Biología de preparatoria

Características y componentes de los seres vivos

Características de los seres vivos

Todos los seres vivos presentan características comunes entre sí, pero también se manifiestan características que los diferencian. Esta unidad y diversidad se manifiesta en todos los niveles de organización de la materia viva, desde el tipo molecular hasta el de las especies y ecosistemas.

Como afirma Cañal (2003) en el nivel molecular, la composición química de los seres vivos resulta muy semejante en cuanto a los elementos químicos y la mayoría de moléculas que los forman, intervienen en las reacciones químicas que los mantienen con vida.

Existen también diferencias entre las moléculas de unos y otros organismos, así como en la forma para procesar sus nutrientes y obtener energía, incluso, diferencias entre las moléculas de los individuos de la misma especie (tal es el caso de los ácidos nucleicos y su composición), sean organismos unicelulares o pluricelulares complejos como el ser humano. Sin embargo, existen características comunes entre todos los seres vivos que nos definen como tales.

Ahora enunciaremos las características de los seres vivos:

Estructura y organización: Según lo afirma Gama (2012), todos los seres vivos poseen una estructura organizada, conformada por moléculas ordenadas con elementos, en especial carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre (CHONPS). Estos bioelementos son los componentes básicos de las moléculas orgánicas a las que se les da el nombre de biomoléculas, entre las que se encuentran proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos.

Las biomoléculas son las moléculas que constituyen a los seres vivos. Están compuestas por un grupo pequeño de elementos, la cantidad y organización de estos elementos le dan características especiales a cada una de ellas. Se clasifican en dos tipos: orgánicas e inorgánicas.

Las biomoléculas, al organizarse y combinarse, constituyen las subestructuras celulares, que a su vez constituyen células,
las cuales forman tejidos, órganos y sistemas. Aunque son fundamentales para la vida, las biomoléculas no se organizan de igual forma en todos los seres vivos, lo que genera una diversidad biomolecular y bioquímica.

Metabolismo: los seres vivos realizan en su interior una serie de procesos químicos, que le permiten mantener sus funciones vitales básicas. Estas funciones se dividen en:

  • Catabolismo: son los procesos por los cuales se degrada un compuesto complejo en sus componentes fundamentales, como ocurre en la digestión, en donde todos los compuestos de los alimentos se transforman en moléculas simples capaces de ser absorbidas por las células y posteriormente son transformadas para obtener energía.
  • Anabolismo: son los procesos que tiene como finalidad “construir” moléculas a partir de sus componentes fundamentales. Tal es el caso del proceso de nutrición de las plantas, llamado fotosíntesis, en la cual por una serie de reacciones químicas el dióxido de carbono (CO2) y los nutrientes que toman las plantas del suelo — agua y sales — con acción de la luz solar, se transforman posteriormente en glucosa, proteínas y otros compuestos fundamentales para el desarrollo y crecimiento adecuado de las plantas.

Ambos procesos se llevan a cabo de manera simultánea en los seres vivos, ya que es indispensable que exista el catabolismo para que se dé el anabolismo y viceversa.

Homeostasis: los procesos de anabolismo y catabolismo están regulados por una serie de mecanismos que mantienen en equilibrio y en condiciones estables las funciones vitales de los seres vivos. Con la finalidad de que estos procesos se den de una manera apropiada, regulada y controlada, a este equilibrio se le denomina homeostasis. Así pues, la homeostasis es el estado ideal de todos los sistemas vivientes, ya que facilita los procesos celulares básicos.

Irritabilidad: según lo que comenta Velázquez (2010), la irritabilidad es la capacidad que tienen los organismos de responder a estímulos. Esta característica es sumamente perceptible, es decir, que a simple vista lo podemos identificar en los seres superiores, tal es el caso de los movimientos de un girasol a los estímulos luminosos del Sol, la sensación de temperatura al acercarnos al fuego, o el vuelo de los pájaros como respuesta a un ruido repentino. Sin embargo, existen muchas respuestas a estímulos que no podemos ver a simple vista, tal es el caso de la secreción de sustancias de células del cuerpo inducidas por hormonas o por agentes externos.

