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50 A B C CIENCIA Y FUTURO MIÉRCOLES 4- 2- 87 -Lección magistral del profesor Severo Ochoa- L A información gebol, en una de cuyas nética en los sehojas hay un triplete, el res vivos, o sea, llamado anticodón, la información necesacomplementario al coria para el manteniOfrecemos, a continuación, la lección magistral que dictó ayer en la dón de ese aminoácimiento y propagación Real Academia de Medicina el profesor Severo Ochoa de Albornoz, con modo. Es pues un amide las especies, está tivo de tomar posesión como académico de honor de la Corporación. noacil t- RNA el que se localizada en- los crocoloca, gracias a su mosomas del núcleo celular. Estos se compo- base uracilo (U) reemplaza a la timina. Ade- anticodón, junto al codón del mRNA corresnen de ácido desoxiribonucleico (DNA) y de más, el RNA es en general mónocatenario. pondiente al aminoácido que porta. proteínas en su mayor parte básicas, las his- Así como en la replicación del DNA cada Al presentarles en la figura anterior una tonas en las células somáticas, las protami- banda sirve de guión para la síntesis de una parte del código genético me he adelantado a nas en las germinales. Como se sabe, desde banda complementaria de DNA filial, el DNA mi historia, pues lo que deseo describir es la los clásicos experimentos de Avery, McLeod mensajero es una cadena complementaria a manera en que el código se descifró. La clay McCarty, y los ulteriores de Hershey, el por- una de las dos del DNA e idéntica a la otra ve la suministró un enzima, la polinucleótido tavoz de la información genética es el DNA. excepto en la substitución de T por U. En fosforilasa, descubierto por nosotros en 1954. ciertos organelos citoplásmicos, como los mi- ambos casos la síntesis está regida por la ley Por eso digo en ocasiones que este enzima tocondrias, asiento principal de la generación de complementariedad. es la piedra de Rosetta del código genétide energía oxidativa en los seres vivos, conPuede decirse que el DNA es un escrito ci- co, ya que esa piedra suministró a Champotienen una cantidad limitada de DNA con in- frado en una clave o código, el código genéti- lion la clave que le permitió descifrar los jeraformación genética que determina parte de su co, con instrucciones para la síntesis de pro- glíficos egipcios. Con la polinucleótido fosforiestructura y función. teínas específicas. Hacia el final de los años lasa es posible sintetizar una gran variedad El DNA está formado por largas cadenas cincuenta, ingeniosos experimentos de Bren- de poliribonucleótidos cuya estructura químide elementos llamados nucleótidos. Cada nu- ner llevaron a la conclusión que una determi- ca es básicamente idéntica a la del RNA nacleótido está constituido por el enlace de tres nada secuencia de tres nucleótidos contiguos tural, aunque pueden diferir del mismo en componentes: fosfato, un azúcar, la desoxiri- especificaría a cada uno de los aminoácidos. muchos aspectos. Por ejemplo. Los polinubosa y una de las cuatro bases adenina, gua- El código genético sería pues un código de cleótidos sintéticos pueden ser cadenas de nina, timina o citosina, a las que me referiré tripletes. Una proteína puede estar formada un solo tipo de nucleótido (poli A, poli G, poli en lo sucesivo por sus respectivas iniciales A, por centenares de aminoácidos, de los que U, poli C) o de dos, tres, o más nucleótidos G, T y C. Estas bases poseen una propiedad hay 20 distintos. La información contenida en distintos (poli UC, poli AUC, poli Aguc, etcétefundamental que es, en cierto modo, la base el DNA es más que suficiente para especifi- ra) en proporciones variables. Otra notable dide la genética o, si se quiere, de la vida. car 20 aminoácidos, ya que el número de ferencia es que en estos polímeros los nuCada dos de las cuatro bases se asocian es- permutaciones de cuatro bases distintas, to- cleótidos están eslabonados, no específicapecíficamente, A con T y C con G, por medio madas de tres en tres, asciende a 43, o sea a mente como en el mRNA, sino al azar. de enlaces no covalentes conocidos como 64. Afortunadamente, los sistemas acelulares enlaces de hidrógeno. A las bases que tienRecapitulando, la información genética con- bacterianos capaces de traducir mRNA sinteden a asociarse de este modo se las denomi- tenida en el DNA se transmite al sistema ce- tizando proteínas específicas, resultaron tamna complementarias; por consiguiente, A es lular de síntesis proteica de modo que una bién capaces de traducir los polinucleótidos complementaria de T y C de G. cierta secuencia de bases dirige la formación sintéticos formando polipéptidos cuya compoLas cadenas del DNA tienen una determi- de