Celulas

Unidad III. Donde todo inicia.
9.- La unidad básica de los seres vivos.
La unidad fundamental de la información en los seres vivos es el gen. Un gen es definido bioquímicamente como un segmento de DNA (o en algunos casos de RNA) que codifica la información requerida para producir un producto biológico funcional. Esta producción en la mayoría de las veces, es una proteína, pero también, elproducto de un gen puede ser una de múltiples clases de moléculas de RNA.
 
Las investigaciones modernas sobre la estructura de los genes y su función, ha ocasionado una revolución comparable a la que ocurrió hace más de 100 años por la teoría de Darwin del origen de las especies. El conocimiento de cómo la información es almacenada y utilizada en las células ha permitido penetrar en algunos de losproblemas fundamentales para entender la estructura y función celular. De hecho esto ha permitido darle un nuevo marco a la ciencia de la bioquímica.
 
Actualmente, el conocimiento de las vías de información emerge de la convergencia de tres disciplinas diferentes: genética, física y bioquímica. La contribución de estas disciplinas para dar origen a la genética bioquímica, empezaron con ladescripción de la estructura de doble hélice del DNA por James Watson y Francis Crick en 1953. La teoría genética contribuyó con el concepto de codificación por genes. La física hizo posible la determinación de la estructura molecular por análisis de difracción de rayos x. La bioquímica reveló la composición del DNA. El gran impacto de la hipótesis de Watson y Crick fue debida mayoritariamente por suhabilidad para conjuntar los resultados derivados de todas estas fuentes.
 
El conocimiento de la estructura del DNA inevitablemente lleva a cuestiones sobre su función. La estructura por si misma sugiere como el DNA puede ser copiada, de tal forma que la información contenida en él pueda ser transmitida de una generación a la siguiente. Entendiendo cómo la información en el DNA es convertida enproteínas funcionales llevó al descubrimiento del RNA mensajero (mRNA) y del RNA de transferencia (rRNA) y a la solución del código genético. Estos y otros avances, llevaron a la generación del dogma central de la biología molecular, el cual define tres procesos principales en la utilización celular de la información genética. El primero es la replicación (o duplicación), la copia de un DNAprogenitor para formar una molécula de DNA hija que tiene una secuencia de nucleótidos idéntica a la original. El segundo proceso es la transcripción, el proceso por el cual partes del mensaje codificado en el DNA es copiado en forma de RNA. El tercer proceso es la traducción, en el cual el mensaje genético codificado en el mRNA es traducido en los ribosomas en una proteína con una secuencia específicade aminoácidos.
 
          A la complejidad de las vías de información, se le suma la biosíntesis de las macromoléculas portadoras de la información. La formación de los ácidos nucleicos y proteínas con las secuencias correctas de nucleótidos y aminoácidos respectivamente, representa precisamente, la forma exitosa de la expresión de molde a partir del cual, se construye la vida. La formación delos enlaces fosfodiester en el DNA o los enlaces peptídicos en las proteínas parecería trivial para las células, pero el marco de patrones y reglas estabilizado en la examinación de las vías metabólicas es aumentado grandemente cuando se agrega la información a los procesos. La formación de enlaces específicos y la prevención de errores en las secuencias de estos polímeros, tiene un enormeimpacto en las termodinámica, química y enzimología de los procesos biosintéticos. Por ejemplo, la formación de un enlace peptídico, requiere una entrada de alrededor de 21 kJ y se conocen enzimas relativamente simples que catalizan reacciones comparables energéticamente. Para sintetizar el enlace peptídico correcto entre dos aminoácidos específicos a un punto dado en una proteína, las células...