Es
un trastorno de los túbulos renales en el cual ciertas sustancias normalmente
absorbidas en el torrente sanguíneo por los riñones son liberadas en su lugar
en la orina.
Causas
v
El síndrome de Fanconi puede ser causado por
genes defectuosos o puede aparecer posteriormente en la vida debido a daño
renal. Algunas veces, se desconoce su causa.
En los niños, las causas comunes de este
síndrome son defectos genéticos que afectan la capacidad del cuerpo para
descomponer ciertos compuestos, como:
·
Cistina (cistinosis)
·
Fructosa (intolerancia a la fructosa)
·
Galactosa (galactosemia)
·
Glucógeno (enfermedades por almacenamiento de
glucógeno)
·
La cistinosis es la causa más común del
síndrome de Fanconi en niños.
Otras causas en niños comprenden:
·
Exposición a metales pesados como el plomo, el
mercurio y el cadmio
·
Enfermedad de Lowe, un raro trastorno genético
de los ojos, el cerebro y los riñones
·
Enfermedad de Wilson
En
los adultos, el síndrome de Fanconi puede ser causado por diversas cosas que
provocan daño a los riñones, como:
·
Ciertos medicamentos como azatioprina,
cidofovir, gentamicina y tetraciclina
·
Trasplante de riñón
·
Enfermedad por precipitación de las cadenas
ligeras
·
Mieloma múltiple
·
Amiloidosis primaria
Síntomas
·
Eliminar grandes cantidades de orina, lo cual
puede llevar a deshidratación
·
Dolor en los huesos
·
Debilidad
Pruebas
y exámenes
Los
exámenes de laboratorio pueden mostrar que cantidades excesivas de las
siguientes sustancias se pueden perder en la orina:
·
Aminoácidos
·
Bicarbonato
·
Glucosa
·
Magnesio
·
Fosfato
·
Potasio
·
Sodio
·
Ácido úrico
La
pérdida de estas sustancias puede conducir a una variedad de problemas. Pruebas
adicionales y un examen físico puede mostrar signos de:
·
Deshidratación debida a micción excesiva
·
Retraso en el crecimiento
·
Osteomalacia
·
Raquitismo
·
Acidosis tubular renal tipo 2
Tratamiento
·
Muchas enfermedades diferentes pueden causar
el síndrome de Fanconi. La causa subyacente y sus síntomas se deben tratar en
forma apropiada.
·
Expectativas (pronóstico)
·
El pronóstico depende de la enfermedad
subyacente.
·
Cuándo contactar a un profesional médico
·
La persona debe consultar con el médico si
presenta deshidratación o debilidad muscular.
Acondroplasia
Es
un trastorno del crecimiento de los huesos que ocasiona el tipo más común de
enanismo.
Causas
La
acondroplasia es uno de un grupo de trastornos que se denominan condrodistrofias
u osteocondrodisplasias.
La
acondroplasia se puede heredar como un rasgo autosómico dominante, lo cual
significa que si un niño recibe el gen defectuoso de uno de los padres,
desarrollará el trastorno. Si uno de los padres padece acondroplasia, el bebé
tiene un 50% de probabilidad de heredar el trastorno. Si ambos padres tienen la
enfermedad, las probabilidades de que el bebé resulte afectado aumentan al 75%.
Sin
embargo, la mayoría de los casos aparecen como mutaciones espontáneas, lo que
quiere decir que dos progenitores que no tengan acondroplasia pueden engendrar
un bebé con la enfermedad.
