Una de las funciones más importantes de las células vivas es producir las proteínas necesarias para la supervivencia de un organismo. Las proteínas dan forma y estructura a un organismo y, como enzimas, regulan la actividad biológica. Para fabricar proteínas, una célula necesita leer e interpretar la información genética almacenada en su ácido desoxirribonucleico o ADN. Los sitios de síntesis de proteínas celulares son los ribosomas, que pueden ser libres o unidos. La importancia del ribosoma libre es que allí comienza la síntesis de proteínas.
DNA y RNA
El DNA es una cadena molecular larga compuesta por grupos alternantes de azúcar y fosfato. Una de las cuatro posibles bases de nucleótidos que contienen nitrógeno - A, C, T y G - cuelga de cada azúcar. La secuencia de las bases a lo largo de la cadena de ADN determina la secuencia de aminoácidos que forman las proteínas. El ácido ribonucleico, o ARN, transmite una copia complementaria de una porción de una molécula de ADN, un gen, a los ribosomas, que son pequeños gránulos compuestos de ARN y proteínas. El ARN se asemeja al ADN, excepto que sus grupos de azúcar contienen un átomo de oxígeno adicional y sustituye la base de ADN de la base de nucleótidos U. Los ribosomas crean proteínas de acuerdo con la información almacenada en el ARN mensajero, o ARNm.
Codificación complementaria
Las reglas para transcribir ADN a ARN especifican una correspondencia entre las bases en el gen y las bases en el ARNm. Por ejemplo, una base A en un gen especifica una base U en la cadena de ARNm. De manera similar, las bases T, C y G de un gen especifican bases A, G y C, respectivamente, en ARNm. La información genética contenida en el ARNm toma la forma de tripletes de bases nucleotídicas llamadas codones. Por ejemplo, el triplete de ADN TAA crea el triplete de ARN UTT. Por lo tanto, las cadenas de ADN y ARN contienen información complementaria, aunque única, codificada en la secuencia de bases de nucleótidos. Casi todos los trillizos codifican un aminoácido específico, aunque algunos trillizos especifican el final de un gen. Varios trillizos diferentes pueden codificar el mismo aminoácido.
Ribosomas
La célula fabrica ribosomas directamente a partir de ARN ribosómico, o ARNr, codificado por genes de ADN específicos. El ARNr se combina con proteínas para formar subunidades grandes y pequeñas. Las dos subunidades solo se unen durante la síntesis de proteínas. En una célula procariota, es decir, una célula sin un núcleo organizado, las subunidades del ribosoma flotan libremente dentro del líquido de la célula, o citosol. En eucariotas, las enzimas en el núcleo de una célula construyen subunidades ribosómicas. El núcleo luego exporta las subunidades al citosol. Algunos de los ribosomas pueden unirse temporalmente a un orgánulo celular llamado retículo endoplasmático, o RE, cuando se forman proteínas, mientras que otros ribosomas permanecen libres a medida que sintetizan proteínas.
Traducción
Un ribosoma libre es más pequeño subunidad agarra una cadena de ARNm para comenzar la síntesis de proteínas. La subunidad más grande se engancha y comienza a traducir cada codón de ARNm. Esto implica exponer y posicionar cada codón de ARNm de modo que las enzimas puedan identificar y unir el aminoácido correspondiente al codón actual. Una molécula de ARN de transferencia, o ARNt, con un anticodón complementario se bloquea en la subunidad más grande, su aminoácido designado a remolque. Luego, las enzimas transfieren el aminoácido a la cadena de proteína en crecimiento, expulsan el ARNt usado para su reutilización y exponen el siguiente codón de ARNm. Cuando termina, el ribosoma libera la nueva proteína y las dos subunidades se disocian.
