ADN es una biomolécula encargada de almacenar la información genética de la célula. Se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y forma parte de los cromosomas. Pertenece al grupo de los ácidos nucleicos. Está formada por la unión de pequeñas unidades denominadas nucleótidos. El ADN está constituido por cuatro tipos de nucleótidos: adenina, timina, citosina y guanina. La molécula del ADN está formada por dos cadenas de nucleótidos enrollados entre sí, formando una estructura conocida como doble hélice. Debido a la interacción entre las bases, se dice que las dos cadenas de nucleótidos son complementarias. La diferencia entre ADN y ARN es la base que tienen y la codificación que transmiten cada uno de ellos.

La molécula de ADN tiene la capacidad de autoduplicarse: antes de cada división celular, la célula realiza una copia exacta de su ADN para poder repartir información genética idéntica entre sus dos células hijas. Este proceso se llama duplicación o replicación del ADN. La duplicación tiene lugar en el núcleo durante la interfase y se lleva a cabo de la siguiente forma:

• La doble hélice de ADN se abre y las dos cadenas se separan.
• Los nucleótidos libres de que dispone la célula en el núcleo pueden unirse a los nucleótidos del ADN a través de sus bases complementarias.
• Los nuevos nucleótidos incorporados se unen entre sí y dan lugar a las nuevas cadenas de ADN.

¿CÓMO SE EXPRESA LA INFORMACIÓN GENÉTICA DEL ADN? Genes y genoma: los genes son unidades que contienen la información genética necesaria para que se manifieste un carácter heredable de un ser vivo. En cuanto a su estructura, un gen es un segmento de la larga cadena del ADN que contiene la información genética para producir una proteína. Las proteínas son biomoléculas responsables de la estructura y las funciones celulares, y determinan también la identidad de cada individuo, lo que se llama fenotipo. Los genes se organizan en largas cadenas de ADN que forman cromosomas. Los cromosomas están presentes en todas las células de un ser vivo, desde el organismo más simple hasta el ser humano. El conjunto de genes de un individuo determina el conjunto de proteínas que fabricarán sus células. El conjunto de todos los genes de un individuo se llama genoma y contiene toda la información genética necesaria para la construcción y supervivencia de dicho individuo.

¿Cómo se fabrican las proteínas? Las proteínas están formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamadas aminoácidos. El orden o secuencia en que se unen los aminoácidos determina el tipo de proteína, y el cambio de uno solo de ellos da lugar a que la proteína sea diferente. La transcripción es el paso de ADN a ARN mensajero. La traducción es cuando el ARN mensajero se traduce y se forma la proteína. El código genético es un conjunto de reglas que relacionan la secuencia de nucleótidos del ADN con la secuencia de aminoácidos de una proteína. ¿Qué son las enzimas? Son proteínas que controlan las reacciones químicas que ocurren en los seres vivos, también se llaman biocatalizadores. Son moléculas específicas. Los genes controlan el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar en las células.

¿Qué es la biotecnología? Es el conjunto de tecnologías genéticas y bioquímicas que permiten la modificación de los organismos y los sistemas o procesos biológicos para obtener productos útiles para las personas, la agricultura, la producción de alimentos, las industrias o el medio ambiente. La biotecnología emplea técnicas de modificación de genes denominadas ingeniería genética. Las tecnologías más utilizadas son las tecnologías de ADN recombinante, las técnicas de clonación celular y las técnicas de cultivo de células y tejidos. ¿Tecnología de ADN recombinante? Son técnicas de laboratorio que permiten aislar, combinar, copiar y secuenciar fragmentos de ADN. Los organismos obtenidos por ingeniería genética se denominan organismos modificados genéticamente, ya que su genoma ha sido modificado. Cuando esta modificación consiste en la introducción de uno o varios genes procedentes de otra especie, se dice que el organismo resultante es transgénico. El ADN que contiene fragmentos de ADN de distinto origen se llama ADN recombinante. ¿Cómo se producen productos de interés mediante tecnología de ADN?

1. Aislar ADN de dos fuentes.
2. Cortar ambos ADNs.
3. Mezclar los ADNs y unirlos.
4. Introducir en bacterias el ADN recombinante.
5. Clonar las bacterias.
6. Buscar el clon con el gen X.
7. Cultivar bacterias y aislar la proteína X.

