ADN,ARN,BIOTECNOLOGIA (ALIMENTOS TRANSGENICOS)

ADN

ácido desoxirribonucleico o ADN es la molécula que contiene la información de la vida. Su descubrimiento pasará a la Historia como uno de los grandes avances del s. XX. Ya en 1.869 Friedrich Mieschen logró aislarlo a partir de glóbulos blancos, pero nunca supo de su importancia. En 1.953 James Watson y Francis Crick descubrieron la estructura y el comportamiento del ADN, lo que les valió el nóbel de medicina en 1.962.

El ADN es el responsable del parecido entre padres e hijos, y de que exista un molde común para cada especie. Contiene toda la información genética, las instrucciones de diseño de todos y cada uno de nosotros. Y del resto de seres vivos, desde la bacteria más simple hasta el organismo más complejo. En el ADN hay decenas de miles de genes. Son los encargados de fabricar las proteínas necesarias para el desarrollo de las distintas funciones vitales.

La mayor parte del ADN está en el núcleo de las células. Cada célula de nuestro cuerpo almacena una copia de esta información. Cada molécula de ADN se compone de dos cadenas de nucleótidos que se cruzan entre sí en forma de doble hélice. Es esa imagen tan característica que nos viene a la mente cuando se habla del ADN.

Los nucleótidos son, en realidad, unas moléculas más pequeñas, y hay de cuatro tipos: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Los cuatro se combinan para formar el código genético, del mismo modo que las letras se combinan para formar palabras: ATTC TCGA...

Toda esta información está dispersa por el núcleo. Pero, cuando la célula va a dividirse, se ordena en pequeños paquetes en forma de bastoncillos: los cromosomas. En las células humanas hay 23 pares de cromosomas en total. La información en ellos está muy compactada, pues contienen la de los miles de genes. Cuando la célula se divide, la información se transmite y el ADN crea una copia de sí mismo.

La nueva copia debería ser idéntica. Pero no lo es. Lo habitual es que en el proceso se cometan fallos. Entonces, hablamos de mutaciones. Todos tenemos algunas mutaciones en nuestros genes. La mayoría carecen de importancia. Algunas veces, en cambio, pueden provocar enfermedades o consecuencias muy graves. Las mutaciones no siempre son negativas. A veces aportan una ventaja sobre el resto de individuos y contribuyen a la evolución de la especie. Esto ha ocurrido en la historia de la evolución, aunque no es lo habitual. También hay ADN fuera del núcleo de la célula. Es el ADN mitocondrial, que permanece incluso en restos muy antiguos de seres vivos. A diferencia del ADN del núcleo, el mitocondrial sólo se hereda de la madre. Gracias a él, se sabe que casi todos descendemos de un pequeño grupo de madres que sobrevivió a una edad de hielo durante el Paleolítico. El ADN es muy útil en el estudio de las grandes migraciones humanas de la Historia. El estudio del ADN fósil aporta datos que no se obtienen de otra forma.

Su utilidad es evidente en campos como la medicina, la resolución de delitos, identificación de personas desaparecidas, determinar una paternidad, etc. Toda la información de cualquier ser vivo está escrita en su ADN. Determina nuestros rasgos físicos, de carácter, aptitudes, lazos familiares, predisposición a padecer enfermedades, o a adoptar unos comportamientos u otros...

Pero no seamos pesimistas. El ADN no programa nuestra vida y nuestro destino. Intervienen muchos otros factores como el entorno en que nacemos, la educación recibida, alimentación, hábitos de vida, circunstancias... El ADN reparte las cartas, pero no decide la partida.

ADN

El ácido desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN, es un ácido nucleico que contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria. El papel principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información. Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o un código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamadosgenes, pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información genética.

Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno.

Para que la información que contiene el ADN pueda ser utilizada por la maquinaria celular, debe copiarse en primer lugar en unos trenes de nucleótidos, más cortos y con unas unidades diferentes, llamados ARN. Las moléculas de ARN se copian exactamente del ADN mediante un proceso denominado transcripción. Una vez procesadas en el núcleo celular, las moléculas de ARN pueden salir al citoplasma para su utilización posterior. La información contenida en el ARN se interpreta usando el código genético, que especifica la secuencia de los aminoácidos de las proteínas, según una correspondencia de un triplete de nucleótidos (codón) para cada aminoácido. Esto es, la información genética (esencialmente: qué proteínas se van a producir en cada momento del ciclo de vida de una célula) se halla codificada en las secuencias de nucleótidos del ADN y debe traducirse para poder funcionar. Tal traducción se realiza usando el código genético a modo de diccionario. El diccionario "secuencia de nucleótido-secuencia de aminoácidos" permite el ensamblado de largas cadenas de aminoácidos (las proteínas) en el citoplasma de la célula. Por ejemplo, en el caso de la secuencia de ADN indicada antes (ATGCTAGATCGC...), la ARN polimerasautilizaría como molde la cadena complementaria de dicha secuencia de ADN (que sería TAC-GAT-CTA-GCG-...) para transcribir una molécula de ARNm que se leería AUG-CUA-GAU-CGC-... ; el ARNm resultante, utilizando el código genético, se traduciría como la secuencia de aminoácidos metionina-leucina-ácido aspártico-arginina.

Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental, física y funcional de la herencia se denominan genes. Cada gen contiene una parte que se transcribe a ARN y otra que se encarga de definir cuándo y dónde deben expresarse. La información contenida en los genes (genética) se emplea para generar ARN y proteínas, que son los componentes básicos de las células, los "ladrillos" que se utilizan para la construcción de los orgánulos u organelos celulares, entre otras funciones.

Dentro de las células, el ADN está organizado en estructuras llamadas cromosomas que, durante el ciclo celular, se duplican antes de que la célula se divida. Los organismos eucariotas (por ejemplo, animales, plantas, y hongos) almacenan la mayor parte de su ADN dentro del núcleo celular y una mínima parte en elementos celulares llamados mitocondrias, y en los plastos y los centros organizadores de microtúbulos o centríolos, en caso de tenerlos; los organismos procariotas (bacterias y arqueas) lo almacenan en elcitoplasma de la célula, y, por último, los virus ADN lo hacen en el interior de la cápsida de naturaleza proteica. Existen multitud de proteínas, como por ejemplo las histonas y losfactores de transcripción, que se unen al ADN dotándolo de una estructura tridimensional determinada y regulando su expresión. Los factores de transcripción reconocen secuencias reguladoras del ADN y especifican la pauta de transcripción de los genes. El material genético completo de una dotación cromosómica se denomina genoma y, con pequeñas variaciones, es característico de cada especie.

Estructura

El ADN es una molécula bicatenaria, es decir, está formada por dos cadenas dispuestas de forma antiparalela y con las bases nitrogenadas enfrentadas. En su estructura tridimensional, se distinguen distintos niveles:34 35

Estructura primaria:

Secuencia de nucleótidos encadenados. Es en estas cadenas donde se encuentra la información genética, y dado que el esqueleto es el mismo para todos, la diferencia de la información radica en la distinta secuencia de bases nitrogenadas. Esta secuencia presenta un código, que determina una información u otra, según el orden de las bases.

Estructura secundaria:

Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Fue postulada por Watson y Crick, basándose en la difracción de rayos X que habían realizado Franklin y Wilkins, y en la equivalencia de bases de Chargaff, según la cual la suma

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