La traducción y el código genético

¿Para qué sirve esto?

Ya sabes que un gen se copia en un ARN mensajero y que ese mensaje sale del núcleo escrito con cuatro letras. Pero una flor no es roja por tener un ARNm, ni un conejo es negro por tener codones. Lo que produce esas características son las proteínas: unas fabrican pigmentos, otras forman el pelo o los músculos, otras aceleran las reacciones de la célula.

En esta lección verás cómo la célula pasa del idioma de las bases al idioma de los aminoácidos. Ese paso se llama traducción, y con él se cierra el camino que une el genotipo, lo que está escrito en el ADN, con el fenotipo, lo que se ve.

Antes de empezar recuerda qué es un codón, cuáles son los codones de inicio y de parada, y cómo se escribe un ARNm a partir de una hebra molde.

Los protagonistas

• El ARNm, con el mensaje escrito en codones.
• El ribosoma, la «máquina» del citoplasma que recorre el ARNm y une los aminoácidos.
• Los ARN de transferencia (ARNt): moléculas pequeñas de ARN que llevan un aminoácido en un extremo y, en el otro, tres bases llamadas anticodón. El anticodón es complementario de un codón; por ejemplo, el ARNt con anticodón UAC se aparea con el codón AUG.

Los pasos de la traducción

1. Inicio. El ribosoma se une al ARNm y lo recorre hasta encontrar el codón AUG. Allí llega el primer ARNt, con su anticodón UAC y el aminoácido metionina.
2. Alargamiento. El ribosoma deja ver el codón siguiente y entra el ARNt cuyo anticodón le corresponde. El ribosoma une su aminoácido con el anterior mediante un enlace peptídico, avanza tres bases y el ARNt que ya entregó su aminoácido se suelta para cargar otro. Así, codón por codón, la cadena crece.
3. Terminación. Cuando el ribosoma llega a un codón de parada (UAA, UAG o UGA), ningún ARNt trae aminoácido. La cadena se suelta y el ribosoma se separa del ARNm.

La cadena de aminoácidos se dobla después sobre sí misma y toma una forma propia. Esa forma depende del orden de los aminoácidos, y de la forma depende el trabajo de la proteína: si cambia el orden, puede cambiar la forma, y con ella lo que la proteína hace.

Una tabla de práctica

El código genético dice qué aminoácido corresponde a cada uno de los 64 codones. En esta lección no usamos la tabla real completa, sino una tabla de práctica con pocos codones. Salvo el inicio y las paradas, los aminoácidos se nombran con colores, como las cuentas de un collar, para no confundirlos con los nombres reales:

Fíjate en que dos codones distintos, GCU y GCC, dan el mismo aminoácido. En el código real pasa lo mismo con muchos aminoácidos, porque hay más codones que clases de aminoácidos.

El caso del técnico de laboratorio

Imagina a un técnico de laboratorio que estudia una hormona de un ratón. Obtiene el ARNm del gen de esa hormona y, con la tabla del código genético, lee sus codones y encuentra los aminoácidos. Ese es el camino que acabas de recorrer: de codones a aminoácidos hay una sola lectura posible.

El camino de vuelta es distinto. Si solo se conoce la cadena de aminoácidos, no se puede saber con seguridad cuál era el ARNm, porque un mismo aminoácido puede venir de varios codones.

De la proteína al fenotipo

Ahora puedes unir esta unidad con lo que aprendiste de Mendel. Piensa en una planta en la que el color rojo de los pétalos se debe a un pigmento, y en la que ese pigmento lo fabrica una proteína que acelera una reacción, una enzima. El gen de esa enzima tiene dos alelos:

• el alelo R tiene la secuencia que produce una enzima que funciona;
• el alelo r tiene una secuencia distinta, y la enzima que sale de él no funciona.

Una planta RR o Rr tiene al menos un alelo que produce enzima útil, fabrica el pigmento y tiene flores rojas. Una planta rr no fabrica el pigmento y sus flores son blancas. Así se ve, molécula por molécula, la relación entre genotipo y fenotipo:

$$\text{gen (ADN)} \rightarrow \text{ARNm} \rightarrow \text{proteína} \rightarrow \text{característica}$$

Este caso también explica la dominancia en muchos genes: con una sola copia que funcione, la célula fabrica suficiente proteína y la característica aparece. No todas las proteínas trabajan así, y el ambiente también influye en el fenotipo, pero la cadena de la información siempre pasa por las proteínas.

En resumen

• En la traducción, el ribosoma lee el ARNm codón por codón y une los aminoácidos que traen los ARNt.

• Cada ARNt tiene un anticodón complementario de un codón y lleva el aminoácido que ese codón indica.

• La traducción empieza en el AUG y termina en un codón de parada, que no aporta aminoácido.

• De codones a aminoácidos hay una sola lectura; de aminoácidos a codones puede haber varias, porque varios codones indican el mismo aminoácido.

• Las proteínas producen las características: el gen se transcribe, el ARNm se traduce y la proteína da el fenotipo.

Vocabulario

Traducción

Proceso en el que el ribosoma lee el ARNm codón por codón y une los aminoácidos en el orden que este indica.

Ribosoma

Estructura del citoplasma, formada por ARN y proteínas, donde se lee el ARNm y se fabrican las proteínas.

ARN de transferencia

ARN pequeño que lleva un aminoácido en un extremo y un anticodón en el otro. Se abrevia ARNt.

Anticodón

Grupo de tres bases del ARNt, complementario de un codón del ARNm.

Código genético

La correspondencia entre cada codón del ARNm y el aminoácido o la señal que indica.