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La expresión génica vista por un físico II: Introducción al tratamiento estocástico

Otra entrada sobre el tratamiento de la expresión génica por parte de Pedro Fernández (@pedrokb_vr)

En la entrada anterior vimos cómo modelar matemáticamente el mecanismo por el cual un gen se traduce a una proteína basándonos en el enfoque determinista, así como los dos principales errores que se cometen al aplicar ese modelo: el uso de variables continuas y la no consideración de la aleatoriedad propia del proceso.

La expresión génica vista por un físico I

Para solucionar el problema al que habíamos llegado se introduce el cálculo de probabilidades de sucesos aleatorios en el enfoque estocástico. Empecemos desde abajo.

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La expresión génica vista por un físico I

En esta ocasión tenemos el placer de iniciar unas entradas relacionadas con el campo de la biofísica. En concreto en ellas se nos hablará de cómo estudia un físico la expresión génica, es decir, el mecanismo por el cual un gen se traduce a una proteína.  Estas entradas están escritas por Pedro Fernández (@pedrokb_vr)

Esta es la primera de una serie de entregas en el campo de la biofísica. En ellas discutiremos  despacito y con buena letra el mecanismo por el que se expresa un gen desde el punto de  vista físico, haciendo especial hincapié en la aleatoriedad inherente del proceso. Vamos a  ello…

El ADN se copia a ARN y el ARN se traduce a proteínas. Estos son los pasos básicos de la expresión de un gen en proteínas.

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Breve presentación de las proteínas

Las proteínas son las macromoléculas (macro — grandes) más abundantes en un sistema biológico. Sus funciones van desde el transporte de sustancias hasta la catálisis (facilitamiento) de reacciones químicas en el seno de las células. Tendremos tiempo de conocer todas sus utilidades. En esta ocasión haremos una breve, muy breve, presentación.

¿De qué están formadas las proteínas?

Las proteínas son cadenas de unidades individuales denominadas aminoácidos.  Son por tanto polímeros. Lo asombroso de las proteínas es que están presentes en todos los sistemas vivos teniendo múltiples funciones (todas ellas vitales 🙂 ) y que sólo están formadas por ¡20 aminoácidos distintos!.

Es decir, que toda la variedad de proteínas que podemos encontrar en las diferentes células están todas formadas por únicamente combinaciones de 20 elementos.

¿Cómo se forman las proteínas?

Las células forman sus proteínas por la información contenida en su genoma. Muchos de los genes de un sistema vivo tienen las instrucciones de ensamblaje de aminoácidos para dar lugar a una proteína que tendrá una función específica en algún mecanismo biológico.

En cierto sentido, el genoma de un ser vivo es el libro de cocina dónde vienen las recetas para formar sus proteínas. (Pero no sólo eso, la información contenida en los genes es algo mucho más interesante).

En la siguiente ocasión entraremos a describir los aminoácidos y sus propiedades. Cuando tengamos todo eso en la cabecita (por decir algo) nos pondremos a estudiar las proteínas y todas sus funciones (todas es mucho decir, pero intentaremos ver las más importantes).

Un placer

 (Nota: Por requerimiento del guión nos vamos a esforzar en hacer entradas cortas para que la introducción de nuevas palabras, moléculas y mecanismos sea lo más suave posible)

Ni el universo, ni las partículas fundamentales. La vida: La última frontera

Que si el universo, que si la gravedad cuántica, que si la teoría del todo, que si el Higgs, que si la supersimetría, todo eso está muy bien, pero cuando pensamos en física generalmente nos olvidamos de algo, la biología.  Los sistemas vivos por definición son sistemas físicos, pero lo que tenemos claro a día de hoy es que la descripción de tales sistemas es formidablemente complicada.

Nuestras leyes físicas fundamentales dan cuenta de las interacciones entre las partículas, de cómo es la dinámica de las galaxias, de cómo controlar las corrientes eléctricas y campos electromagnéticos, sin embargo, a pesar de la formidable acumulación de conocimiento en física y matemáticas durante los últimos 300 años aproximadamente se puede decir que en el entendimiento de los sistemas biológicos aún no hemos empezado ni a gatear. Sigue leyendo