Síntomas
La
apariencia típica del enanismo acondroplásico se puede observar en el momento
del nacimiento. Los síntomas pueden abarcar:
·
Apariencia anormal de las manos con un espacio
persistente entre el dedo del corazón y el anular
·
Pies en arco
·
Disminución del tono muscular
·
Diferencia muy marcada en el tamaño de la
cabeza con relación al cuerpo
·
Frente prominente (prominencia frontal)
·
Brazos y piernas cortos (especialmente la
parte superior del brazo y el muslo)
·
Estatura baja (significativamente por debajo
de la estatura promedio para una persona de la misma edad y sexo)
·
Estenosis raquídea
·
Curvaturas de la columna vertebral llamadas
cifosis y lordosis
Pruebas y exámenes
·
Durante el embarazo, una ecografía prenatal
puede mostrar líquido amniótico excesivo rodeando al feto.
·
El examen del bebé después de nacer muestra un
aumento en el tamaño de la cabeza de adelante hacia atrás. Asimismo, puede
haber signos de hidrocefalia ("agua en el cerebro").
·
Las radiografías de los huesos largos pueden
revelar la presencia de acondroplasia en el recién nacido.
Tratamiento
No
existe un tratamiento específico para la acondroplasia. Se deben tratar las
anomalías conexas, incluyendo la estenosis raquídea y la compresión de la
médula espinal, cuando causan problemas.
Pronóstico
Las
personas con acondroplasia rara vez alcanzan a tener 1,52 m (5 pies) de
estatura, pero su inteligencia está en el rango normal. Los bebés que reciben
el gen anormal de sus dos padres generalmente no sobreviven más allá de unos
pocos meses.
Posibles complicaciones
·
Pies zambos
·
Acumulación de líquido en el cerebro
(hidrocefalia)
Hiperlipidemia combinada familiar
Es
un trastorno hereditario que provoca niveles de colesterol y triglicéridos altos
en la sangre.
Causas
La
hiperlipidemia combinada familiar es el trastorno genético más común que
aumenta las grasas en la sangre y puede causar ataques cardíacos precoces. Sin
embargo, los investigadores aún no han identificado cuáles genes específicos lo
causan.
La
diabetes, el alcoholismo y el hipotiroidismo empeoran esta afección. Los
factores de riesgo abarcan antecedentes familiares de colesterol alto y arteriopatía
coronaria temprana.
Síntomas
Es
posible que en los primeros años no se presenten síntomas.
Cuando
los síntomas aparecen, pueden abarcar
·
Dolor de pecho (angina) u otros signos de
enfermedad coronaria; se pueden presentar en una edad joven.
·
Calambres en una o ambas pantorrillas al
caminar.
·
Llagas en los dedos de los pies que no sanan.
·
Síntomas repentinos similares a un accidente
cerebrovascular, tales como problemas para hablar, caída de un lado de la cara,
debilidad de un brazo o una pierna y pérdida de equilibrio.
Las
personas con esta afección desarrollan niveles altos de triglicéridos o
colesterol durante los años de adolescencia y dichos niveles siguen siendo
altos a lo largo de toda la vida. Estas personas tienen un mayor riesgo de
padecer arteriopatía coronaria precoz y ataques cardíacos. También tienen tasas
mayores de obesidad y son más propensas a sufrir intolerancia a la glucosa.
Pruebas y exámenes
Se
hacen exámenes de sangre para verificar los niveles de colesterol y triglicéridos.
Los exámenes mostrarán:
·
Aumento del colesterol LDL
·
Disminución del colesterol HDL
·
Aumento de los triglicéridos
·
Aumento de la apolipoproteína B100
·
Hay disponibilidad de pruebas genéticas para
un tipo de hiperlipidemia combinada familiar.
Tratamiento
El
objetivo del tratamiento es reducir el riesgo de cardiopatía ateroesclerótica.
Patología de
proteínas de contacto:
Cáncer:
Es el crecimiento
descontrolado de células anormales en el cuerpo. Las células cancerosas también
se denominan células malignas.
El cáncer es un
proceso de crecimiento y diseminación incontrolados de células. Puede aparecer
prácticamente en cualquier lugar del cuerpo. El tumor suele invadir el tejido
circundante y puede provocar metástasis en puntos distantes del organismo.
