En 1953 Watson y Crick construyeron un modelo de la molécula de ADN. El modelo se conoce como la doble hélice de ADN.
CARACTERÍSTICAS:
– El adn es una larga molécula compuesta por 2 cadenas dispuestas una paralela a la otra y enrolladas en forma de hélice.
– Cada cadena está formada por unidades llamadas nucleótidos.
Hay 4:
A: adenina T:timina C: citosina G: guanina
– Cada nucleótido de una cadena está unido al nucleótido de enfrente de la otra cadena.
– En el ADN la A solo puede unirse a la T y la G a la C. Por eso A es complementaria de T y la G lo es de C.
– Sabemos que cada cromosoma está formado por una única molécula de ADN y que un cromosoma contiene muchos genes.
Un gen es un segmento de ADN que lleva codificada la información para un determinado carácter.
El ADN y la función de los genes:
– Llevar la información hereditaria o genética (ej. la información para el color de los ojos)
– Controlar la aparición de los caracteres (que una persona tenga los ojos de un determinado color)
– Pasar la información de una célula a sus células hijas durante la división celular de manera que la información para ese color de ojos pase de una generación a la siguiente.
¿Qué tipo de información llevan los genes?
Un gen es un segmento de ADN que contiene la información para construir una proteína concreta que, a su vez, controla la aparición de un determinado carácter.
¿Qué código utiliza el ADN?
El ADN contiene la información para que una célula pueda fabricar miles de proteínas distintas: con tan solo 4 nucleótidos, el ADN puede fabricar multitud de proteínas. Lo hace mediante el código genético
· Cada trío de nucleótidos sucesivos forma un triplete, que constituye una “palabra”con la que se puede nombrar a uno de los 20 aminoácido que componen las proteínas.
· Algunos aminoácidos se pueden nombrar con más de un triplete.
· Hay tripletes para señalar tanto el inicio del mensaje, que coincide con el aminoácido metionina (Met), como el final.
¿Cómo se traduce el mensaje de los genes?
Las instrucciones genéticas para elaborar proteínas están contenidas en el núcleo de la célula (en el ADN) y los orgánulos encargados de fabricarlas, los ribosomas, están en el citoplasma.
Entonces se requieren dos procesos:
Transcripción:
Primer proceso. Sucede en el interior del núcleo.
Consiste en hacer una copia del segmento de ADN que lleva la información para fabricar la proteína deseada y trasladarla al citoplasma
La copia se hace en una molécula denominada ARN que tiene una sola cadena y en lugar de T lleva U (Uracilo)
Traducción:
Segundo proceso. Tiene lugar en el citoplasma donde están los ribosomas.
Consiste en fabricar la proteína correspondiente uniendo los aminoácidos en el orden indicado por el mensaje transportado por el ARN.
La información contenida en el ADN se hereda
La información contenida en el ADN es idéntica para todas las células del individuo y se transmite en cada división celular con total exactitud.
Para lograrlo antes de cada división celular cada molécula de ADN hace una réplica de sí misma en un proceso conocido como REPLICACIÓN
· Replicación del ADN
1. Las dos cadenas de la doble hélice se separan como una cremallera.
2. Cada una sirve de molde para fabricar una nueva cadena complementaria acoplando los nucleótidos correspondientes para reconstruir dos cremalleras completas.
Frente a un a solo puede encajar una t y frente a una G una C
Cada nueva molécula formada lleva una cadena procedente de la doble hélice originaria y otra cadena de nueva fabricación.
El resultado final de la replicación son dos moléculas idénticas de ADN que son una copia exacta de la molécula original y que por tanto contienen la misma información genética.
Cambios en la información genética, mutaciones:
La aparición de forma súbita y al azar de cambios o errores en la información contenida en el ADN recibe el nombre de MUTACIÓN
Las mutaciones se producen espontáneamente, de forma natural, pero pueden ser estimuladas mediante agentes mutagénicos. Pueden ser:
· Radiaciones, como los rayos X, la luz ultravioleta o la radiación atómica.
· Sustancias químicas, como el ácido nitroso.
¿Se heredan las mutaciones?
Si ocurren en una célula NO reproductora, la mutación desaparecerá con la muerte de la célula o del organismo. Sin embargo estas mutaciones pueden producir tumores.
