Proteínas e Xenes: Os Segredos do ADN e a Vida

As proteínas son os compoñentes principais da célula, razón pola cal se necesitan para a reparación de tecidos, crecemento, división celular e outras moitas funcións relacionadas coa estrutura física dos seres vivos.

Grazas á proteómica (estudo das proteínas) sabemos que nos seres humanos existen preto de 100.000 proteínas diferentes e durante anos pensouse que debían existir un número idéntico de xenes. Pensábase que cada xene determinaba unha única proteína.

Coa chegada de novas tecnoloxías e do proxecto xenoma humano, púidose concluír que soamente posuímos uns 25.000 xenes. Entón, como é que temos tantas proteínas? 🤔

Os xenes

Un xene é unha secuencia de ADN coa información necesaria para expresar un fenotipo. Xene non se restrinxe soamente ás secuencias de ADN que se expresan como proteínas.

Nos organismos eucariotas as longas secuencias de xenes atópanse interrompidas por un tipo de secuencias que non son necesarias para o xene en cuestión: os intrones. Para que o ARN mensaxeiro poida traducirse de maneira eficaz, estes intrones deben ser eliminados.

Como elixe verdadeiramente o ARN mensaxeiro a cadea de ADN que debe complementar?

Dise que o ARN mensaxeiro elixe unha das cadeas de ADN, unha aleatoria, pois ben, isto non é exactamente así, para empezar o ARN elixe a cadea de ADN seguindo uns termos:

El só colle un xene, o xene que debe elixir vén determinado por algo chamado promotores, que se sitúan ao principio de cada un dos xenes (só nunha das cadeas), cada cadea ten os seus promotores, pero nun mesmo xene das dúas cadeas só pode haber un promotor, que se situará ao principio dunha das cadeas. Permitindo ao ARN mensaxeiro elixir esa cadea, da cal máis tarde fará a súa respectiva complementaria.

Outras funcións dos promotores

Outra función importante dos promotores é que se encargan de establecer o momento no que se debe empezar a copiar o xene.

Estes represéntanse en caixas ou secuencias de nucleótidos, nestas caixas ou secuencias atópanse sitios crave onde a ARN polimerasa únese. Son algo así como lugar de ancoraxe para a ARN polimerasa.

Intróns e Exóns

Dentro do xene hai máis partes que as que se utilizan para xerar proteínas, para quitalas, ponse en práctica un proceso chamado splicing alternativo, que elimina esas partes que non son necesarias á hora de facer a proteína. Unha delas son por exemplo os intrones, que non é que sexan precisamente inútiles, pero a súa función non é necesaria para a creación da proteína. De feito, antes pensábase que os intrones eran "ADN lixo", pero descubriuse que poden desempeñar funcións importantes, como a regulación da expresión génica e a evolución xenética.

Tamén existen partes que se se conservan para a creación da parte complementaria do xene. Unha delas sería o denominado exón, que se unen para formar o ARN mensaxeiro, que logo será traducido en proteínas.

Basicamente que no ADN que codifica para proteínas atopamos dous tipos de secuencias, intróns e exóns. Os primeiros son secuencias que non chegarán a ser traducidas a proteína, é dicir, serán eliminados por splicing. Os exones doutra banda serán as secuencias que si se traducirán a proteínas.

Os exóns non se reordenan ao azar, senón que o splicing está moi controlado coa fin de que non xurdan proteínas prexudiciais para o propio individuo.

Splicing Alternativo

É un método que utilizan as células para crear moitas proteínas a partir da mesma hebra de ADN. Tamén se lle chama splicing alternativo de ARN ou mesmo proceso de maduración. No splicing alternativo, as interaccións entre diferentes proteínas, a célula e o medio ambiente poden facer que diferentes segmentos do ADN orixinal omítanse do ARNm. Cando isto sucede, o ARNm alternativo tradúcese nunha proteína completamente diferente.

Ademais, é un mecanismo que involucra varias reaccións químicas, usado para eliminar elementos que interrompen a secuencia de certo xene. Os elementos que se conservan denomínanse exones.

O splicing alternativo fai referencia ás alternativas que ten o ARN mediante o splicing, que é a eliminación de secuencias concretas da cadea de ARN. 

Poida que os exones non se ensamblen no mesmo orde en que foron transcritos ao ARN, senón que se ordenen establecendo distintas combinacións.

Desta maneira, coa reorganización ou eliminación dun fragmento do ARNm, pódense traducir proteínas con función ou lugar de acción diferentes.

Isto significa que os exones únense en diferentes combinacións, o que dá lugar a diferentes cadeas de ARNm (alternativas). En consecuencia, as proteínas traducidas de ARNm unidas alternativamente adoitan conter diferenzas na súa secuencia de aminoácidos e, a miúdo, nas súas funcións biolóxicas.

Deste xeito un mesmo xene pode dar lugar a moitas proteínas diferentes.🥳