La estructura del ADN

El ADN está formado por nucleótidos y a su vez un nucleótido está formado por la unión de tres elementos.

Azúcar desoxirribosa Fosfato Base nitrogenada: adenina, timina, citosina o guanina.

Todos los seres vivos que conocemos contienen ADN: desde una bacteria hasta un elefante o un árbol. La diferencia entre cada uno de ellos se debe a la secuencia y tamaño de la cadena de ADN que contiene cada especie. Por ejemplo, el número de pares de base del virus más simple es de cinco mil, mientras que en el ser humano hay unos cinco mil millones de bases en los 46 cromosomas. Los seres humanos tenemos una secuencia diferente en nuestro ADN al de, por ejemplo, una rana o un cactus, y es eso lo que nos distingue de este tipo de organismo.

El ADN de células procariontes tiene algunas diferencias con el de las células eucariontes. En ambos casos el ADN se asocia a proteínas con las que toma una información tridimensional específica, es decir, una estructura terciaria. En el caso de los eucariontes, el ADN forma una estructura llamada nucleosoma, la cual se observa al microscopio electrónico como un collar de cuencas, en el que las proteínas denominadas histonas, están envueltas por la molécula del ADN. El cromosoma procarionte -es decir, bacteriano- suele ser circular y aunque se llega a asociar con proteínas, no forma nucleosoma.

La diferencia entre los organismos de las distintas especies se debe a la secuencia de su ADN.

Replicación del ADN

Una vez que se conoció el modelo de la estructura del ADN, los investigadores se preguntaban cómo se podía transmitir el mensaje hereditario, de tal manera que se conserve para la siguiente generación y que los hijos mantuvieran las características de sus padres. Llegaron a la conclusión de que cuando una célula se va a reproducir necesita duplicar su información genética. Es muy importante que la información se conserve intacta, para que la célula hija pueda conservar las características de la célula original. A este proceso de copia para formar una nueva molécula de ADN se le llama replicación.

ARN y síntesis de proteínas

¿Cuál es la función del ADN? Podríamos decir que el ADN es como una gran enciclopedia en la que se guarda información muy valiosa, sin embargo esa información no es útil si no se tiene alguna aplicación. Es como si tuviéramos un enorme recetario de cocina en el que se explica cómo preparar deliciosos platillos, pero si no los preparamos el recetario resulta inútil. Así que la importancia de la información genética radica en que ésta se utiliza para elaborar las proteínas que conforman a un organismo. Recordarás que cada organismo tiene un tipo específico de ADN, así, el ADN de un cactus codifica la información para elaborar las proteínas propias de un cactus, las cuales son muy diferentes a las de, por ejemplo, un ave o una rana.

Las síntesis de proteínas es entonces un proceso de gran importancia para los seres vivos; para que ésta se lleve a cabo se requiere de la participación del ARN o ácido ribonucleico.

Algunos científicos consideran que al descubrir cómo funciona la enzima helicasa se podría encontrar las causas de muchas enfermedades genéticas causadas por alguna anormalidad en dicha enzima.

El ARN está formado, al igual que el ADN, por la unión de varios nucleótidos y es también un ácido nucleico.

La diferencias entre el ADN y el ARN

ADN ARNFormado por dos cadenas unidas por puentes de hidrogeno.

Formado por una sola cadena.

Los nucleótidos contienen el azúcar desoxirribosa.

Los nucleótidos contienen azúcar ribosa.

Las bases nitrogenadas son: adenina, guanina, citosina y timina.

En lugar de timina contiene uracilo.

Siempre está en el núcleo. Se produce en el núcleo o en el nucléolo y sale al citoplasma.

Es de un solo tipo para un mismo organismo.

Hay tres tipos: Ribosomal, mensajero y de transferencia.

El ARN lleva a cabo su función en dos etapas:

Transcripción: en ella el ARN mensajero (ARNm) obtiene la información contenida en el ADN.

Traducción: en ella se interpreta dicha información y se construye una proteína de acuerdo con las instrucciones codificadas y transcritas. Así, desde la época de Watson Y Crick, se llegó a la conclusión de que la información del ADN fluye de la siguiente manera.

En un principio se pensó que la información fluía de esa manera y se decía que este era el “dogma central de la biología molecular”. Sin embargo, en la ciencia no existen verdades absolutas e inmutables que el ARN fuera un molde para que se elaboraran ADN, es decir, que una de las flechas de arriba puede ir en sentido contrario. Este proceso lo llevan a cabo los retrovirus, como es el caso del que causa el sida.

ADN ARNm Proteína

Transcripción Traducción

ADN ARN PROTEINA

TRANSCRIPCIÓN TRADUCCIÓN

Transcripción del ADN

El ADN contiene la información para producir unas tres mil o más proteínas distintas. De acuerdo con los estudios realizados por varios científicos se ha llegado a la conclusión, con algunas salvedades, de que el segmento de ADN que codifica para la síntesis de una proteína es un gen, es decir, que el ADN está formado por varios miles de genes.

