Acidos Nucleicos

ACIDOS NUCLEICOS

La genética es la rama de la biología que estudia la herencia y la variación biológica, es decir, los mecanismos mediante los cuales los progenitores heredan su información genética a su descendencia y los principios que rigen las semejanzas y diferencias entre los individuos de la misma especie.

Se considera a Gregorio Mendel como el padre de la genética, ya que el determino algunos de los mecanismos hereditarios de ciertos rasgos dominantes y recesivos; sin embargo, los principios moleculares de estos mecanismos no se dilucidaron sino muchos años después.

La historia del ADN comienza con el descubrimiento de los ácidos nucleídos por Friederich Miescher, en 1869, cuando los aisló de los núcleos de las células como una sustancia acida a la que el originalmente llamo nucleina (posteriormente se cambio a acido nucleíco), aunque estas sustancias no se relacionaron, inmediatamente con la herencia, ya que para esa época se pensaba que la herencia era transmitida por las proteínas. La primera evidencia directa de que el ADN era el portador de la información genética tuvo lugar en 1943 cuando Avery, MacLeod y McCarty descubrieron que el ADN extraído de una cepa virulenta del neumococo volvía permanentemente virulenta a una cepa que no lo era. Avery y sus colaboradores llegaron a la conclusión de que el ADN extraído de la cepa virulenta era el portador del mensaje heredable quien propuso que el verdadero transmisor de la información genética en los experimentos de Avery podían ser algunas proteínas contaminantes en la muestra de ADN. Esta posibilidad fue pronto descartada, ya que el tratamiento de ADN con enzima proteolítica no destruía la actividad transformante, pero si lo hacia la adición de desoxirribonucleasas, que son enzimas que rompen el ADN. Otros experimentos similares establecieron que los ácidos nucleicos son los portadores de la información genética. En 1953, los científicos Watson y Crick postularon un modela de la estructura del ADN que mostro como se podía almacenar la información en la molécula del ADN. Este hecho abrió el camino para el desarrollo de la genética en varias direcciones.

ADN (Acido Desoxirribonucleico)

El ácido desoxirribonucleico frecuentemente abreviado ADN constituye el principal componente del material genético de la inmensa mayoría de los organismos, junto con el ARN, siendo el componente químico primario de los cromosomas y el material en el que los genes están codificados.

En las bacterias, el ADN se encuentra en el citoplasma mientras que en organismos más complejos, tales como plantas, animales y otros organismos multicelulares, la mayoría del ADN reside en el núcleo celular.

Cuando Watson y Crick emprendieron la aventura de descubrir la estructura del ADN, ya se contaba con abundante información sobre esta molécula. Se sabía que era una macromolécula muy larga y que estaba compuesta de nucleótidos que contenían las bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), timina (T) y citosina (C). Las fotografías de rayos X tomadas por Maurice Wilkins y Rosalind Franklin mostraban casi con certeza que el ADN tenía la estructura de una hélice gigante.

También se conocían las cantidades relativas de las bases nitrogenadas: la cantidad de adenina coincidia con la de timina, y la de guanina con la de citosina, según los estableció Erwin Chargaff en 1950.

Se conoce desde hace más de cien años. El ADN fue identificado inicialmente en 1868 por Friedrich Miescher, biólogo suizo, en los núcleos de las células del pus obtenidas de los vendajes quirúrgicos desechados y en el esperma del salmón. Él llamó a la sustancia nucleína, aunque no fue reconocida hasta 1943 gracias al experimento realizado por Oswald Avery.

Con base en estos datos, Watson y Crick construyeron un modelo de la molécula, ensayando a cada paso la forma en que podían acomodar cada pieza, hasta que descubrieron que para poder construir la molécula se requería una doble cadena de nucleótidos (doble hélice), a manera de escalera de caracol, donde el armazón de la hélice está compuesto por las unidades azúcar (desoxirribosa)-fosfato de los nucleótidos y los peldaños, por los pares de bases.

Uno de los pares constituido por la unión de timina y adenina, mediante un doble enlace por puente de hidrogeno y el otro par por la unión citosina y guanina mediante un triple enlace por puente de hidrogeno. Las dos cadenas corren en direcciones opuestas.

Aunque los nucleótidos dispuestos a lo largo de una cadena de la doble hélice pueden presentarse en cualquier orden, su secuencia determina el orden de los nucleótidos en la otra cadena. A partir del modelo se propuso además un mecanismo para la replicación del ADN mediante un proceso semiconservativo en el que la mitad de la molécula sirve de molde para que se forme la otra mitad, produciendo así una nueva molécula completada ADN; este mecanismo constituye una explicación de la capacidad del material genético para replicarse con exactitud y por ende, de la posibilidad de los padres de heredar sus características a los hijos.

Hoy se sabe que todas las células poseen su propio ADN; en las eucariotas se encuentra el núcleo, cloroplastos y mitocondrias; y en las procariotas, disperso en el citoplasma

Se conoce desde hace más de cien años. El ADN fue identificado inicialmente en 1868 por Friedrich Miescher, biólogo suizo, en los núcleos de las células del pus obtenidas de los vendajes quirúrgicos desechados y en el esperma del salmón. Él llamó a la sustancia nucleína, aunque no fue reconocida hasta 1943 gracias al experimento realizado por Oswald Avery.

Estructura de los nucleótidos

Un nucleótido está constituido por tres componentes diferentes: una base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos y un grupo fosfato. Los cuatro tipos de nucleótidos que se encuentran en el ADN tienen una de las cuatro bases nitrogenadas posibles: adenina, guanina, citosina y timina. Las dos primeras son bases púricas y las otras dos, bases pirimídicas.

Las dos cadenas de nucleótidos en el ADN corren en sentido opuesto, una en dirección 3’a 5’. Esto significa que los grupos fosfato están insertados en los carbonos 3 y 5 de la desoxirribosa. El carbono 1 es el que está a la derecha del átomo de oxigeno y en cada vértice del pentágono que forma la desoxirribosa está ubicado en un átomo de carbono.

Función del ADN

Su función es codificar las instrucciones esenciales para fabricar un ser vivo idéntico a aquel del que proviene (o casi similar, en el caso de mezclarse con otra cadena como es el caso de la reproducción

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