¿Para qué codifica la secuencia de nucleótidos del ADN?

Sería difícil terminar la escuela primaria sin escuchar que el ADN es "el modelo de la vida". Está en casi todas las células de casi todas las criaturas vivientes de la Tierra. El ADN, ácido desoxirribonucleico, contiene toda la información necesaria para construir un árbol a partir de una semilla, dos bacterias hermanas de un solo padre y un ser humano a partir de un cigoto. Los detalles de cómo guía estos procesos complejos están conectados a la secuencia de nucleótidos en el ADN, ordenados en un código de tres segmentos que define cómo se construyen las proteínas. Lo hace en pasos: el ADN construye ARN, luego el ARN construye proteínas.

Hay mucha terminología asociada con el ADN, pero aprender algunos términos importantes puede ayudarlo a comprender los conceptos. El ADN se construye a partir de cuatro bases diferentes: adenina, guanina, timina y citosina, generalmente abreviadas como A, G, T y C. A veces, las personas se refieren a cuatro nucleósidos o nucleótidos diferentes en el ADN, pero esas son versiones ligeramente diferentes de las bases. Lo importante es la secuencia de A, G, T y C en una hebra de ADN, porque es el orden de esas bases el que contiene el código del ADN. El ADN generalmente tendrá una forma de doble hebra, con dos moléculas largas enrolladas una alrededor de la otra.

El propósito último de la codificación del ADN es crear proteínas, pero el ADN no produce proteínas directamente. En cambio, produce diferentes tipos de ARN, que luego producirán la proteína. El ARN se parece al ADN: tiene estructuras muy similares, excepto que casi siempre existe como una sola hebra en lugar de una doble hebra. Lo importante es que el ARN se construye a partir del patrón que existe en el ADN con una diferencia: donde el ADN tiene una timina, una "T", el ARN tiene un uracilo, una "U".

Hay muchas moléculas diferentes involucradas en la producción de proteínas, pero el trabajo básico lo realizan dos tipos diferentes de moléculas de ARN. Uno se llama ARNm y consta de cadenas largas que contienen el código para construir una proteína. El otro se llama ARNt. La molécula de ARNt es mucho más pequeña y tiene una función: transportar aminoácidos a la molécula de ARNm. El ARNt se alinea en el ARNm de acuerdo con el patrón de las bases del ARNm, el orden de los segmentos C, G, A y U. El ARNt solo encaja en el ARNm de una manera, lo que significa que los aminoácidos transportados por el ARNt solo se alinearán de una manera también. El orden de esos aminoácidos es lo que crea una proteína.

Hay cuatro bases diferentes en el ARN. Si cada base coincidiera con solo un aminoácido separado, entonces solo podría haber cuatro aminoácidos diferentes. Pero las proteínas se construyen a partir de 20 aminoácidos. Eso funciona porque cada ARNt, las moléculas que transportan aminoácidos, coincide con un orden específico de tres bases en el ARNm. Por ejemplo, si el ARNm tiene la secuencia CCU de tres bases, entonces el único ARNt que encajará en ese lugar debe llevar el aminoácido prolina. Estas secuencias de tres bases se denominan codones. Los codones llevan toda la información necesaria para producir proteínas.

Las moléculas de ADN son muy largas. Una sola molécula de ADN puede producir muchas moléculas de ARN diferentes, que luego producen muchas proteínas diferentes. Parte de la información sobre las moléculas de ADN largas consiste en señales o postes indicadores que muestran dónde debe comenzar y detenerse una cadena de ARN. Entonces, la secuencia de ADN contiene dos tipos diferentes de información: los codones de tres bases que le dicen al ARN cómo colocar aminoácidos juntos en una proteína y señales de control separadas que muestran dónde debe comenzar una molécula de ARN y detener.