De forma más simple, podemos entender que la irritabilidad es la característica de los seres vivos, que les resulta más determinante para la supervivencia y la adaptación a los cambios del medio ambiente.

Reproducción: los seres vivos pueden reproducirse transmitiendo sus características a su descendencia y de este modo perpetuar su especie. La reproducción de los seres vivos puede realizarse bajo diferentes procesos, tal es el caso de la reproducción sexual, en la que intervienen dos organismos de la misma especie pero de sexos diferentes, teniendo descendencia de cualquiera de los dos sexos, que presentan una variación genética respecto a sus progenitores.

También existe la reproducción asexual en la que un solo organismo es capaz de generar descendencia, en este caso no existe variación genética, ya que la descendencia es de características idénticas, tal es el caso de las bacterias. A través de su desarrollo evolutivo, las bacterias se han especializado en una reproducción asexual eficaz y rápida, llamada fisión binaria o bipartición, es decir, partiéndose en dos. Cada bacteria hija tiene exactamente las mismas características de la bacteria madre. Bajo condiciones “óptimas” una sola bacteria puede madurar y dividirse en media hora como tiempo promedio. La descendencia de una bacteria puede organizarse de tal manera que forme una colonia, que es un grupo de bacterias que coexisten en un espacio determinado.

Cabe mencionar que el proceso de reproducción asexual también se presenta en otros tipos de organismos como algas, protozoarios y hongos, en los que dicha forma asexual incluye, además, los procesos de esporulación y gemación.

Dividiéndose a su máxima velocidad, una sola bacteria, en un día y medio, es capaz de producir una colonia que pesaría 907.19 toneladas. Se ha calculado que en una semana, una sola bacteria puede producir un grupo de células cuya masa igualaría a la de la Tierra. Desde luego, nunca se produce un crecimiento así, porque las condiciones óptimas muy rara vez están presentes durante mucho tiempo (Curtis, 2000).

Crecimiento: los seres vivos crecen y se desarrollan, desde la expresión más mínima, es decir, desde una sola célula, por ejemplo el óvulo fecundado, o una espora, hasta un individuo adulto, incluso, existen algunas especies que nunca dejan de crecer, tal es el caso de los árboles, a los que su crecimiento les puede llevar cientos de años antes de su muerte.

Adaptación: es la capacidad para adecuarse a las condiciones del medio ambiente en el que viven, esta característica es progresiva y se evidencia por cambios, tan mínimos que en ocasiones no son evidentes. En algunos casos es un cambio en la conducta, la fisiología y después de mucho tiempo si la adaptación es indispensable, se generan cambios hasta en la estructura de los organismos, estos cambios son transmitidos a la descendencia.

Los cambios y adaptaciones exitosos se perpetúan y mantienen a través de las generaciones facilitando cada vez más la especialización a la vida en el medio, tal es el caso de las plantas que se desarrollan en ambientes pobres de humedad, en los cuales transforman sus hojas para que la pérdida de agua sea la menor posible, pueden transformarlas en hojas gruesas y poco permeables o en espinas que es el grado mayor de especialización en este tipo de casos (Velázquez, 2010).

Propiedades del agua y su relación con los procesos en los seres vivos

Seguramente has escuchado que en la antigüedad, los filósofos le daban mucho valor a los siguientes elementos: Tierra, agua, fuego y aire; pues consideraban que eran el origen de todas las cosas. Particularmente, el agua la consideraban importante porque representaba a todas las sustancias líquidas, era la biomolécula más abundante y es inorgánica al igual que las sales minerales.

El agua cubre 71% de la superficie de nuestro planeta, se concentra en su mayoría en los océanos, ríos y lagos, una gran parte del agua dulce está en la humedad de la biodiversidad, siendo indispensable para la realización de los procesos vitales. Esta biomolécula se compone por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, de ahí que su fórmula química sea H2O, y fue en el año de 1804 que el químico francés GayLussac y el geógrafo Alexander von Humboldt lo demostraron.

