¿Qué es el
ADN?
Ácido desoxirribonucleico (ADN), material genético de todos
los organismos celulares y casi todos los virus. El ADN lleva la información
necesaria para dirigir la síntesis de proteínas y la replicación. Se llama
síntesis de proteínas a la producción de las proteínas que necesita la célula o
el virus para realizar sus actividades y desarrollarse.
La replicación es el conjunto de reacciones por medio de las
cuales el ADN se copia a sí mismo cada vez que una célula o un virus se reproducen
y transmite a la descendencia la información que contiene. En casi todos los
organismos celulares el ADN está organizado en forma de cromosomas,
situados en el núcleo de la célula.
Los
cromosomas:
Los cromosomas son estructuras que se encuentran en el centro
(núcleo) de las células que transportan fragmentos largos de ADN.
Los cromosomas vienen en pares.
Normalmente, cada célula en el cuerpo humano tiene 23 pares de cromosomas (46
cromosomas en total), de los cuales la mitad proviene de la madre y la otra
mitad del padre.
Estructura del ADN
El ADN es un polímero de
nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto
formado por muchas unidades simples conectadas entre sí
Cada molécula de ADN está
constituida por dos cadenas o bandas formadas por un elevado número de
compuestos químicos llamado nucleótidos. Estas cadenas forman una especie
de escalera retorcida que se llama doble hélice. Cada nucleótido está
formado por tres unidades: una molécula de azúcar llamada desoxirribosa, un
grupo fosfato y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases:
adenina (abreviada como A), guanina (G), timina (T) y citosina (C).
La molécula de desoxirribosa ocupa
el centro del nucleótido y está flanqueada por un grupo fosfato a un lado y una
base al otro. El grupo fosfato está a su vez unido a la desoxirribosa del
nucleótido adyacente de la cadena. Estas subunidades enlazadas
desoxirribosa-fosfato forman los lados de la escalera; las bases están
enfrentadas por parejas, mirando hacia el interior, y forman los travesaños.
Enlace fosfodiéster. El grupo
fosfato(PO43-) une el carbono 5' del azúcar de
unnucleósido con el carbono 3'
Historia del ADN
El ADN lo
aisló por primera vez, en 1869, el médico suizo Friedrich
Miescher mientras trabajaba en la Universidad de Tubinga. Miescher
realizaba experimentos acerca de la composición química del pus de
vendas quirúrgicas desechadas cuando notó un precipitado de una sustancia
desconocida que caracterizó químicamente más tarde. Lo llamó nucleína,
debido a que lo había extraído a partir de núcleos celulares. Se
necesitaron casi 70 años de investigación para poder identificar
los componentes y la estructura de los ácidos nucleicos.
En 1919 Phoebus
Levene identificó que un nucleótido está formado por una base
nitrogenada, un azúcar y un fosfato. Levene sugirió que el
ADN generaba una estructura con forma de solenoide (muelle) con unidades de nucleótidos
unidos a través de los grupos fosfato. En 1930 Levene y su
maestro Albrecht Kossel probaron que la nucleína de Miescher es un ácido
desoxirribonucleico (ADN) formado por cuatro bases nitrogenadas (citosina (C),
timina (T), adenina (A) y guanina (G)), el azúcar desoxirribosa y un
grupo fosfato, y que, en su estructura básica, el nucleótido está
compuesto por un azúcar unido a la base y al fosfato. Sin embargo, Levene
pensaba que la cadena era corta y que las bases se repetían en un orden fijo.
En 1937 William Astbury produjo el primer patrón
de difracción de rayos X que mostraba que el ADN tenía una estructura
regular.
A pesar de
que la identificación del ADN como principio transformante aún tardó varios
años en ser universalmente aceptada, este descubrimiento fue decisivo en el
conocimiento de la base molecular de la herencia, y constituye el nacimiento de
la genética molecular. Finalmente, el papel exclusivo del ADN en la
heredabilidad fue confirmado en 1952 mediante los experimentos
de Alfred Hershey y Martha Chase.
Funciones biológicas
Las
funciones biológicas del ADN incluyen el almacenamiento de información (genes y
genoma), la codificación de proteínas (transcripción y traducción) y su
autoduplicación (replicación del ADN) para asegurar la transmisión de la
información a las células hijas durante la división celular.
Genes y
genoma
El ADN se
puede considerar como un almacén cuyo contenido es la información (mensaje)
necesaria para construir y sostener el organismo en el que reside, la cual se
transmite de generación en generación. El conjunto de información que cumple
esta función en un organismo dado se denomina genoma, y el ADN que lo
constituye, ADN genómico. Un gen es una unidad de herencia y es una
región de ADN que influye en una característica particular de un organismo
(como el color de los ojos, por ejemplo).
Replicación
del ADN
La
replicación del ADN es el proceso por el cual se obtienen copias o réplicas
idénticas de una molécula de ADN. La replicación es fundamental para la
transferencia de la información genética de una generación a la siguiente y,
por ende, es la base de la herencia. El mecanismo consiste esencialmente
en la separación de las dos hebras de la doble hélice, las cuales sirven de
molde para la posterior síntesis de cadenas complementarias a cada una de
ellas, que llevará por nombre ARNm. El resultado final son dos moléculas
idénticas a la original. Este tipo de replicación se denomina semiconservativa
debido a que cada una de las dos moléculas resultantes de la duplicación
presenta una cadena procedente de la molécula "madre" y otra recién
sintetizada.
Conclusión
Hoy en día
el ADN ha tomado una importancia que años atrás no lo tenía y se ha vuelto un
tema de frecuente discusión. La investigación sobre el ADN tiene un impacto
significativo, especialmente en el ámbito de la medicina, la agricultura y
ganadería.
El ADN es
de gran importancia hoy en día, y con tanta tecnología que hay es mucho más
fácil obtenerlo.
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