una proteína con una secuencia única de sición de aminoácidos depende de la componada polaridad. Cuando se encuentran dos aminoácidos. El RNA participa como mensa- sición de bases de los mismos. De este cadenas complementarias de polaridad jero entre el DNA y la proteína. El DNA dirige modo demostró Nirenberg en 1961 que los opuesta se asocian mutuamente formando la síntesis del RNA mensajero y éste, a su sistemas bacterianos traducen poli U con forvez, la de las proteínas. En la primera etapa mación de polifenilalanina, descubriendo así DNA bicatenario. El DNA de la gran mayoría de los seres vi- se habla de una transcripción del DNA a el primer triplete (UUU) del código genético. vientes es bicatenario, pero el material gené- RNA; en la segunda, de una traducción del Esto significa que UUU es un codón de feni- lenguaje de cuatro. letras de los ácidos nuclei- lalanina. Poco después, demostramos nosotico de algunos virus es DNA mónocatenario: Watson y Crick propusieron para el DNA cos al de veinte letras de las proteínas. Cier- tros que polinucleótidos tales como poli AU bicatenario una estructura helicoidal. El inte- tos tripletes que no codifican ningún aminoá- estimulan la síntesis de polipéptidos que conrior de la hélice está ocupado por las bases cido funcionan como señales de comienzo o tienen fenilalanina, isoleucina, leucina y tirosina, mientras que el poli UG estimula la de cuyos planos, en posición vertical al eje de la terminación de la lectura. misma, están superpuestos longitudinalmenEste diagrama da una versión muy simplifi- polipéptidos que contienen fenilalanina, cisteíte. Las dos bandas son las cadenas de esla- cada del problema. El mRNA posee en reali- na, leucina, valina, glicina, triptófano y otros. bón repetitivo fosfato- desoxiribosa- phosphato- dad una información mucho más compleja. Nótese que el método que acabo de expodesoxiribosa, etcétera. El DNA es visible al Comienza con una secuencia, la secuencia microscopio electrónico. La duplicación del directriz, en la que las unidades de asemblaje ner suministraba la composición, pero no la DNA precede a la división celular. Cada célu- de las proteínas, los ribosomas, buscan tan- secuencia de bases de los tripletes. Es decir, la hija contiene una copia exacta del DNA de teando una posición para unirse al mRNA. sabíamos que un triplete tenía, por ejemplo, la célula materna. Conseguido esto, se desplazan a lo largo del dos Us y una C, pero ignorábamos si se traPero, ¿qué es un gen? Los genes no son mismo hasta que encuentran una secuencia taba de UUC, UCU o CUU. Nirenberg y Khosino segmentos de las cadenas del DNA. La de bases, el llamado promotor, al que se fijan rana, separadamente, determinaron ulteriorexpresión de un gen da lugar a la formación con más firmeza, comenzando entonces la mente las secuencias utilizando ingeniosos de una proteína, estructural o enzimática, ca- traducción en un triplete iniciador, AUG, que métodos. Bien determinando la fijación ribosómica de aminoacil t- RNAs, estimulaba esracterística. Los organismos, incluso los mo- codifica a la metionina, aminoácido con que pecíficamente por trinucleótidos de secuencia nocelulares más simples, poseen pues milla- comienza siempre la síntesis proteica. A con- conocida, o haciendo al sistema acelular bacres de genes. La falta o alteración (mutación) tinuación los ribosomas se desplazan a lo lar- teriano traducir poliribonucleótidos sintéticos de alguno o algunos de ellos resulta en la go del mensajero y la cadena polipeptídica con secuencia alternante de nucleótidos lo aparición de anomalías congénitas, tales crece. que daba lugar a la síntesis de polipéptidos como la oligofrenia fenilpirúvica y miles más. ¿Pero cómo reconocen los aminoácidos a con secuencia alternante de determinados La expresión genética no es directa, sino que los tripletes, o codones, correspondientes? aminoácidos. se realiza a través de un ácido ribonucleico Aquí encontramos de nuevo la ley de comple (RNA) llamado mensajero (mRNA) que sirve mentariedad. Los aminoácidos se asocian El código es redundante, es decir, que vaa su vez de molde o guión para la síntesis de previamente a un RNA relativamente peque- rios codones corresponden a un. mismo amilas proteínas. ño al que se conoce con el nombre de RNA noácido. A esto puede añadirse que, con poLa estructura del RNA es químicamente de transferencia o tRNA. El tRNA está reple- cas excepciones, el código genético es uniidéntica a la del DNA excepto que el azúcar gado sobre sí mismo formando una estructu- versal, el mismo para todos los seres es la ribosa, en vez de desoxiribosa, y que la ra que bidimensionalmente semeja a un tré- vivientes. EL CÓDIGO GENÉTICO