Muchos tipos de cáncer se podrían prevenir evitando la exposición a factores de
riesgo comunes como el humo de tabaco. Además, un porcentaje importante de
cánceres pueden curarse mediante cirugía, radioterapia o quimioterapia,
especialmente si se detectan en una fase temprana.
Causas
El cáncer se
origina de células normales en el cuerpo. Las células normales se multiplican
cuando el cuerpo las necesita y mueren cuando el cuerpo ya no las necesita. El
cáncer parece ocurrir cuando el crecimiento de las células en el cuerpo está
fuera de control y éstas se dividen demasiado rápido. Igualmente, puede ocurrir
cuando las células olvidan cómo morir.
Existen muchos
tipos diferentes de cáncer. Puede aparecer en casi cualquier órgano o tejido,
como el pulmón, el colon, los senos, la piel, los huesos o el tejido nervioso.
Existen múltiples causas de cánceres como:
·
Benceno y
otros químicos
·
Consumo
excesivo de alcohol
·
Toxinas
ambientales, como ciertos hongos venenosos y un tipo de tóxico que puede
formarse en las plantas de cacahuete (aflatoxinas)
·
Exposición excesiva
a la luz solar
·
Problemas
genéticos
·
Obesidad
·
Radiación
·
Virus
Síntomas
Los
síntomas del cáncer dependen del tipo y localización del tumor. Por ejemplo, el
cáncer de pulmón puede provocar tos, dificultad respiratoria o dolor torácico;
mientras que el cáncer de colon frecuentemente ocasiona diarrea, estreñimiento
y sangre en las heces.
Algunos
cánceres pueden ser totalmente asintomáticos. En ciertos cánceres, como el
pancreático, los síntomas a menudo no se presentan hasta que la enfermedad
alcanza un estadio avanzado.
Los
siguientes síntomas pueden ocurrir con la mayoría de los cánceres:
·
Escalofríos
·
Fatiga
·
Fiebre
·
Inapetencia
·
Malestar
general
·
Sudores
fríos
·
Pérdida de
peso
·
Pruebas y
exámenes
Al
igual que sucede con los síntomas, los signos del cáncer varían dependiendo del
tipo de tumor y de su ubicación. Algunos de los exámenes comunes son:
·
Biopsia del
tumor
·
Exámenes de
sangre (los cuales buscan químicos como marcadores de tumores)
·
Biopsia de
médula ósea (para linfoma o leucemia)
·
Radiografía
de tórax
·
Conteo
sanguíneo completo (CSC)
·
Tomografía
computarizada
·
Pruebas de
la función hepática
·
Resonancia
magnética
La
mayoría de los cánceres se diagnostican por medio de una biopsia y, dependiendo
de la ubicación del tumor, ésta puede ser un procedimiento sencillo o una
operación delicada. A la mayoría de las personas afectadas por un cáncer se las
somete a tomografía computarizada para determinar la ubicación exacta del tumor
o tumores.
Tratamiento
El
tratamiento varía de acuerdo con el tipo de cáncer y con su estadio. El estadio
del cáncer hace referencia a cuánto ha crecido y al hecho de si el tumor se ha
diseminado o no desde su ubicación original.
·
Si el cáncer
está confinado a un sólo lugar y no se ha diseminado, el método de tratamiento
más común es la cirugía para curar el cáncer. Éste a menudo es el caso con los
cánceres de piel, al igual que los cánceres de pulmón, mamas y colon.
·
Si el tumor
se ha diseminado sólo a los ganglios linfáticos locales, algunas veces también
se pueden extirpar.
·
Si todo el
cáncer no se puede extirpar totalmente por medio de cirugía, las opciones de
tratamiento son: radioterapia, quimioterapia o ambas. Algunos tipos de cáncer
requieren la combinación de cirugía, radiación y quimioterapia.
·
El linfoma
(cáncer de ganglios linfáticos) rara vez se trata con cirugía. La quimioterapia
y la radioterapia se utilizan con mayor frecuencia para tratar este tipo de
cáncer.
