Los ácidos nucleicos
Los ácidos nucleicos almacenan y transmiten la información genética. Son macromoléculas formadas por la unión de unidades más sencillas denominadas nucleótidos. Están unidos formando polinucleótidos. En cada polinucleótido el grupo fosfato y la pentosa son siempre iguales y varía la secuencia de las bases nitrogenadas.
Nucleótidos
Compuestos por tres subunidades:
- Un grupo fosfato, compuesto por fósforo y oxígeno.
- Un glúcido de cinco átomos de carbono (pentosa), que puede ser desoxirribosa o ribosa.
- Una base nitrogenada, que puede ser adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) o uracilo (U).
Tipos de ácidos nucleicos
Hay dos tipos:
- Ácido desoxirribonucleico (ADN): posee como pentosa la desoxirribosa, y sus bases nitrogenadas son la adenina, la guanina, la citosina y la timina.
- Ácido ribonucleico (ARN): posee como pentosa la ribosa, y sus bases nitrogenadas son la adenina, la guanina, la citosina y el uracilo.
El ácido desoxirribonucleico (ADN)
En el ADN está contenida toda la información genética necesaria para el funcionamiento y desarrollo de un ser vivo.
El ADN tiene las siguientes características:
- Cada molécula está formada por dos cadenas de polinucleótidos, enrolladas en espiral formando una doble hélice.
- Las dos cadenas son antiparalelas.
- Las cadenas se mantienen unidas mediante enlaces de hidrógeno. Son complementarias, adenina con timina y guanina con citosina.
El ácido ribonucleico (ARN)
El ARN participa en la expresión de la información contenida en el ADN mediante la síntesis de proteínas, que son las que regulan la mayoría de los procesos vitales de un organismo.
Tipos:
- ARN mensajero (ARNm): copia la información del ADN nuclear y la transporta hasta los ribosomas.
- ARN ribosómico (ARNr): se asocia a proteínas y forma los ribosomas, donde se sintetizan proteínas.
- ARN transferente (ARNt): se une a aminoácidos y los transporta hasta el ribosoma para formar las proteínas.
La replicación del ADN
El ADN tiene la capacidad de replicarse, es decir, puede realizar copias idénticas de sí mismo. Tiene lugar al final de la interfase. Es de tipo semiconservatorio, ya que conserva la cadena original y la nueva. En la célula existen enzimas de reparación.
Proceso de replicación del ADN
- La replicación comienza con la rotura de los enlaces de hidrógeno que unen las bases nitrogenadas complementarias de ambas cadenas. De esta forma, las dos hebras empiezan a desenrollarse.
- Cada cadena parental constituye el molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. Cuando ambas se separan, enzimas específicas van leyendo la información y uniendo los nucleótidos complementarios.
- Conforme se van formando las nuevas cadenas, se establecen enlaces de hidrógeno entre las bases, y las hebras se van enrollando. El resultado son dos moléculas de ADN iguales entre sí y a la molécula original.
El ADN, portador de la información genética
Los primeros análisis químicos revelaron que los cromosomas estaban constituidos por ácido desoxirribonucleico (ADN) y proteínas. Frederick Griffith y Oswald Avery afirmaron que el ADN era la molécula portadora de la información genética y no las proteínas.
El concepto de gen
Un gen es un fragmento de ADN que contiene la información genética para un determinado carácter.
Experimento de Beadle y Tatum
- En 1958 enunciaron la hipótesis “un gen-una enzima” y recibieron un Premio Nobel; cada gen contiene la información para la síntesis de una enzima, y esta determina el carácter.
- Se demostró que la teoría podía hacerse extensiva a todas las proteínas y se reformuló como “un gen-una proteína”.
- Actualmente, desde el punto de vista de su función, un gen se define como un fragmento de ADN que lleva la información para sintetizar una proteína, necesaria para que se exprese un determinado carácter en un individuo.
Estructura del genoma
Se denomina genoma al conjunto completo de genes de un organismo.
- Organismos procariotas: el genoma está formado por un solo cromosoma circular. Algunas bacterias además poseen plásmidos, que son moléculas de ADN circulares que se replican de forma independiente al cromosoma bacteriano.
- Organismos eucariotas: la mayor parte del genoma constituye la cromatina, localizada en el núcleo de la célula. Otra parte del ADN se encuentra en los cloroplastos y mitocondrias, y tiene una estructura parecida al cromosoma bacteriano.
Las mutaciones
Las mutaciones son cambios aleatorios que se producen en el ADN de un organismo. Constituyen una fuente de variabilidad genética y un motor para la evolución de las especies. Pueden ser mutaciones espontáneas, que se producen al azar por causas naturales, o agentes mutagénicos, producidas artificialmente por agentes físicos.
Tipos de mutaciones
Según el efecto sobre el individuo
- Perjudiciales: confieren una desventaja para la supervivencia del individuo. Si afectan a estructuras elementales, pueden llegar a causar la muerte del individuo.
- Beneficiosas: aumentan la probabilidad de supervivencia del individuo, aportando variabilidad a la población.
- Neutras: son mutaciones que no afectan a la supervivencia del individuo ni positiva ni negativamente.
Según el tipo de células afectadas
- Somáticas: son aquellas que afectan a las células somáticas. No son heredables. Originan lesiones y enfermedades graves.
- Germinales: afectan a los gametos. Se transmiten a futuras generaciones, son heredables.
Según la extensión del material genético afectado
- Génicas: son aquellas que provocan cambios en la secuencia de nucleótidos de un gen determinado.
- Genómicas: producen una variación respecto al número total de cromosomas de una especie.
- Cromosómicas: son las que ocasionan cambios que afectan a la estructura interna de los cromosomas.