02 Mar
Ácidos Nucleicos: Fundamentos y Funciones
Los ácidos nucleicos fueron descubiertos por Friedrich Miescher. Son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más sencillas llamadas nucleótidos. Estos están constituidos por la unión de tres tipos de moléculas: un resto de ácido ortofosfórico, un monosacárido de 5 carbonos y una base nitrogenada.
Tipos de Ácidos Nucleicos
- ADN (Ácido Desoxirribonucleico)
- ARN (Ácido Ribonucleico)
ADN (Ácido Desoxirribonucleico)
Composición Química
Formado por desoxirribonucleótidos constituidos por un resto fosfórico, desoxirribosa y bases nitrogenadas que son adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T).
Estructura Molecular
Dos moléculas de polinucleótidos unidas entre sí por las bases nitrogenadas.
Tipos de ADN
- ADN nuclear: Forma la cromatina.
- ADN mitocondrial: Presente en las mitocondrias.
- ADN plastidial: Presente en los cloroplastos.
Localización Celular
En el núcleo, en las mitocondrias y en los cloroplastos.
Función
Es el portador de la información genética del organismo.
ARN (Ácido Ribonucleico)
Composición Química
Formado por ribonucleótidos constituidos por un resto fosfórico, ribosa y bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y uracilo (U).
Estructura Molecular
Una molécula de polinucleótido con estructura monocatenaria.
Tipos de ARN
- ARNm (ARN mensajero)
- ARNt (ARN de transferencia)
- ARNr (ARN ribosómico)
Localización Celular
En el citoplasma, libres o asociados a ribosomas.
Función
Realizan la síntesis de proteínas según la información genética del ADN.
Estructura del ADN
Se encuentra en el núcleo de las células eucariotas formando parte de los cromosomas y también en otros orgánulos celulares como las mitocondrias y los cloroplastos. En las células procariotas se encuentra en el citoplasma. Está constituido por dos cadenas de nucleótidos complementarias enrolladas en forma de doble hélice.
La Replicación del ADN
Es el primer proceso necesario para la transmisión de la información genética, es decir, la duplicación para obtener una copia que pueda ser transportada hasta la fecundación y luego utilizada por el nuevo individuo. La replicación es el proceso por el cual el ADN se copia para poder ser transmitido a nuevos individuos y se realiza en el núcleo.
Características de la Replicación
- Constituye un mecanismo fundamental para asegurar que todas las células de un organismo pluricelular conserven la misma identidad.
- Bidireccional: Dirección 5′-3′ en cada una de las dos hebras.
- Completa: Se replica todo el ADN.
- Semiconservativa: Una hebra antigua y otra nueva. Se propusieron otras dos formas posibles para que el proceso se llevara a cabo: la replicación conservativa y la replicación dispersiva.
- La tasa de errores en la replicación del ADN es muy baja. Cuando hay algún error, se produce una mutación.
Transcripción
Es el proceso mediante el cual una parte del mensaje genético se copia desde su forma original (ADN) al ARN mensajero. Tiene lugar en el núcleo de la célula. El ARN mensajero formado sale al citoplasma a través de los poros de la membrana nuclear. Solamente se copia una de las dos cadenas de ADN.
Fases de la Transcripción
Iniciación
La ARN polimerasa se une a una zona del ADN que se quiere transcribir. A continuación, se corta la hebra del ADN y se separan las dos cadenas, formándose el proceso de la copia del ADN a transcribir. Esta copia no requiere ningún cebador. Los ribonucleótidos se quedan en sentido 5′-3′. En el caso de la transcripción de un gen que codifica para una proteína, la ARN polimerasa se une a una zona de control denominada promotor, que regula la actividad de la ARN polimerasa y regula la expresión del gen.
Elongación
La ARN polimerasa continúa añadiendo nucleótidos complementarios al ADN hasta que se llega a una determinada secuencia que indica a la polimerasa el final de la zona a transcribir.
Terminación
La transcripción finaliza y al ARN recién formado se le añade una cola de unos 200 nucleótidos.