Hemoglobinuria paroxística nocturna
Es una rara
enfermedad en la cual los glóbulos rojos se descomponen antes de lo normal.
Causas
Las personas con
esta enfermedad tienen células sanguíneas a las cuales les falta un gen llamado
PIG-A. Este gen permite que una sustancia, llamada glicosil-fosfatidilinositol
(GPI, por sus siglas en inglés) ayude a que ciertas proteínas se fijen a las
células.
Sin el PIG-A,
importantes proteínas no pueden conectarse a la superficie de la célula y
protegerla de sustancias en la sangre llamadas complemento. Como resultado de
esto, los glóbulos rojos se descomponen demasiado temprano. Dichos glóbulos secretan
hemoglobina hacia la sangre, la cual puede salir en la orina. Esto puede
suceder en cualquier momento, pero es más probable que ocurra en la noche o
temprano en la mañana.
La enfermedad
puede afectar a personas de cualquier edad. Puede estar asociada con anemia
aplásica, síndrome mielodisplásico o leucemia mielógena aguda.
Los factores de
riesgo, excepto una anemia aplásica previa, se desconocen.
Síntomas
·
Dolor
abdominal
·
Dolor de
espalda
·
En algunas
personas, se pueden formar coágulos sanguíneos
·
Orina oscura
intermitente
·
Tendencia al
sangrado y a la formación de hematomas
·
Dolor de
cabeza
·
Dificultad
para respirar
Pruebas y exámenes
·
Los conteos
de glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas pueden estar bajos.
·
El color
rojo o marrón de la orina indica la descomposición de los glóbulos rojos y que
la hemoglobina está siendo secretada en la circulación corporal y finalmente en
la orina.
Los exámenes que
se pueden llevar a cabo para diagnosticar esta afección pueden abarcar:
·
Conteo
sanguíneo completo (CSC)
·
Prueba de
Coombs
·
Citometría
de flujo para medir ciertas proteínas
·
Prueba de
Ham (hemolisina ácida)
·
Haptoglobina
y hemoglobina en suero
·
Prueba de
hemólisis de la sacarosa
·
Análisis de
orina
·
Hemosiderina
en orina
Tratamiento
Los esteroides y
otros fármacos que inhiben el sistema inmunitario pueden ayudar a disminuir la
descomposición de los glóbulos rojos. Es posible que se requieran transfusiones
de sangre. Se suministran suplementos de hierro y ácido fólico. Del mismo modo,
los anticoagulantes pueden ser necesarios para prevenir la formación de
coágulos.
·
Soliris
(eculizumab) es un fármaco utilizado para tratar la HPN, que bloquea la
descomposición de los glóbulos rojos.
·
Asimismo, el
trasplante de médula ósea puede curar esta enfermedad.
Patologías
de canales proteícos:
Fibrosis quística
Es una enfermedad
que provoca la acumulación de moco espeso y pegajoso en los pulmones, el tubo
digestivo y otras áreas del cuerpo. Es uno de los tipos de enfermedad pulmonar
crónica más común en niños y adultos jóvenes. Es una enfermedad potencialmente
mortal.
Causas
La fibrosis
quística (FQ) es una enfermedad hereditaria. Es causada por un gen defectuoso
que lleva al cuerpo a producir un líquido anormalmente espeso y pegajoso
llamado moco. Este moco se acumula en las vías respiratorias de los pulmones y
en el páncreas.
Esta acumulación
de moco ocasiona infecciones pulmonares potencialmente mortales y serios
problemas digestivos. Esta enfermedad también puede afectar las glándulas
sudoríparas y el aparato reproductor masculino.
Síntomas
Los síntomas en
los recién nacidos pueden abarcar:
·
Retraso en
el crecimiento.
·
Incapacidad
para aumentar de peso normalmente durante la niñez.
·
Ausencia de
deposiciones durante las primeras 24 a 48 horas de vida.
