2.1.2. Las clases de ARN

En 1953, el citólogo rumano George Emil Palade (1912-2008) había revelado la existencia de ribosomas, y había comprobado que el ARN abundaba especialmente en ellos. En 1955 se confirmó que era en los ribosomas donde ocurría la fabricación de proteínas, por lo que resultaba lógico suponer que el ARN de cada ribosoma —denominado ARN ribosómico y abreviado como ARNr— era una “copia” de un gen determinado, es decir, el molde para la síntesis de un polipéptido específico.

Esta hipótesis, que podía resumirse en la máxima “un gen, un ribosoma, una proteína”, permitía formular una predicción: supongamos que insertamos un nuevo gen en el ADN de una bacteria; entonces, la expresión del gen —la producción del polipéptido en él cifrado— no debería comenzar hasta que se hubiera “copiado” en forma de ARNr y éste se hubiera ensamblado en ribosomas —proceso que comporta cierto tiempo—, y debería continuar incluso tras eliminar el gen, puesto que los ribosomas son estructuras estables y los moldes en forma de ARNr aún perdurarían.

Pero los experimentos mostraron que, una vez transferido a una bacteria, el gen empezaba a expresarse sin retardo aparente y, tras su destrucción, la síntesis de proteínas cesaba de inmediato. Era obvio que el proceso no se hallaba supeditado a la formación de moldes estables de ARNr. Además, cada ribosoma parecía servir para la síntesis de muchas proteínas diferentes, no de una concreta.

La única explicación posible fue sugerida en 1960 por los biólogos franceses François Jacob (1920-2013) y Jacques Lucien Monod (1910-1976), quienes postularon la existencia de un segundo tipo de ARN: el ARN mensajero (ARNm), de corta vida, que llevaría la información copiada del ADN de los genes hasta los ribosomas; tras la fabricación de varias moléculas de proteína, el ARNm se disociaría de los ribosomas y se eliminaría, lo que dejaría a estos listos para recibir una nueva molécula de ARNm y producir otras proteínas. Antes de finales de 1961, varios equipos independientes demostraron la existencia del ARNm, confirmando así la hipótesis de Jacob y Monod.

Aun quedaba un escollo por sortear: nadie había podido establecer una relación física directa entre un ARNm y los aminoácidos que se han de concatenar utilizándolo como molde. Pero en 1954 Crick había anticipado ya una solución. Propuso que deberían existir unas moléculas, a las que llamó adaptadores, que se unirían por un lado a un aminoácido específico y por otro lado a regiones concretas del ARNm, acarreando así el aminoácido hasta el lugar en el que se añadiría al polipéptido naciente. Experimentos posteriores confirmaron la predicción de Crick al detectar aminoácidos marcados radiactivamente asociados a pequeñas moléculas de ARN, hoy conocidas como ARN transferente (ARNt).

Clases de ARN más abundantes en las células eucarióticas. Se trata, en todos los casos, de moléculas monocatenarias (con una sola hebra), aunque en algunas zonas, denominadas horquillas, se forman enlaces de hidrógeno entre bases complementarias (fuente: ASH).

Crick resumió estos hallazgos en el bautizado como dogma central de la Biología molecular, que comparaba la síntesis de proteínas con un proceso lingüístico. Un hispanohablante puede transcribir un texto de Tolstoi desde el alfabeto cirílico al latino (así, Bойна и мнр se convertiría en Voiná i mir) y traducirlo del ruso al castellano (Voiná i mir se transformaría en “Guerra y paz”). Análogamente, una cadena de desoxirribonucleótidos de ADN puede experimentar su transcripción a una cadena de ribonucleótidos de ARNr, ARNt o ARNm, y un ribosoma puede ejecutar un “programa” capaz de “leer” el ARNm y culminar su traducción a la secuencia de aminoácidos de una proteína (véase la ilustración siguiente). Pero mientras el texto en castellano se puede volver a traducir al ruso, para las proteínas no hay marcha atrás: una vez transferida la información a la proteína no puede ya salir de ella; esto es, no es posible usar la información almacenada en las proteínas para sintetizar ARN o ADN.

El dogma central de la Biología molecular tal y como fue formulado en la versión inicial de Crick, en 1958 (fuente: ASH).

Más tarde Crick lamentaría haber empleado la palabra “dogma”, que tiene connotaciones religiosas (en el sentido de creencia que no se pone en duda) y se halla, pues, alejada de la buena práctica científica. Además, pronto se haría patente que su alegato “el ADN hace ARN, el ARN hace proteínas, y las proteínas nos hacen a nosotros” adolecía de excesiva simplificación, lo que le obligaría, como veremos, a introducir modificaciones. Es decir, contra el dogma empezarían a alzarse algunas herejías.