Propiedades físicas y químicas del agua

Propiedades físicas del agua
Propiedades químicas del agua

Las propiedades físicas del agua se atribuyen principalmente a los enlaces del hidrógeno, llamados “puentes de hidrógeno“, los cuales se presentan en mayor cantidad en el agua sólida.

La capacidad que tienen las sustancias para intercalar sus moléculas con las de otro compuesto se denomina solubilidad (Gama, 2012), es decir, que puede combinarse con otra sustancia. Esta característica le permite facilitar las reacciones bioquímicas necesarias para la vida, de modo que, por ser tan importante, es también muy abundante en los organismos vivos. El agua representa 75% de su peso en promedio, tal es el caso del ser humano, sin embargo, existen organismos en los que el agua representa hasta 95%, por ejemplo las medusas.

¿Sabes cómo viven las plantas cactáceas que están en el desierto?, por supuesto que necesitan el agua y la forma en la que sobreviven es mediante un proceso en el que “guardan” en su interior el agua que proviene de la humedad ambiental, interesante ¿verdad?

En general, el agua se relaciona directamente con el funcionamiento de las células y los organismos porque es el vehículo por medio del cual los nutrientes y sustancias esenciales para la vida ingresan a las células. También gracias a ella los organismos vivos excretan sus productos de desecho y porque facilita las reacciones bioquímicas para el adecuado metabolismo.

Es importante saber que el agua no sólo es indispensable para que los procesos metabólicos en los seres vivos se realicen, también se requiere porque en el agua se encuentran algunos minerales importantes, como el sodio (Na), potasio (K), calcio (Ca), cloro (Cl), fósforo (P) y algunos otros. Estos elementos están disueltos en el agua en pequeñísimas cantidades, en el orden de miliequivalentes por litro (mEq/l), usualmente se encuentran formando compuestos simples o en forma libre.

Para el ser humano, se ha considerado que el agua es posiblemente el compuesto químico más importante para las funciones y actividades que realiza y también el más versátil, ya que como reactivo químico puede funcionar como ácido, álcali, ligando, agente oxidante o agente reductor.

Estructura y función de biomoléculas orgánicas

Carbohidratos

¿Sabes por qué cuando alguien se pone a dieta para bajar de peso o para controlar la diabetes, lo primero que le quitan de su alimentación son alimentos como el pan, la pasta y la tortilla? Pues resulta que esos alimentos contienen principalmente azúcares, que son la fuente más importante de energía en los sistemas vivientes, y que proporcionan calorías, aunque muchos de ellos también pueden ser elementos de almacenamiento de energía. Su estructura general está organizada por una cadena de carbono, ligada a átomos de hidrógeno y oxígeno, su fórmula general es Cn(H2O)n la cual nos indica que por cada átomo de carbono existen dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno en su conformación molecular general. Como ejemplo se puede observar la estructura de la glucosa cuya fórmula es C6H12O6, el cual es el carbohidrato más usado para la obtención de energía en los seres vivos.

La fórmula esquematizada de la molécula de glucosa muestra una estructura hexagonal, en la que cada uno de los vértices del hexágono corresponde a un átomo de carbono, excepto en un vértice, ya que está ocupado por un átomo de oxígeno, peculiaridad que le facilita el combinarse con otras moléculas
de glucosa.

La combinación de los carbohidratos más simples, conocidos como monosacáridos, se realiza a través de uniones entre ellos para formar disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos.

Los carbohidratos pueden ser:

Simples

  • Monosacáridos: glucosa, fructosa, galactosa, ribosa.
  • Disacáridos: lactosa, maltosa, sacarosa.
  • Se presentan en la verdura, la leche, en las frutas.
Esquema del enlace glucosídico en la sacarosa.

Complejos

  • Oligosacáridos: dextrinas de almidón.
  • Polisacáridos: almidón, glucógeno, celulosa, quitina.
  • Se encuentran en el pan, el cereal, los dulces, las legumbres o las verduras con alto contenido de almidón como la papa.

Lo importante para la nutrición humana es mantener una ingesta balanceada de todos los grupos de alimentos para asegurar el aporte de calorías suficiente a través de las proteínas, lípidos y carbohidratos que se consumen. Sin embargo, cuando se consume menos de lo que el organismo necesita puede ocasionar desnutrición.