·
Piel con
sabor salado.
Los síntomas
relacionados con la función intestinal pueden abarcar:
·
Dolor
abdominal a causa del estreñimiento grave.
·
Aumento de
gases, meteorismo o un abdomen que parece hinchado (distendido).
·
Náuseas e
inapetencia.
·
Heces
pálidas o color arcilla, de olor fétido, que tienen moco o que flotan.
·
Pérdida de
peso.
Los síntomas
relacionados con los pulmones y los senos paranasales pueden abarcar:
·
Tos o
aumento de la mucosidad en los senos paranasales o los pulmones.
·
Fatiga.
·
Congestión
nasal causada por los pólipos nasales.
·
Episodios
recurrentes de neumonía (los síntomas de neumonía en una persona con fibrosis
quística abarcan fiebre, aumento de la tos y dificultad respiratoria, aumento
de la mucosidad y pérdida del apetito).
·
Dolor o
presión sinusal causados por infección o pólipos.
Los síntomas que
se pueden notar posteriormente en la vida son:
·
Esterilidad
(en los hombres).
·
Inflamación
repetitiva del páncreas (pancreatitis).
·
Síntomas
respiratorios.
·
Dedos
malformados.
Pruebas y
exámenes
Existe un examen
de sangre disponible para ayudar a detectar la fibrosis quística. El examen
busca variaciones en un gen conocido como causante de la enfermedad. Otros
exámenes utilizados para diagnosticar la fibrosis quística abarcan:
·
El examen
del tripsinógeno inmunorreactivo (IRT, por sus siglas en inglés) es una prueba
de detección estándar para fibrosis quística en recién nacidos. Un alto nivel
de IRT sugiere una posible fibrosis quística y requiere exámenes adicionales.
·
La prueba de
cloruro en el sudor es el examen diagnóstico estándar para la fibrosis
quística. Un alto nivel de sal en el sudor del paciente es una señal de la
enfermedad.
Síndrome de QT largo
El síndrome de QT
largo (SQTL) es una canalopatía arritmogénica caracterizada por una grave
alteración en la repolarización ventricular, traducida
electrocardiográficamente por una prolongación del intervalo QT. Predispone a
muerte súbita por arritmias ventriculares malignas del tipo de torsade de
pointes. A 11 años de la identificación de los principales canales afectados en
esta enfermedad, se han descrito cientos de mutaciones distribuidas en hasta
ahora 10 genes relacionados con el síndrome. El escrutinio genético realizado
desde entonces ha mostrado que, si bien la forma grave de la enfermedad es
esporádica, hay polimorfismos comunes en los genes relacionados con la
enfermedad que pueden generar susceptibilidad individual al desarrollo de
torsade de pointes, en particular con el uso de determinados fármacos; más aún,
se han identificado polimorfismos con cualidades reguladoras que pueden
exacerbar o silenciar la gravedad de una mutación.
Los
canales iónicos son proteínas transmembranales encargadas de transportar iones
a través de la membrana celular; los canales implicados en el SQTL son
selectivos o especializados en el transporte de un solo ion y dependientes de
voltaje, es decir, su activación ocurre a determinado voltaje intracelular
(varía según el subtipo de canal). Los fenómenos eléctricos y contráctiles que
suceden en el cardiomiocito son controlados por estas estructuras. Los canales
iónicos forman complejos macromoleculares; hay una unidad principal formadora
del poro del canal y proteínas auxiliares que lo regulan.
Diagnóstico prenatal de síndrome de QT
largo
La
bradicardia fetal puede ser una de las primeras manifestaciones clínicas del
SQTL. En series retrospectivas se ha documentado que hasta un 70% de los
pacientes diagnosticados en la infancia tiene este antecedente, que suele ir
acompañado de hidrops fetalis. La evaluación de la repolarización cardiaca fetal
entre las semanas 14 y 39 es un método útil para el diagnóstico oportuno del
SQTL.
