La naturaleza del gen
7.1 EL CONCEPTO DEL PROCESAMIENTO DE
INFORMACIÓN EN LA CÉLULA
Las complejas actividades de las células individuales, al
igual que las de los organismos pluricelulares, son controladas y guiadas por un conjunto de instrucciones (genes) almacenadas en los cromosomas. En esencia, esas
instrucciones contienen información para la síntesis de
proteínas específicas. Dado que las proteínas constituyen
tanto la citoestructura básica como las enzimas que dirigen el metabolismo, la naturaleza de las proteínas sintetizadas determinará las características estructurales y
funcionales de la célula o el organismo.
La biología molecular contemporánea se centra
en: 1) cómo la información está ordenada (codificada) en
el cromosoma, 2) cómo se procesa la información, 3)
cómo se reproducen a sí mismas las instrucciones cada
vez que la célula se divide, de modo que cada una de las
células cuente con una copia de éstas y 4) cómo puede
modificarse la información para generar nuevas instrucciones. La regulación y el control de cada una de estas
transacciones de información constituyen otro aspecto
más de la biología molecular, disciplina que nos permite
conocer la vida al facilitarnos la comprensión de las funciones que desempeñan las macromoléculas.
Hoy se sabe que las propiedades de una sola molécula, el DNA, pueden explicar en su totalidad los fenómenos de codificación, procesamiento, replicación y
modificación (mutabilidad) de la información. El DNA es
algo así como un plano que dirige el destino de la célula
a lo largo de su vida. En cierto sentido, también es la sustancia de la inmortalidad, ya que es el DNA lo que se
transmite de una generación a la siguiente para conservar la continuidad genética entre progenitores y descendientes. En algunos virus, el RNA, sustancia muy
parecida al DNA, se encarga de la función coordinadora
central.
A semejanza de un molde para el vaciado de
bronce, el DNA crea una molécula mensajera de estructura complementaría a la suya en vez de sintetizar directamente las proteínas. La necesidad de utilizar un
mensajero radica en la importancia del DNA, el material
génico básico, y en los peligros existentes en el citoplasma, lugar donde ocurre la síntesis proteínica. Aunque el
DNA es una macromolécula relativamente estable y de
gran resistencia, puede ser degradada por enzimas llamadas DNAsas o alterada por cambios en su ambiente
inmediato. De la misma manera que un general no toma
parte directamente en las batallas, también el DNA (en
los eucariotes) permanece detrás de las líneas de la
membrana nuclear, lugar protegido desde el cual puede
enviar una, ninguna o muchas copias de la molécula
mensajera que sintetiza una proteína específica.
La producción de moléculas mensajeras a partir del
molde de DNA recibe el nombre de transcripción. La
molécula mensajera es una clase especial de RNA llamada RNA mensajero (mRNA). Posteriormente, el mRNA
se reúne con los ribosomas y con algunas otras moléculas secundarias del citoplasma para sintetizar una
proteína. Este último paso se denomina traducción. Entonces, la información especializada (código) para el
ensamblaje de los aminoácidos que integran una proteína, se transcribe primero del DNA a una "cinta" de RNA y
después se traduce en una proteína. En sí, el DNA se replica cada vez que la célula se divide para que la información pase de una generación a la siguiente.
Se necesita un alto grado de fidelidad en los procesos de codificación de la información, de transmisión de
la información hasta que ocurre el ensamblaje de la proteína y de reproducción del DNA completo. Si el mensaje
se maltrata en cualquiera de esas etapas, no habrá coherencia al sintetizar las proteínas. Con todo, es posible
cierta modificación del mensaje, pero siempre dentro de
los límites impuestos por la naturaleza del aparato de información. Las alteraciones físicas de la subestructura
del DNA provocan cambios en la secuencia codificada.
Estos cambios, llamados mutaciones, son sucesos relativamente raros que originan secuencias genéticas nuevas, las cuales serán puestas a prueba en el transcurso
de las modificaciones evolutivas. El sexo baraja los
naipes; las mutaciones agregan nuevos naipes a los
existentes.