La Traducción
La traducción consiste en la lectura por parte de los ribosomas del ARN mensajero que se ha fabricado en el núcleo a partir de un gen. Este paso es más complejo que el anterior, ya que el mensaje del ARN mensajero está formado por una sucesión de bases, mientras que la proteína está formada por la asociación de aminoácidos. Existen cuatro bases posibles del ADN (adenina, uracilo, citosina y guanina) y un total de 20 aminoácidos posibles en las proteínas. Un mismo ARN mensajero es leído por muchos ribosomas simultáneamente, con lo que se obtienen de una vez muchas copias de la proteína. A la figura resultante y con forma de collar o rosario se le denomina polisoma.
El Código Genético
El código genético es el conjunto de instrucciones que sirven para fabricar proteínas a partir de un orden de los nucleótidos que constituyen el ADN. Este código determina que cada grupo de tres nucleótidos codifica un aminoácido. El código genético es la regla de correspondencia entre la serie de nucleótidos en que se basan los ácidos nucleicos y la serie de aminoácidos. Cada tres nucleótidos de la cadena forman una unidad funcional llamada codón. Como en cada cadena pueden aparecer cuatro nucleótidos distintos, hay 64 combinaciones o codones. A cada codón le corresponde un único significado, que será un aminoácido o una instrucción de final de traducción.
Características del Código Genético
- El código genético está organizado en tripletes o codones, es decir, cada tres pares de bases determinan un aminoácido.
- No es ambiguo: cada triplete tiene su propio significado.
- Todos los tripletes tienen sentido: bien codifican un aminoácido o bien indican terminación de lectura.
- Es degenerado: como hay más tripletes posibles que aminoácidos, un determinado aminoácido puede estar codificado por más de un triplete de bases.
- En el código no hay solapamientos ni superposiciones: cada nucleótido del ácido nucleico pertenece a un solo triplete.
- En la lectura del código no hay espacios en blanco.
- Es un código universal: en todas las especies los mismos tripletes codifican para los mismos aminoácidos.
- Es unidireccional: los tripletes se leen en sentido 5′-3′.
Euploidía
Cuando la mutación afecta al número de juegos completos de cromosomas con relación al número normal de cromosomas de la especie. Las euploidías se pueden clasificar por el número de cromosomas que se tengan: monoploidía (si las células presentan un solo juego de cromosomas) o poliploidía (si presentan más de 2 juegos, pudiendo ser diploides o tetraploides).
Aneuploidías
Se dan cuando la mutación afecta solo a una parte del juego cromosómico y el cigoto presenta cromosomas de más o de menos. Las aneuploidías pueden darse tanto en los autosomas como en los heterocromosomas. Estas alteraciones se denominan monosomías (si falta uno de los cromosomas de la pareja de homólogos), trisomías (si se tienen 3 cromosomas en lugar de los dos normales), tetrasomías (si se tienen 4), pentasomías (si se tienen 5), etcétera.
Biotecnología e Ingeniería Genética
Biotecnología
Es la aplicación de la tecnología a los procesos biológicos. Utiliza organismos vivos o sus derivados para la obtención de productos o procesos. Implica la utilización de la ingeniería genética, que es el conjunto de técnicas que permiten manipular el material genético de un organismo para transferirlo a otro y que se exprese en él. Se puede conseguir eliminar genes, introducir otros nuevos y modificar la información o hacer copias de un gen.
Ingeniería Genética
Es el conjunto de técnicas que permiten manipular el material genético de un organismo para transferirlo a otro y que se exprese en él. Se puede conseguir, entre otras cosas, eliminar genes, introducir otros nuevos y modificar la información o hacer copias de un gen.
Clonación
Es el proceso por el que se consiguen de modo asexual individuos idénticos a un organismo adulto. Puede ser mediante un proceso natural en microorganismos y algunos tipos de plantas y animales, o artificial basado en técnicas biológicas de clonación.
Terapia Génica
Consiste en introducir genes sanos en células que presentan estos genes defectuosos. Para la introducción de los genes se requiere un vector o un vehículo, que puede ser un virus. La terapia génica puede ser la solución para corregir las enfermedades hereditarias y algunos tipos de cánceres. Existen dos métodos: in vivo o ex vivo.
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