El Código
Genético, Los virus y las excepciones al Dogma central de la
Biología
Gamow
A mediados de la década de los 50 y simplemente
por lógica matemática, ya se sabía que el código
genético estaba compuesto por tripletes de nucleótidos.
George Gamow fue de los primeros en darse cuenta de que,si el ADN
es portador del código de ensamblaje de los aminoácidos
de las proteínas entonces el código debe tener mínimo
20 palabras.
El código genético
tiene las siguientes características:
- Es un código de tripletes: Un codón se forma de la
unión de 3 nucleótidos que codifican un aminoácido.
- Es un código degenerado: varios codones pueden codificar
un aminoácido
- No hay superposición en el código: en un codón
puede intervenir cualquier base.
- Su lenguaje es universal, pero existen excepciones, ejemplo los
retrovirus.
- El orden de los codones especifica el orden de los aminoácidos
en una cadena de polipéptidos.
- Existen codones que tienen funciones distintas, ejemplo el AUG sirve
de iniciador de un gen y también codifica el aminoácido
llamado metionina.
- No posee comas, es decir, no hay pausa entre aminoácido y
aminoácido, la lectura se
inicia en un punto y a partir de allí se continua.
- Cada triplete siempre significa lo mismo, hay un triplete iniciador
y uno que indica
terminación.
El ADN está compuesto por cuatro bases nucleótidas:
Adenina, Guanina, Timina y Citocina.
Purinas:
Adenina
Guanina
Pirimidinas:
Citocina
Timina
En un filamento de ADN puede haber miles de bases dispuestas en
cualquier orden, cada grupo de tres bases se denomina codón
y representa una palabra en el código genético
Cada triplete codifica la producción de un aminoácido
y la unión de los aminoácidos permite la producción
de proteínas
Los Virus:
El ADN y el ARN son los agentes primarios de la conservación
y transferencia de la información biológica. Esto condujo
al actual “dogma central” de la Biología, la cual
propone que los cromosomas se componen de genes y estos a su vez,
de cuatro bases nitrogenadas diferentes,las cuales, según el
orden en que se combinan, se codifica la información genética
de un ser vivo.
La excepción a este dogma se presenta cuando los científicos,
descubren provista de un núcleo central formado de ácidos
nucleicos (ADN y ARN) rodeado por una cubierta que denominaron virus.
los virus son los organismos más simplificados, no son células
sino un tipo de microorganismo acelular que necesita de una célula
para reproducirse, porque ésta tiene la información
genética suficiente para multiplicarse.
Los virus tienen una estructura simétrica, helicoidal o cúbica,
típicamente un virión está constituido por una
zona central ocupada por los ácidos nucleicos que puede ser
de ADN o ARN, además tiene una envoltura proteica llamada cápsida
constituida por capsómeros, a veces existen envolturas externas
formadas por otras capas.
Los virus de estructuras más complejas, los fagos o bacteriofagos
que parasitan las bacterias, tienen una cabeza de simetría
cúbica y contiene el ácido nucleíco, y una cola
especializada en la inyección de éste.
El ciclo de multiplicación de un virus o ciclo lítico
requiere una célula huésped y consta de cinco fases
que son :
Fijación; Los
virus se contactan con la superficie de la célula huésped
y se adhieren a ella por fenómenos de tipo químico o
mecánico.
Penetración;
es cuando el ácido nucleíco es inyectado en el interior
de la célula huésped.
Eclipse; es denominada
de esta manera porque los virus ya no son visibles, en esta fase,los
ácidos nucleicos de los virus utilizan la síntesis de
proteínas de la célula huésped para fabricar
enzimas que destruirán el ADN de ésta y después,
copias del ácido nucleíco vírico y de los capsómeros
del virus, finalmente se sintetizan
enzimas líticos.
Ensamblaje; Los capsómeros
se reúnen para formar la cápsida, en el interior de
la cual se sitúa el ácido nucleíco vírico
Lisis o Liberación;
los enzimas líticos destruyen la bacteria huésped y
quedan libres los viriones Algunas veces, determinados virus incorporan
su ácido nucleíco
al ADN celular
Son los virus atenuados, que en los animales y las plantas parasitados
de este modo producen fenómenos de transformación celular
que derivan a veces en procesos tumorales.
En el caso de las bacterias, los virus atenuados o profagos pueden
permanecer durante muchas generaciones en forma latente.
Esto ocasiona, con frecuencia problemas en las industrias que utilizan
estirpes bacterianas ( producción de antibióticos, fermentaciones
lácticas, etc., ) que de repente pueden quedar diezmadas por
el virus latente.
¿Cómo se originan los virus?
La hipótesis más estudiada propone que se trata de “células”
muy simplificadas que, por adaptación a la vida parasitaria,
han ido perdiendo propiedades que les resultaban innecesarias.
Dependientes como son de las células para multiplicarse, es
preciso concluir que no pueden ser más primitivos que los procariotas,
es decir, que su origen va ligado a la existencia previa de organismos
celulares.
Estos virus fueron estudiados por D’Herelle en 1917 y desde
entonces han sido de gran utilidad en el campo investigativo:
a.- como modelo para comprender el ciclo y las características
de otros virus
b.- en la replicación y recombinación genética
c.- en la transferencia de propiedades genéticas de bacterias
Estos virus (bacteriofagos) tienen gran especificidad por determinadas
especies
bacterianas, pero algunos de ellos pueden actuar sobre varias especies
de bacterias
similares.
La Ingeniería Genética;
es un extenso conjunto de procedimientos que permiten alterar intencionalmente
el aparato de información genética.
El biólogo se convierte en ingeniero y reconstruye la molécula
de ADN o el genoma entero con el fin de aliviar enfermedades genéticas
específicas o de lograr un avance en el conocimiento que
se tiene acerca del aparato genético. Las técnicas
del ADN recombinante son los ejemplos más conocidos de ingeniería
genética, el ADN de un organismo es introducido en un genoma
dado, el resultado es un genoma híbrido, de modo que las
características del organismo donador se manifiesten en el
receptor. El tratamiento genético podría llevar al
tratamiento de enfermedades hereditarias, como la hemofilia o la
fibrosis quistica causadas por genes ausentes o defectuosos.
Para que se puedan modificar las características hereditarias
de un organismo vivo, la ingeniería genética manipula
directamente el código contenido en el ADN.
En este proceso son importantes las enzimas de restricción
producidas por varias especies bacterianas.
También son importantes en la manipulación del ADN
los llamados vectores, artes de ADN que se pueden autorreplicar
con independencia del ADN de la célula huésped donde
crecen.
El proceso de transformación de un fragmento de ADN en un
vector se denomina clonación, ya que se producen copias múltiples
de un fragmento específico de ADN
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