Virus

CIENCIAS (BIOLOGÍA, FÍSICA, QUÍMICA) MÓDULO 4 Eje temático: Biología: Bacterias y virus- Sistemas de defensa - Biología humana y salud - Genoma, genes e ingeniería genética - Interacciones entre organismos.
I. Genoma, genes e ingeniería genética El conocimiento de que la expresión de un gen determina la formación de proteínas que se relaciona con la manifestación de un fenotipo en particular,hizo que en el mundo científico surgiera la interrogante acerca de cuál es la naturaleza de los genes. La respuesta a esta interrogante se relaciona con una serie de investigaciones experimentales. Una de las primeras que entregó antecedentes fue realizada por F. Griffith (1928) en neumococos, bacteria que provoca la neumonía. La cepa “capsulada” produce la enfermedad y la cepa “no capsulada” no laprovoca. Este trabajo experimental aportó la idea de un factor transformante que convertía las bacterias no capsuladas en capsuladas. La secuencia de trabajo experimental de Griffith se resume en la siguiente imagen (fig. 1).

Fig. 1: Experimentos de Griffith

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Composición química del DNA El DNA (ácido desoxirribonucleico) es un polímero de alto peso molecular formado por la combinaciónde cuatro monómeros (nucleótido). Cada nucleótido está conformado por moléculas más pequeñas: una base nitrogenada (purina o pirimidina), un azúcar (desoxirribosa) y un grupo fosfato (Fig. 2). Los cuatro tipos de nucleótidos difieren solamente en el tipo de base nitrogenada, la cual puede ser una de las purinas (adenina o guanina) o una de las pirimidinas (citosina o timina).

Grupo fosfatoBase nitrogenada

Pentosa

Fig. 2: Esquema de un nucleótido
El conocimiento de los componentes del DNA 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 por las bases nitrogenadas mediante puentes dehidrógeno, siguiendo un patrón fijo: la adenina se une a la timina y la guanina a la citosina (Fig. 3).

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Fig. 3: a. Modelo de la doble hélice del DNA; b. Disposición de los nucleótidos en el DNA

El modelo descrito permite explicar cómo se pueden sintetizar nuevas moléculas de DNA: la ruptura de los puentes de hidrógeno permite que una de las cadenas sirva de molde para formar unacadena complementaria. En este proceso participa una serie de enzimas, una de ellas es la ADN polimerasa, que controla el enlazamiento de los nucleótidos en las cadenas complementarias. El DNA es capaz de determinar el fenotipo de un organismo a través de un proceso denominado expresión génica. Mediante dicho proceso la información contenida en el DNA es utilizada para especificar la constitución delas proteínas de la célula. Las proteínas que se sintetizan influyen en el fenotipo, desde rasgos visibles hasta otros solo observables bioquímicamente.

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El proceso que permite sintetizar proteínas a partir del DNA no es directo; se requiere la participación del RNA (ácido ribonucleico), el cual se diferencia del DNA en que el nucleótido posee un uracilo en vez de timina y que el azúcar esuna ribosa (similar a la desoxirribosa pero con un grupo hidroxilo extra). Para que se sintetice una proteína se requieren los siguientes eventos (Fig. 4):

Fig. 4: Esquema del proceso de transcripción y traducción

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1. Transcripción: la información contenida en el DNA se copia en el RNA mensajero (m RNA). De esta manera es el m RNA el que sale del núcleo y posibilita que se sinteticen lasproteínas en el citoplasma (Fig. 5).

Fig. 5: Esquema de la transcripción
2. Traducción: la información transcrita en el m RNA se utiliza para determinar la secuencia de aminoácidos de una proteína. Una secuencia de tres bases consecutivas del m RNA, llamada codón, específica para un aminoácido, se denomina código de tripletes. Los ribosomas se unen al m RNA y lo recorren, lo cual permite...