Por otro lado, si se consumen en exceso alimentos ricos en carbohidratos el organismo toma los nutrientes que necesita para sus funciones vitales y el resto lo almacena en forma de moléculas de reserva, como glucógeno en el músculo e hígado o como grasa en el tejido adiposo. Este último mecanismo de reserva puede conducir a sobrepeso y en algunos casos más severos a la obesidad, importantes problemas de salud en México.

Además de la importancia que tienen los carbohidratos como fuentes de energía, también tienen otras funciones en los seres vivos, entre las que podemos mencionar las siguientes:

  • Reserva, como el glucógeno en animales y el almidón en las plantas.
  • Estructurales, como la celulosa en plantas y la quitina en algunos insectos.
  • Constituyentes del material genético, como la ribosa y desoxirribosa en los ácidos nucleicos.

Lípidos

Los lípidos, también conocidos como grasas, aceites y ceras, son ácidos orgánicos, porque estructuralmente se forman de cadenas de carbono unidos a hidrógeno y con un extremo que contiene un grupo carboxilo, –COOH.

Las formas más simples de los lípidos son los ácidos grasos, los cuales se definen como cadenas hidrocarbonadas que pueden contener enlaces simples y es cuando se llaman saturadas o con enlaces dobles en el caso de los insaturados.

Los lípidos pueden ser de diferentes tipos, entre los que se encuentran:

  • Fosfolípidos: localizados en membranas celulares.
  • Acilglicéridos: entre los que se encuentran los triglicéridos de reserva en animales.
  • Esteroides: a este grupo pertenece el colesterol y las sales biliares.
  • Carotenoides: precursores de la vitamina A.

A continuación, se mencionan las principales funciones de estas biomoléculas.

  • Aportan energía y mantienen la temperatura corporal
  • Estructural: constituyen las membranas de órganos y tejidos
  • Transportan las proteínas
  • Producen textura y sabor en los alimentos
  • Regulan funciones del organismo necesarios para el crecimiento

En el caso de los ácidos grasos saturados, llamados algunas veces grasas saturadas, se encuentran principalmente en alimentos de origen animal, como carne de res y de puerco, manteca y productos lácteos. Por la estructura que tienen con enlaces simples, son sustancias tóxicas para el organismo, y pueden provocar algunas enfermedades como el caso de problemas cardíacos.

Por el contrario, los ácidos insaturados cuya fuente son principalmente los aceites vegetales, se sabe que tienen efectos buenos sobre la salud humana, en este grupo se encuentran algunos alimentos conocidos actualmente como aceites omegas.
Existe un grupo de ácidos grasos que no pueden ser sintetizados por los animales denominados ácidos grasos esenciales, éstos permiten realizar procesos fisiológicos vitales y por ello es indispensable ingerirlos en la dieta.

Los lípidos también podemos encontrarlos en los vegetales, en las raíces, ramas, troncos y hojas de las plantas. En algunas semillas, por ejemplo en la mayoría de cereales, se encuentra una gran cantidad de lípidos en forma de aceites. También las producen ciertas bacterias, hongos y fermentos.

En el caso de los ácidos grasos de tipo animal se encuentran en el tejido subcutáneo, en la cavidad abdominal, en el hígado y en el tejido conjuntivo intermuscular. Los huesos (grasa de huesos) y particularmente de los mamíferos y la piel del ganado vacuno y otros animales, también contienen cantidades apreciables de grasa.

El consumo de lípidos en el humano, aporta sustancias importantes para algunas funciones celulares, pero también el exceso puede causar enfermedades peligrosas, por ejemplo, exceso de colesterol, que puede provocar problemas del corazón. Este exceso muchas veces tiene su origen en una alimentación rica en carbohidratos, los cuales mediante el metabolismo propio del organismo se van convirtiendo en grasa en nuestro cuerpo.

