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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.