¿Qué es un genoma humano? Es el conjunto de todos los genes de un individuo, que consta de 23 pares de cromosomas. La utilidad de conocerlo es que permite acelerar la identificación de los genes causantes de enfermedades y desarrollar herramientas para diagnosticar a las personas portadoras de genes defectuosos. PCR o reacción en cadena realizada por la enzima polimerasa es una técnica que permite obtener de manera rápida y sencilla millones de copias de un fragmento de ADN. Huella genética es una técnica que permite la identificación de individuos mediante el análisis de su ADN. Terapia genética es un procedimiento para tratar algunas enfermedades genéticas mediante tecnología de ADN, consiste en introducir en las células del paciente un gen normal que reemplace al gen defectuoso.

Medicamentos terapéuticos de origen biotecnológico:

• Insulina humana: se obtiene mediante la tecnología de ADN.
• La hormona de crecimiento: se produce en la glándula hipófisis y su déficit provoca enanismo.
• El factor VIII: es una proteína presente en la sangre que interviene en la coagulación.
• Las vacunas para la hepatitis A y B, así como algunos anticuerpos monoclonales.
• Los antibióticos: son moléculas que impiden la multiplicación y el desarrollo de otros microorganismos.

¿Qué puede aportar la biotecnología a la agricultura actual? Permite elegir los genes específicos del carácter que se desea seleccionar e introducir solo estos en la planta. Se pueden introducir genes de otras especies, lo que no es posible mediante genética clásica, ya que solo las plantas que son muy similares pueden cruzarse entre sí. Planta transgénica es aquella cuyo genoma ha sido modificado mediante tecnología de ADN para introducir uno o varios genes nuevos o para modificar la función de algún gen propio. Aplicaciones de la biotecnología a la agricultura:

• Protección contra ciertas plagas.
• Resistencia a herbicidas.
• Producción de alimentos con mejores características o más saludables.
• Mayor tolerancia de los cultivos a condiciones adversas.
• Nuevas aplicaciones como plásticos biodegradables, vacunas comestibles, cultivos ornamentales.

Alimentos transgénicos: son aquellos que han sido elaborados a partir de materias primas que contienen organismos modificados genéticamente. Tratamiento de residuos contaminantes: tratamiento de aguas residuales, eliminación de petróleo y eliminación de metales pesados.

Producción de biocombustibles:

• Biodiesel: se obtiene a partir de aceites usados o de semillas de cultivos denominados oleaginosos, se utiliza mezclado con el diesel normal.
• Bioetanol: es un alcohol que se obtiene mediante la fermentación de azúcares procedentes de cultivos energéticos como caña de azúcar o remolacha, utilizado mezclado con gasolina para los automóviles.
• Biogás: mezcla de gas metano y dióxido de carbono obtenido por la biodegradación de residuos agrícolas o ganaderos. Pueden utilizarse como abonos agrícolas.

Clonación: proceso que permite producir células o individuos genéticamente idénticos, que se llaman clones. La clonación es posible porque muchas de las células adultas diferenciadas retienen la capacidad de originar un nuevo organismo. Clonación reproductiva: obtención de embriones de mamífero por clonación a partir de células adultas. Clonación terapéutica: no persigue la obtención de un individuo viable, sino producir un tipo de células denominadas células madre embrionarias que puedan mantenerse en cultivo y utilizarse con fines terapéuticos. La célula madre es una célula capaz de dividirse indefinidamente mediante divisiones mitóticas y de dar lugar a uno o más tejidos adultos diferenciados. Tipos de células madre:

• Células madre embrionarias: son células que derivan de la masa celular interna del embrión y son capaces de generar todos los tipos diferentes de células del cuerpo.
• Células madre adultas: son células capaces de generar células de su propia estirpe.

Aspectos éticos relacionados con la clonación y las células madre: ninguna legislación permite la clonación humana con una finalidad reproductiva, es decir, para dar lugar a nuevos individuos. No se considera éticamente aceptable, dado que atentaría contra la dignidad e individualidad de las personas. ¿En qué consiste la reproducción asistida?:

• Tratamientos hormonales: consisten en tratamientos con hormonas que inducen la maduración de nuevos óvulos en el ovario.
• Fecundación in vitro: consiste en extraer uno o más óvulos de la madre y fecundarlos en el laboratorio con espermatozoides del padre o del donante.
• Transferencias de gametos a las trompas de Falopio: proceso en el que la mezcla de óvulos y esperma se transfiere inmediatamente a las trompas de Falopio para que la fecundación tenga lugar allí.
• Inseminación artificial: técnica más sencilla y se utiliza cuando no se detectan problemas importantes de infertilidad.

Bioética. Disciplina que trata de los aspectos éticos relacionados con las aplicaciones de la biomedicina y la biotecnología.