Proteínas

Las proteínas son las biomoléculas fundamentales de la vida. El organismo de un ser vivo las necesita para sobrevivir, para que funcionen sus órganos, sus tejidos y glándulas; además son necesarias para reparar y producir las células.
¿En qué momentos de la vida crees que se debe aumentar la ingesta de proteína? Principalmente en la infancia, en la adolescencia y en el periodo de un embarazo.

La estructura básica de una proteína es una cadena de aminoácidos. Las proteínas tienen una función estructural en las membranas celulares, pues constituyen canales y receptores, gracias a los cuales las funciones de captación de sustancias, respuesta a estímulos externos, respiración y reacción en las células se pueden llevar a cabo.

Estructura general de los aminoácidos

Cada uno de los organismos vivientes es diferente entre sí debido a la diversidad de su material genético, en él se especifica una secuencia de aminoácidos; estas secuencias de aminoácidos se sintetizan por los ribosomas en el interior de cada célula, para formar las macromoléculas que son las proteínas. Cuando las moléculas de aminoácidos están constituidas por menos de 30 se les denominan péptidos, cuando es mayor se le denominan proteínas. (Calixto, 2010).

Los aminoácidos se encuentran en algunas fuentes animales como carne, leche, huevo y pescado; además se encuentran en cereales y legumbres.

Niveles estructurales de las proteínas

Las diversas funciones que desarrollan las proteínas en los organismos se resumen en la siguiente tabla.

Grupo de alimentos

Para fines de orientación para una dieta adecuada se identifican tres grupos, cada uno de ellos igual de importantes y necesarios para lograr una buena nutrición:

  1. Verduras y frutas.
  2. Cereales y tubérculos.
  3. Leguminosas y alimentos de origen animal.
Verduras y Frutas

Son la única fuente de vitamina C, además aportan otras vitaminas como ácido fólico, carotenos, vitamina K y minerales como el potasio y el hierro, entre otros. Si se ingieren con cáscara y crudas, aportan gran cantidad de fibra dietética, importante para una buena digestión.

Ejemplos de verduras: acelgas, verdolagas, quelites, espinacas, flor de calabaza, nopales, brócoli, coliflor, calabaza, chayote, alcachofa, chícharos, tomate, jitomate, hongos, ejotes, chile poblano, zanahorias, aguacate, pepino, lechuga, entre otras.

Ejemplos de frutas: guayaba, melón, papaya, sandía, toronja, lima, limón, naranja, mandarina, zapote, plátano, ciruela, higo, mango, mamey, chicozapote, uvas, entre otras.

Cereales y tubérculos

Este grupo aporta la mayor parte de la energía que se necesita diariamente, así como una importante cantidad de vitaminas. Este grupo aporta la mayor parte de la energía que se necesita diariamente, además contienen una gran cantidad de vitaminas y son una fuente importante de fibra dietética, la cual ayuda a normalizar las evacuaciones y a dar volumen a la dieta.

  • Ejemplos de cereales: maíz, trigo, avena, arroz, amaranto, centeno, cebada y sus productos derivados como la tortilla, el pan, las pastas.
  • Ejemplos de tubérculos: papa, camote, yuca.
Leguminosas y alimentos de origen animal

Este grupo aporta proteínas que son indispensables para el crecimiento, así como minerales como hierro, calcio, zinc, entre otros, y varias vitaminas como vitamina A y varias del complejo B.

  • Ejemplos de leguminosas: frijol, lentejas, habas, garbanzo, alubias y soya.
  • Ejemplos de alimentos de origen animal: leche, queso, yogurt, huevo, pescado, mariscos, pollo, res, cerdo, etc.

A continuación encontrarás una lista de recomendaciones de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM, 2012) relacionada con la orientación alimentaria y el uso del plato del bien comer:

