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92 BIOLOGÍA Cada azúcar del esqueleto de la cadena está unido mediante una molécula de fosfato al átomo de carbono 5 (C-5) del azúcar situado encima; del mismo modo, un fosfato del C-3 lo liga al inferior. Un extremo de la cadena, cuyo azúcar terminal ya no tiene otro azúcar encima y, por lo tanto, posee un carbono libre o fosforilado en la posición C-5, se llama extremo 5'; el otro extremo, en el que el azúcar terminal no tiene otro azúcar debajo y por ello cuenta con un carbono libre o fosforilado en la posición C-3, recibe el nombre de extremo 3' (Fig. 7.3). La prima 0 en la numeración de los carbonos del azúcar sirve para distinguirlos de los carbonos de la base unida a éste. Cada cadena corre con polaridad opuesta a la de su cadena complementaria. Es decir, el extremo 5' de una cadena coincide con el extremo 3' de la cadena complementaria. Por esta razón se dice que son antlparalelas. Lo anterior sugiere que, muy probablemente, las cadenas se sintetizan en sentidos opuestos. Cabe resaltar que, debido a que una base purínica grande siempre se asocia con una pirimidina pequeña, la molécula de DNA presenta abultamientos o constricciones, sino que conserva una anchura uniforme a todo lo largo de la doble hélice. Por otra parte, dado que la célula promedio contiene cerca de 2 m de DNA, existe una gran necesidad de compactar la molécula dentro del núcleo. La unidad compacta fundamental es el nucleosoma (Fig. 7.5), el cual contiene DNA y varios tipos de una pequeña proteína básica llamada historia. El nucleosoma es una estructura con aspecto de collar de cuentas que reduce considerablemente la longitud del DNA. 7.3 CODIFICACIÓN DE LA INFORMACIÓN: EL LENGUAJE DEL GEN En 1953, Watson y Crick publicaron su modelo hipotético de la estructura del DNA en un artículo de página y media de la revista Nature. Este singular acontecimiento señaló el principio de la era de la biología molecular. Poco después, comenzó la activa búsqueda de los principios que nos permitieran comprender, con precisión, cómo es que la estructura del DNA se hace cargo de la codificación y el procesamiento (transcripción y traducción) de información, de la replicación de las macromolóculas portadoras de esa información y hasta de la alteración ocasional del mensaje en sí. George Gamow fue de los primeros en darse cuenta de que, si el DNA es portador del código de ensamblaje de los aminoácidos de las proteínas, entonces el código debe tener como mínimo 20 "palabras" (codones) diferentes para lograr la disposición ordenada de los 20 aminoácidos naturales. Dado que los fosfatos y los azúcares están dispuestos en una secuencia alternante invariable a lo largo del eje de cada cadena polinucleotídica, esos componentes del nucleótido no pueden representar un lenguaje con una gama amplia de opciones estructurales. Por tanto, el mecanismo de codificación debe ser el orden de las bases a lo largo de las cadenas. ¿Cabe la posibilidad de que este lenguaje (código), cuyo alfabeto es de bases, esté formado por palabras (codones) de una sola letra? No, pues cuatro bases equivalen únicamente a cuatro codones diferentes. De manera similar, cuatro bases diferentes, tomadas dos a la vez, producen solamente estas 16 combinaciones: Si consideramos que el codón tiene tres bases, entonces existen 43, es decir 64 diferentes combinaciones, las cuales son más que suficientes para codificar el ensamblaje de 20 aminoácidos. Gamow formuló la hipótesis del codón triple y, tiempo después, Crick probó su validez funcional. (Para formar los 64 codones triples, añada alternadamente cada una de las cuatro bases a los codones dobles antes mostrados.) El código genético, basado en secuencias lineales de tres bases, parece ser el mismo para todas las formas vivas, desde las bacterias hasta los seres humanos. Por otra parte, se dice que es degenerado (redundante) porque varios codones pueden codificar un mismo aminoácido. Por ejemplo, en el cuadro 7.1 puede observarse que a la leucina corresponden seis codones: UUA, UUG, CUU, CUC, CUA y CUG. Dado que existen mucho más codones de los necesarios para insertar los 20 aminoácidos en una cadena proteínica, algunos de estos tienen función análoga a la de los símbolos de puntuación; es decir, actúan como señales de inicio o de terminación durante la síntesis de proteínas. Sólo una de las cadenas de la doble hélice puede contener información significativa para la síntesis de una proteína. Cada codón de la cadena opuesta, en una misma región, es el complemento de su respectivo codón en la cadena con sentido. Por ejemplo, si se leen ambas cadenas a partir de sus respectivos extremos 5', un triplete con secuencia CTG en la cadena con sentido genera la secuencia CAG en la cadena opuesta. Si bien es cierto que las secuencias complementarias también pueden codificar aminoácidos y no son simples secuencias absurdas, lo más probable es que no codifiquen los mismos aminoácidos dictados por los codones de la cadena con sentido. Más bien, cuando se trate de otra proteína, esa cadena complementaria puede convertirse en la caleña con sentido junto con otra porción del DNA.