Mosaicismos
gonadales para SQTL se han asociado con pérdidas fetales recurrentes durante el
tercer trimestre del embarazo. Si la sospecha de la enfermedad es muy alta, la
amniocentesis a partir de las 16 semanas de gestación puede ser de utilidad
para el diagnóstico, que resulta sencillo cuando alguno de los progenitores es
conocido como portador de una mutación determinada.
Patología de
enzimas:
Galactosemia
Es una afección
en la cual el cuerpo no puede utilizar (metabolizar) el azúcar simple
galactosa.
Causas
La galactosemia
es un trastorno hereditario, lo cual quiere decir que se transmite de padres a
hijos. Si ambos padres portan un gen anormal que cause esta enfermedad, cada
uno de sus hijos tiene un 25% de probabilidades de resultar afectado.
Ocurre
aproximadamente en 1 de cada 60,000 nacimientos entre personas de raza blanca.
La tasa es diferente para otros grupos.
Existen 3 formas de la enfermedad:
·
Deficiencia
de galactosa-1-fosfatouridil transferasa (galactosemia clásica, la forma más
común y la más grave)
·
Deficiencia
de galactosa cinasa
·
Deficiencia
de galactosa-6-fosfato epimerasa
Las personas con
galactosemia son incapaces de descomponer completamente el azúcar simple
galactosa, que compone la mitad de la lactosa, el azúcar que se encuentra en la
leche. El otro azúcar es la glucosa.
Si a un bebé con
galactosemia se le da leche, los derivados de la galactosa se acumulan en el
organismo del bebé. Estas sustancias dañan el hígado, el cerebro, los riñones y
los ojos.
Las personas con
galactosemia no pueden tolerar ninguna forma de leche (ni humana ni animal) y
deben ser cuidadosos al consumir otros alimentos que contengan galactosa.
Síntomas
Los bebés con
galactosemia pueden desarrollar síntomas en los primeros días de vida si
consumen leche artificial o leche materna que contengan lactosa. Los síntomas
pueden deberse a una infección grave en la sangre con la bacteria E. coli.
·
Convulsiones
·
Irritabilidad
·
Letargo
·
Alimentación
deficiente (el bebé se niega a tomar fórmula que contenga leche)
·
Poco aumento
de peso
·
Coloración
amarillenta de la piel y de la esclerótica (ictericia)
·
Vómitos
Pruebas y exámenes
·
Aminoácidos
presentes en la orina y/o en el plasma sanguíneo (aminoaciduria)
·
Agrandamiento
del hígado (hepatomegalia)
·
Acumulación
de líquido en el abdomen (ascitis)
·
Azúcar bajo
en la sangre (hipoglucemia)
Enfermedad de Wilson
Es un trastorno
hereditario en el cual hay demasiado cobre en los tejidos corporales. El exceso
de cobre causa daño al hígado y al sistema nervioso.
Causas
La enfermedad de
Wilson es un trastorno hereditario poco común. En caso de que ambos padres
porten un gen anormal para la enfermedad de Wilson, hay un 25% de posibilidades
en cada embarazo de que el niño tenga el trastorno.
La enfermedad de
Wilson hace que el cuerpo absorba y conserve demasiado cobre, el cual se
deposita en el hígado, el cerebro, los riñones y los ojos. Los depósitos de
cobre ocasionan daño tisular, muerte del tejido y cicatrización, lo cual hace
que los órganos afectados dejen de funcionar bien.
Esta enfermedad
es más común en personas de Europa oriental, Sicilia y la parte sur de Italia,
aunque se puede presentar en cualquier grupo. Este trastorno aparece
típicamente en personas menores de 40 años. En los niños, los síntomas
comienzan a aparecer alrededor de los 4 años.