  1. Incluye al menos un alimento de cada grupo en cada una de las comidas del día.
  2. Come la mayor variedad posible de alimentos:
  • Muchas verduras y frutas, en lo posible crudas y con cáscara. Las verduras y frutas son la única fuente de vitamina C, además de contener otras vitaminas y nutrimentos inorgánicos. El consumirlas crudas preserva mejor las vitaminas, sobre todo la C, y el consumirlas con cáscara promueve un mayor consumo de fibra).
  • Suficientes cereales (tortilla, pan integral, pastas, arroz o avena), de preferencia integrales, combinados con leguminosas (frijoles, lentejas, habas o garbanzo). Justificación para esta
    recomendación: los cereales son la mayor fuente de energía de la dieta y si son integrales contienen fibra dietética. Al combinar los cereales con las leguminosas se mejora la calidad de la proteína vegetal.
  • Pocos alimentos de origen animal, prefiere el pescado o el pollo sin piel a las carnes de cerdo, borrego, cabrito o res. Consume leche descremada. Justificación para esta recomendación: evitar así el consumo excesivo de grasas saturadas y colesterol. Y al preferir el pescado se promueve el consumo de ácidos grasos omega 3.
  • Come de acuerdo con tus necesidades y condiciones. Ni de más, ni de menos.
    Justificación para esta recomendación: evitar la obesidad o la desnutrición.
  • Consume lo menos posible de grasas, aceites, azúcar y sal.
  • Prefiere los aceites a la manteca, mantequilla o margarina. Justificación para esta recomendación: los aceites contienen ácidos grasos esenciales, mientras que los otros productos contienen más grasas saturadas y ácidos grasos trans.
  • Cocina con poca sal, endulza con poca azúcar; no las pongas en la mesa y modera el consumo de los productos que los contengan en exceso. Justificación para esta recomendación: evitar la obesidad con el consumo excesivo de grasas y azúcares. Así como la hipertensión por un aumento en el consumo de sal.
  • Bebe agua pura en abundancia. La recomendación para el adolescente y el adulto es beber alrededor de 2 litros de agua al día. Evita consumir refrescos.
  • Procura la máxima higiene al almacenar, preparar y consumir los alimentos.
  • Bebe únicamente agua hervida o desinfectada.
  • Lava y desinfecta las verduras y frutas que se comen crudas.
  • Lávate las manos con agua y jabón antes de comer y después de ir al baño o de cambiar pañales.
  • Los pescados, mariscos, pollo, carnes deben consumirse bien cocidos.

Ácidos nucleicos ADN y ARN

Estructura y replicación del ADN

En todos los seres vivos existe una marca imborrable que nos distingue uno de otro. Esta marca es nuestro material genético, del cual existen dos tipos: ácido desoxirri-bonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN).

Los ácidos nucleicos están formados por moléculas llamadas nucleótidos, las cuales constan de tres componentes esenciales: ácido fosfórico, un azúcar que puede ser ribosa o desoxirribosa y una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas se clasifican en dos grupos:

  1. Purinas: adenina y guanina
  2. Pirimidinas: citosina, timina y uracilo

Observa su estructura:

Esquema básico de conformación de los ácidos nucleicos

La estructura molecular del ADN se presenta en forma de una doble hélice, semejante a una escalera de caracol, dicha forma está determinada principalmente por la desoxirribosa. Por el contrario, el ARN es una secuencia de nucleótidos organizado en una sola cadena, en el que la base nitrogenada uracilo sustituye a la timina.

El ADN contiene el código genético, por lo cual es considerado el centro de almacenamiento o biblioteca celular que contiene toda la información requerida para construir las células y los tejidos de un organismo. Aunque el material genético es el mismo para los seres vivos, la secuencia en su conformación es lo que genera toda la biodiversidad.

Entre las funciones más importantes del ADN se encuentran: almacén de la información genética, replicación y herencia del material genético y expresión del mensaje genético para sintetizar proteínas.

La capacidad de transmitir a las siguientes generaciones las características distintivas de cada especie, como de cada individuo, radica en una adecuada copia del material genético, no solo en la descendencia de los individuos, también en la descendencia celular. La generación de copias idénticas de material genético durante el proceso de reproducción celular se le conoce como replicación o duplicación.

