y de este a la proteína, y no en sentido inverso; una proteína no puede dictar la secuencia de un ácido nucleico.

$\textbf{b) ¿Este modelo es común a todos los seres vivos? ¿Quiere decir esto que una célula bacteriana y una célula del corazón usan este mismo modelo? Razona la respuesta.}$

Sí, el modelo es común a todos los seres vivos, y sí, una bacteria y un cardiomiocito lo emplean.

La razón es que tanto el mecanismo como el código son universales: en ambas células el DNA se transcribe a RNA mediante una RNA-polimerasa y el mensajero se traduce en ribosomas con la ayuda de tRNA, y en ambas el mismo codón significa el mismo aminoácido. Esa universalidad es uno de los argumentos más sólidos a favor del origen común de la vida, y es también lo que hace posible la ingeniería genética: una bacteria puede leer un gen humano y fabricar insulina humana precisamente porque comparte el modelo.

Ahora bien, común no significa idéntico en los detalles. En la bacteria, al no haber envoltura nuclear, la transcripción y la traducción ocurren en el mismo compartimento y de forma simultánea: los ribosomas empiezan a traducir un mensajero que todavía se está sintetizando. En el cardiomiocito, la transcripción ocurre en el núcleo, el transcrito primario debe madurar —caperuza, cola de poli(A) y eliminación de intrones— y solo entonces sale al citoplasma para traducirse en ribosomas $80S$.

Y hay una segunda diferencia, más profunda para entender el organismo: aunque todas las células de una persona tengan el mismo DNA, cada una transcribe una parte distinta. Un cardiomiocito expresa los genes de las proteínas contráctiles y silencia los de la hemoglobina, y ese patrón de expresión diferencial es lo que lo hace ser una célula del corazón.

$\textbf{c) ¿Y los virus? Razona la respuesta.}$

Los virus obligaron a matizar el modelo, y ese es su interés.

Muchos lo siguen sin más: los virus con genoma de DNA transcriben y traducen igual que cualquier célula, aunque utilizando la maquinaria de la que infectan, ya que carecen de ribosomas propios.

Pero los retrovirus, como el VIH, invierten el primer paso. Su material genético es RNA, y llevan consigo una enzima, la transcriptasa inversa o retrotranscriptasa, que sintetiza DNA a partir de ese RNA; ese DNA se integra después en el genoma de la célula. El flujo va, por tanto, de RNA a DNA, en sentido contrario al del esquema, y su descubrimiento obligó a añadir esa flecha al dogma central.

Otros virus de RNA prescinden directamente del DNA: replican su RNA mediante una RNA-polimerasa dependiente de RNA y lo traducen sin pasar en ningún momento por el DNA.

Y los priones representan el límite extremo del modelo: son proteínas infecciosas sin ácido nucleico alguno, que se propagan induciendo un plegamiento anómalo en las moléculas normales con las que contactan. No transmiten información de secuencia, sino de conformación.

Lo que ninguno de estos casos contradice es la afirmación esencial del dogma: la secuencia de aminoácidos de una proteína nunca dicta la secuencia de un ácido nucleico.