Ej: cáncer de pulmón
Si tiene lugar en las células reproductoras (espermatozoide / óvulo) la mutación se transmitirá de generación en generación con la reproducción. El nuevo organismo podrá transmitirla a su descendencia.
Las mutaciones son el origen de la diversidad genética
Las mutaciones son el origen de la diversidad genética, ya que explican cómo surgen las distintas alternativas para un gen (los alelos).
Esta disciplina agrupa un conjunto de complejas técnicas que permiten retirar, modificar o agregar genes a una molécula de ADN de un organismo con el fin de cambiar la información que contiene.
Los genes incorporados pueden proceder de un organismo de la misma especie o de otra diferente.
Al conjunto de técnicas utilizadas en ingeniería genética se las denomina tecnología del ADN recombinante.
Etapas de la ingeniería genética
1. Localizar el gen que se desea transferir (transgen).
2. Aislar el gen, mediante enzimas que cortan el ADN.
3. Insertar el gen en otro ADN que actúa como vehículo o vector. El ADN resultante es un ADN recombinante o recombinado.
4. Introducir el ADN recombinado en una célula receptora, (en este caso una bacteria que recibe el ADN recombinado formando parte de un plásmido).
5. Confirmar que la célula receptora es capaz de fabricar la proteína correspondiente (la insulina)
6. Clonar el gen para lo que se deja que las bacterias se multipliquen y de esta forma se obtiene una gran cantidad de insulina.
Un organismo cuyo genoma se ha transformado mediante ingeniería genética se denomina Organismo Genéticamente Modificado (OGM).
Organismos transgénicos
Los OGM pueden ser organismos procarióticos, como las bacterias que han incorporado el gen de la insulina humana, o eucarióticos, a los que se denomina organismos transgénicos.
En la producción de transgénicos destacan 2 etapas:
En la primera se introduce el transgen en el genoma de una célula del organismo que se desea modificar. Para ellos se utilizan micropipetas o un vector adecuado, que puede ser un virus.
En la segunda etapa, hay que conseguir una planta o un animal a partir de la célula modificada.
Ejemplos de organismos transgénicos: maíz y salmón
Una variedad de maíz transgénico resistente al ataque de los taladros, larvas de mariposa que destruyen los tallos y las mazorcas.
El salmón transgénico tiene características similares al salmón común pero crece el doble de rápido.
Áreas de aplicación de la Biotecnología
La utilización de células vivas o de sus productos con fines comerciales o industriales recibe el nombre de biotecnología.
Áreas en las que se aplica:
· Industria alimentaria:
Incluye la mejora en el rendimiento de los procesos industriales, como la fabricación de pan o cerveza, en los que intervienen microorganismos, y la obtención de alimentos con características especiales, como los cereales sin gluten.
· Industria farmacéutica:
Emplea los fármacos (como la insulina, hormona del crecimiento o vacunas), fabricadas por bacterias que han incorporado genes humanos.
· Agricultura y ganadería:
Se aplica a la mejora de plantas, que crecen más rápidamente, se adaptan a condiciones ambientales adversas o resisten a plagas y herbicidas.
En animales se consiguen mayores producciones de leche o carne.
· Medioambiente:
Usa los OGM para la transformación de contaminantes en sustancias no tóxicas (bioderramación) o para la generación de materiales biodegradables.
· Investigación médica:
Incluye la utilización de animales transgénicos para obtener órganos para trasplantes que no planteen problemas de rechazo, o para la investigación.
Los Riegos de la Biotecnología Actual
Medioambiente:
Los OGM pueden transferir sus genes de forma accidental a organismos naturales. (Ej: maleza resistente a herbicidas)
La competencia de estos organismos, mejor dotados, con sus parientes naturales conduciría a una pérdida de biodiversidad.
Salud de las personas:
Los alimentos GM (Genéticamente Modificados) deben estar perfectamente etiquetados para que las personas alérgicas a alguno en particular, (Ej; frutos secos) pueda saber si llevan genes incorporados de esa procedencia.
Contexto social y político:
Los mayores riesgos se derivan de la monopolización del mercado por las grandes empresas.
Por ej. la desaparición de los cultivos tradicionales y la dependencia de empresas productoras y distribuidoras de transgénicos está siendo desastrosa para los países en desarrollo.