La respuesta rápida a esto es que los genes codifican proteínas. En realidad, esto se conoce como el “dogma central” de la biología molecular. Sin embargo, los científicos que se le ocurrió este nombre deberían haber sabido mejor que etiquetar cualquier cosa en la ciencia como dogma, porque eventualmente tendrá que ser revisado. Llegaré a algunas de estas revisiones en un momento, pero el dogma central está realmente en el dinero para casi todos los genes que conocemos actualmente, así que comenzaré asumiendo que es cierto.
Básicamente, bajo el dogma central, cada gen contiene un código que especifica la producción de una serie particular de aminoácidos, junto con secuencias reguladoras diseñadas para controlar cuándo y dónde se produce esa proteína. El proceso por el cual un gen se expresa como una proteína se llama expresión génica, y se divide en dos partes, transcripción y traducción.
Durante la transcripción, el código de ADN se copia en una pequeña cadena de ARN. La ARN polimerasa, la proteína que hace esta copia, se une a una región llamada promotor. Para unirse de manera efectiva, generalmente requiere la ayuda de cofactores específicos que deben unirse tanto a la proteína como a otras áreas cercanas al gen llamadas regiones potenciadoras. En muchos casos, también hay regiones silenciadoras que desactivan los genes en lugar de activarlos. De esta manera, la célula puede controlar cuándo se expresa el gen controlando cómo se envuelve el ADN, restringiendo el acceso a las regiones potenciadoras o controlando la disponibilidad de los cofactores. Si todo está configurado correctamente y todos los cofactores van a donde se supone que deben ir, la ARN polimerasa avanzará, copiando el gen en ARN, que luego puede convertirse en proteína durante la fase de traducción.
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Una vez que se realiza la transcripción del ARN, abandona el núcleo y se dirige al ribosoma para convertirse en una proteína. Este proceso se llama traducción. Durante la traducción, el ribosoma “lee” el ARN utilizando otro tipo de ARN llamado ARNt o ARN de transferencia. El ARNt está estructurado de manera que un extremo contiene tres letras de ARN. El otro extremo contiene el sitio de unión para un aminoácido particular. Dado que cualquier ARNt con las mismas tres letras en un lado se unirá al mismo aminoácido en el otro, estas moléculas se pueden usar como una especie de libro de códigos para traducir el código de ARN. Básicamente dicen “estas tres letras” significan “este aminoácido”. Entonces, básicamente, una vez que el ARN ingresa al ribosoma, se pasa como la película en una vieja cinta de cassette. El ribosoma lo atraviesa hasta que ve la secuencia que le indica que comience a codificar, las letras AUG. Una vez que encuentra esta secuencia, los ARNt comienzan a aparecer, trayendo sus aminoácidos con ellos. Los aminoácidos se unen en la secuencia especificada por el ARN, y luego se liberan para plegarse en su forma de proteína final. La forma de la proteína final plegada está determinada por la secuencia de la transcripción del ARN, que a su vez está determinada por la secuencia del gen del que proviene.
Ahora, mencioné al principio que no todos los genes funcionan de esta manera. Las desviaciones más obvias de este camino son los ncRNAs, o RNAs no codificantes. El ARNt es un buen ejemplo de esto. El ARNt nunca se convierte en proteína. Ya cumple su función en su forma de ARN. Pero aún necesitamos el ARNt para hacerse, por lo que todavía tenemos genes para hacerlo. Estos genes simplemente nunca se traducen. Pasan por la transcripción para hacer el ARN y eso es todo. Otros ncRNA incluyen rRNA, que es de lo que están hechos principalmente los ribosomas y microRNA que descomponen las moléculas de ARN que ya se han traducido. Estos genes producen productos que ya funcionan como ARN, por lo que nunca se convierten en proteínas. Algunos segmentos de ADN que algunos llaman genes también pueden regular la expresión de otros genes, controlar cómo se enrolla el ADN o regular las tasas de mutación (por ejemplo, transposones). La mayor parte de nuestro genoma está etiquetado erróneamente como ADN basura, lo que significa que no sabemos lo que hace y gran parte de él no parece hacer nada. Sin embargo, hay partes del ADN basura que parecen tener un propósito, pero no sabemos cuál es ese propósito y no se ajusta en absoluto al dogma central. Entonces, en conclusión, el término gen es una especie de término en evolución. A medida que la genética avanza como disciplina, nuestra comprensión de lo que es un gen tiene y seguirá cambiando.
Sin embargo, por ahora, ofrecería lo que llamaría el dogma central revisado, basado en lo que sabemos en este momento. El ADN produce ARN que generalmente produce proteínas, pero puede hacer otra cosa. También el ADN basura puede hacer algunas cosas raras que aún no conocemos. Creo que está tan cerca del dogma como cualquiera debería sentirse cómodo cuando se trata de ciencia.