Síntomas
·
Postura
anormal de brazos y piernas
·
Confusión o
delirio
·
Demencia
·
Dificultad y
rigidez para mover los brazos y las piernas
·
Dificultad
para caminar (ataxia)
·
Cambios
emocionales o conductuales
·
Agrandamiento
del abdomen (distensión abdominal)
·
Cambios de
personalidad
·
Fobias,
angustia (neurosis)
·
Movimientos
lentos
·
Lentitud o
disminución de los movimientos y expresiones faciales
·
Deterioro
del lenguaje
·
Esplenomegalia
·
Temblores en
los brazos o en las manos
·
Movimientos
incontrolables
·
Movimientos
impredecibles o espasmódicos
·
Vómito con
sangre
·
Debilidad
·
Piel
amarilla (ictericia) o color amarillo de la esclerótica del ojo (ictericia)
Pruebas y exámenes
Un examen de los
ojos con lámpara de hendidura puede mostrar:
·
Movimiento
ocular limitado
·
Anillo de
color marrón o rojizo alrededor del iris (anillo de Kayser-Fleischer)
SINTESIS
DE PROTEÍNAS Y ACIDOS NUCLEICOS
Cuatro son las
reglas que siguen las células para la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos:
·
Las
proteínas y los ácidos nucleicos están compuestos por un número limitado de
subunidades: en el caso de las proteínas, son 20 los aminoácidos que
constituyen estas subunidades, mientras que sólo cuatro bases nucleicas son
utilizadas para construir el RNA o el DNA.
·
Durante el
proceso de polimerización, las subunidades son añadidas una a una: el el caso
de las proteínas, la síntesis empieza en el grupo NH2 del aminoácido inicial y
continua hasta el -COOH del aminoácido terminal; en el caso de los ácidos
nucleícos, la síntesis comienza por el extremo 5' y prosigue hasta el extremo
3´.
·
Cada cadena
tiene un punto específico de iniciación y el crecimiento procede en una
dirección hasta una terminación también especificada. Esto requiere unas
señales de inicio y de fin.
·
El producto
sintético primario no es usualmente empleado como tal sino que es modificado.
Mediante una serie de enzimas, las cadenas de polímeros experimentan una serie
de transformaciones (rotura, unión a otra cadena, entrecruzamiento, etc)
SINTESIS DE PROTEINAS
Describir la
síntesis de proteínas y del DNA dentro de una célula es como describir un
círculo: el DNA dirige la síntesis del RNA; el RNA dirige la síntesis de
proteínas y, finalmente, una serie de proteínas específicas catalizan la
síntesis tanto del DNA como del RNA.
Las instrucciones
para construir las proteínas están codificadas en el DNA y las células tienen
que traducir dicha información a las proteínas. El proceso consta de dos
etapas:
TRANSCRIPCION:
La transcripción
es el proceso durante el cual la información genética contenida en el DNA es
copiado a un RNA de una cadena única llamado RNA-mensajero. La transcripción es
catalizada por una enzima llamada RNA-polimerasa. El proceso se inicia
separándose una porción de las cadenas de DNA: una de ellas, llamada hebra
sentido es utilizada como molde por la RNA-polimerasa para incorporar
nucleótidos con bases complementarias dispuestas en la misma secuencia que en
la hebra anti-sentido, complementaria de la hebra sentido inicial. La única
diferencia consiste en que la timina del DNA inicial es sustituída por uracilo
en el RNA mensajero. Así, por ejemplo, una secuencia ATGCAT de la hebra sentido
del DNA inical producirá una secuencia UACGUA.
Además de las
secuencia de nucleótidos que codifican proteínas, el RNA mensajero copia del
DNA inicial unas regiones que no codifican proteínas y que reciben en nombre de
intrones. Las partes que codifican proteínas se llaman exones. Por lo tanto, el
RNA inicialmente transcrito contiene tanto exones como intrones. Sin embargo,
antes de que abandone el núcleo para dirigirse al citoplasma donde se
encuentran los ribosomas, este RNA es procesado mediante operaciones de
"corte y empalme", eliminándose los intrones y uniéndose entre sí los
exones. Este RNA-m maduro es el que emigra al citoplasma. Un único gen puede
codificar varias proteínas si el RNA-m inicial puede ser cortado y empalmado de
diversas formas. Esto ocurre, por ejemplo, durante la diferenciación celular en
donde las operaciones de corte y pegado permiten producir diferentes proteínas.