Cuando es necesario formar una proteína en particular, se produce una copia del segmento de ADN, o sea, del gen que codifica para esa proteína. Es como si tuviéramos un libro con mucha información pero del cual solo vamos a fotocopiar la página que nos interesa en un momento dado. El primer paso para la transcripción consiste en que el ADN se abra para permitir ser copiado.

La enzima ARN polimerasa va colocando los nucleótidos necesarios para formar una molécula de ARN mensajero que sea complementaria a la secuencia de ADN que se está copiando. Posteriormente se coloca una adenina donde haya timina, guanina o citosina y uracilo donde haya adenina.

Cuando se ha copiado el segmento de ADN, el ARN mensajero se desprende y sale del núcleo para realizar sus actividades en el citoplasma. La molécula de ADN se cierra de nuevo y permanece en el núcleo.

Código genético

La base de un ser vivo

La ADN es la sustancia química que almacena la información necesaria para la “construcción” de los seres vivos. Generación tras generación estos datos son trasmitidos en los genes y permiten la formación de nuevos organismos con características particulares. Actualmente en ADN nos permite detectar enfermedades congénitas, establecer el parentesco entre dos personas o encontrar al responsable de un crimen.

¿Sabías que todas las instrucciones necesarias para crear un ser humano pueden ser escritas con la combinación de cuatro letras?

1. Cuatro letras: Las cuatro letras son: A, C, G y T, representación de las bases adenina, citosina, guanina y timina, respectivamente. Todo el código genético se transcribe con la combinación de estas bases (A-T y C-G. El genoma humano está compuesto por entre 2.8 y 3.5 millones de pares de bases.

2. Doble hélice de ADN. Las pares de bases construyen dos largas cadenas en forma de espiral que se conocen como ADN; en esta doble hélice se puede “leer” el código de la vida. Si pudiéramos “desenrollar” el ADN del ser humano mediría aproximadamente 2 metros.

3. Genes. Un gen es una secuencia de ADN que constituye la unidad funcional para la transmisión de los caracteres hereditarios. Solo 3% del total del genoma humano está compuesto por genes, el resto son “residuos”. Cada célula humana tiene entre 30 000 y 120 00 genes, aproximadamente.

4. Cromosomas. Los cromosomas son “capsulas” que guardan a los genes y al material de desecho. Cada especie viva tiene un número específico de cromosomas. El ser humano tiene 46 cromosomas, 23 provienen del padre y 23 de la madre.

5. Núcleo y célula. El núcleo de cada célula de nuestro cuerpo contiene 46 cromosomas, lo que significa que en ellas está la “formula” para la formación de un nuevo ser humano. Esta norma se rompe en las células reproductoras, que sólo tiene la mitad.

6. Cuerpo. El cuerpo humano tiene aproximadamente 100 billones de células, las cuales tienen una labor específica, está establecida en los genes. Estas instrucciones permiten la formación de sangre, músculos y huesos y el correcto funcionamiento de nuestros órganos. El ADN funciona como una gran biblioteca genética para albergar todas las instrucciones para dar origen a un ser humano. Los científicos han logrado decodificar gran parte de esa información.

1. Seccionamiento. Se cortan varias secciones de la cadena de ADN con la ayuda de enzimas y se aíslan los cromosomas.

2. Clonación. Mediante el uso de bacterias, se realiza millones de copias de las secciones de adn que se separaron.

3. Clasificación. Las copias se colocan en cuatro soluciones que contienen sustancias químicas que ayudan a reconocer en qué base termina cada sección: adenina, timina, citosina o guanina. Al identificar la última base, se agrega una marca fluorescente que indica la letra de la base.

4. Sección. Ya clasificadas, las secciones de adn se ponen en tubos de ensayo que contienen gel. Los fragmentos se inyectan poco a poco en el gel mediante una carga eléctrica. Las secciones pequeñas viajan más rápido que las grandes, lo que permite clasificarlas según su longitud.

5. Todas las secciones de ADN se ordenan de acuerdo a su tamaño y en seguida se pasa un rayo láser que lee las etiquetas fluorescentes colocadas al final de cada fragmento. Esto proporcionará poco a poco la secuencia genética de la cadena original y finalmente se obtendrá el genoma humano, que es el conjunto de las instrucciones contenidas en el ADN.

Reproducción celular y en organismos

La reproducción es un tema que desde tiempos muy antiguos han captado la atención de los seres vivos debido a la importancia que tiene en nuestra vida. Seguramente tú mismo desde muy pequeño preguntabas a tus padres cómo es que nacen los niños, y esa misma pregunta podría aplicarse a cómo es que se forma los distintos seres vivos con los que convivimos a diario.