1. Código genético y síntesis de proteínas:
* ADN como plano: Las instrucciones para hacer proteínas están codificadas en nuestro ADN. Cada gen dentro de nuestro ADN contiene la secuencia de nucleótidos (A, T, C, G) que especifica el orden de aminoácidos en una proteína.
* Transcripción y traducción: La secuencia de ADN se transcribe primero al ARN mensajero (ARNm), que lleva la información genética a los ribosomas. Los ribosomas traducen la secuencia de ARNm en una cadena de aminoácidos, siguiendo el código genético.
* Variedad de aminoácidos: Hay 20 aminoácidos diferentes que se pueden usar para construir proteínas, y el orden de estos aminoácidos determina la estructura y función únicas de la proteína.
2. Mecanismos de diversidad de proteínas:
* empalme alternativo: Un solo gen puede producir múltiples isoformas de proteínas a través del empalme alternativo. Este proceso implica seleccionar diferentes combinaciones de exones (regiones de codificación) dentro de un gen, lo que resulta en diferentes transcripciones de ARNm y, en última instancia, diferentes proteínas.
* Modificaciones postraduccionales: Después de la síntesis, las proteínas pueden sufrir una variedad de modificaciones, como fosforilación, glucosilación o acetilación. Estas modificaciones pueden alterar la actividad, estabilidad o ubicación de una proteína dentro de la célula.
* Interacciones proteína-proteína: Las proteínas rara vez funcionan de forma aislada. Interactúan entre sí para formar complejos más grandes, lo que puede aumentar aún más la diversidad de las funciones de proteínas.
* Duplicación y evolución del gen: Durante el tiempo evolutivo, los genes se pueden duplicar, y estos genes duplicados pueden acumular mutaciones que conducen a nuevas funciones de proteínas.
3. Herramientas y bases de datos computacionales:
* bioinformática: Los científicos usan herramientas computacionales para analizar secuencias de ADN y proteínas, predecir la estructura de proteínas e identificar las interacciones de proteínas.
* bases de datos de proteínas: Las grandes bases de datos, como Uniprot y PDB, almacenan información sobre millones de secuencias de proteínas, estructuras y funciones. Estas bases de datos permiten a los investigadores buscar proteínas específicas, analizar sus propiedades y compararlas con otras proteínas.
4. Técnicas experimentales:
* espectrometría de masas: Esta técnica se puede utilizar para identificar y cuantificar proteínas en una muestra, lo que permite a los científicos estudiar el proteoma (el conjunto completo de proteínas en un organismo o célula).
* CRISTALOGRAFÍA DE RAYES X Y ESPERTROSCOPIA DE NMR: Estas técnicas se utilizan para determinar la estructura tridimensional de las proteínas, proporcionando información sobre su función.
En resumen: Los millones de proteínas que se encuentran en los organismos vivos son una consecuencia de la intrincada interacción entre el código genético, la síntesis de proteínas, diversos mecanismos de modificación de proteínas y el proceso evolutivo. Los científicos usan una combinación de herramientas computacionales, técnicas experimentales y bases de datos para estudiar y comprender este vasto universo de proteínas.