Para que la replicación de origen a una cadena idéntica de material genético se requieren de cuatro pasos:

  1. El primer paso es desenrollar la doble cadena de ADN, esto gracias a la acción enzimática de algunas proteínas, al “destejer” la estructura de doble cadena se realizan “cortes” en diferentes puntos de la hélice para evitar un súper enrollamiento de la hélice.
  2. El siguiente paso, una vez abierta la cadena, es generar una copia de la cadena antigua, esto se logra realizando la complementación de las bases nitrogenadas, que siempre siguen una secuencia definida, bajo la siguiente relación de apareamiento: adenina-timina, citosina-guanina, timina-adenina y guanina-citosina. Este paso se ejemplifica en la figura, en los pares por color:
  3. Este paso incluye la revisión enzimática de que la copia sea correcta, esto se realiza mediante la participación de proteínas que identifican que el apareamiento sea correcto, de no ser así se corta el segmento y se sustituye por uno correcto.
  4. El cuarto y último paso es liberar las dos moléculas de ADN completas, cada una conserva una parte de la “hilera” molecular original o antigua y una recién sintetizada, por ello se le conoce como replicación semi – conservativa. (Velázquez, 2010)

ARN y síntesis de proteínas

El ARN es el ácido ribonucleico, el cual se sintetiza por medio de un proceso conocido como transcripción, que conlleva varios pasos en los cuales la información contenida en el ADN se traduce en instrucciones para construir proteínas. Este proceso es diferente para cada tipo de ARN.

Principales tipos de ARN:

  • ARN mensajero (ARNm): formado por ribonucleótidos que forman una estructura lineal, su principal función es contener las instrucciones dictadas en el ADN.
  • ARN de transferencia (ARNt): interpreta la información contenida en el RNAm y transfiere a los aminoácidos para la síntesis de proteínas. Su estructura es semejante a la un trébol.
  • ARN ribosomal (ARNr): forma la estructura de los ribosomas junto con algunas proteínas, es el sitio en el que se juntan los aminoácidos para producir proteínas, se sintetizan al nivel del nucleolo.

El proceso de síntesis de proteínas a nivel celular se le denomina traducción, la cual como ya hemos comentado se realiza en los ribosomas, los cuales se encuentran fijados al retículo endoplásmico rugoso, libres en citoplasma y también en las mitocondrias.

Este proceso mediante el cual las células producen diversas proteínas a través de la unión de aminoácidos, implica diversos pasos moleculares y enzimáticos. El tipo o secuencia de aminoácidos que forman una proteína, está determinada por el mensaje dictado en principio por el DNA y específicamente durante el proceso de traducción por el ARNm.

Código genético

Las enzimas que participan en el proceso saben a qué aminoácidos corresponde la secuencia de nucleótidos del ARNm, esto es posible gracias a un sistema de tripletes de nucleótidos que permite hacer la referencia a aminoácidos específicos, conocido como código genético.

George Gamow postuló que un código de codones de tres bases debía ser empleado por las células para codificar la secuencia de aminoácidos, explicando que con cuatro bases nitrogenadas distintas, al menos 20 combinaciones son posibles para así tener 64 combinaciones posibles.

Más tarde en, 1961, Marshall Nirenberg y Heinrich J. Matthaei descubrieron la primera correspondencia codón- aminoácido, el cual se refiere a un aminoácido llamado fenilalanina.

Ejemplos de correspondencias codones a aminoácidos se muestran en la siguiente tabla.

Ejemplo de codones – aminoácidos

Los seres vivos necesitan de estos procesos moleculares que hemos revisado para la expresión de los genes y la replicación de su material genético indispensable para la generación de nuevas células. De esta manera se sintetizan muchas de las proteínas que forman a los organismos vivos, por ejemplo de las de los músculos, de los ojos, las que están en nuestra sangre.

Aplicaciones del ADN

El análisis del ADN se realiza mediante técnicas de biología molecular y la manipulación del material genético con la ingeniería genética ha permitido su empleo para fines terapéuticos e industriales, algunas de sus aplicaciones se mencionan a continuación:

  • Fabricación de sustancias como vacunas, drogas, hormonas, antibióticos.
  • Producción de alimentos transgénicos.
  • Medicina forense.
  • Pruebas de paternidad.
  • En la paleontología se utiliza para relacionar los fósiles con la especie de origen.

Fuente: Secretaría de Educación Pública. (2015). Biología I. Ciudad de México.