Además de
utilizarse como molde para la síntesis del RNA-m, el DNA también permite la
obtención de otros dos tipos de RNA:
·
El RNA de
transferencia (t-RNA) que se une específicamente a cada uno de los 20
aminoácidos y los transporte al ribosoma para incorporarlos a la cadena
polipeptídica en crecimiento.
·
El RNA
ribosómico (r-RNA) que conjuntamente con las proteínas ribosómicas constituye
el ribosoma.
TRADUCCION:
El m-RNA maduro
contiene la información para que los aminoácidos que constituyen una proteína
en vayan añadiendo según la secuencia correcta. Para ello, cada triplete de
nucleótidos consecutivos (codón) especifica un aminacido. Dado que el m-RNA
contiene 4 bases, el número de combinaciones posibles de grupos de 3 es de 64,
número más que suficiente para codificar los 20 aminoácidos. De hecho, un
aminoácido puede ser coficado por varios codones.
La síntesis de proteínas tiene lugar de la
manera siguiente:
·
Iniciación:
Un factor de iniciación, GPT y metionil-tRNA[Met] forman un complejo que se une
a la subunidad ribosómica grande. A su vez, el m-RNA y la subunidad ribosómica
pequeña se unen al encontrar esta última el codón de iniciación que lleva el
primero. A continuación ambas subunidades ribosómicas se unen. El
metionil-tRNA[met] está posicionado enfrente del codón de iniciación (AUG). El
GPT y los factores de iniciación de desprenden quedando el tRNA[Met] unido al
ribosoma.
·
Elongación:
Un segundo aminoacil-tRNA (en el ejemplo Phe-tRNa[Phe]) se coloca en la
posición A de la subunidad grande del ribosoma. Un complejo activado por GPT se
ocupa de formar el enlace peptídico quedando el peptido en crecimiento unido al
aminoacil-tRNA entrante. Al mismo tiempo, el primer t-RNA se separa del primer
aminoácido y del punto P del ribomosa.
·
El ribosoma
se mueva un triplete hacia la derecha, con los que el peptidil-tRNA[Phe] queda
unido al punto P que había quedado libre. Un tercer aminoacil-tRNA (en el
ejemplo Leu-tRNA[Leu]) se coloca en la posición A y se repite el proceso de
formación del enlace peptidico, quedando el peptido en crecimiento unido al
Leu-tRNA[Leu] entrante. Se separa el segundo t-RNA del segundo aminoacido y del
punto P del ribosoma.
·
Terminación:
el m-RNA que se está traduciendo lleva un codón de terminación (UAG). Cuando el
ribosoma llega a este codón, la proteína ensamblada es liberada y el ribosoma
se fragmenta en sus subunidades quedando listo para un nuevo proceso.
En el proceso que
acabamos de describir, el ribosoma se desplazaba a lo largo de una hebra de
m-RNA leyendo los tripletes de uno en uno. La síntesis de proteínas progresa a
razón de 15 aminoácidos/segundo. Dada la longitud del m-RNA, varios ribosomas pueden
ir leyendo codones y sintetizando proteínas. El conjunto se denomina
poliribosoma.
A partir del
anterior proceso se puede definir como gen un conjunto de nucleótidos de una
molécula de DNA que sirve como molde para la producción de una proteína o una
familia de proteínas si se producen operaciones de corte y empalme en el RNA.
Como usualmente una proteína tiene entre 100 y 1000 aminoacidos, el m-RNA
maduro contendrá entre 300 y 3000 nucleótidos. El tamaño del gen dependerá, de
los intrones que tenga.
