¿Qué es el ADN?
El ADN es la biomolécula encargada de almacenar la información genética de la célula. Está formado por nucleótidos, que a su vez se componen de tres moléculas: un monosacárido, un ácido fosfórico y una base nitrogenada. Existen cuatro tipos de bases nitrogenadas en el ADN: adenina, timina, citosina y guanina.
¿Qué es la doble hélice?
La doble hélice es la estructura que adopta el ADN cuando sus dos cadenas de nucleótidos se enrollan entre sí. Las cadenas se unen a través de enlaces entre las bases nitrogenadas: la adenina se une con la timina y la citosina con la guanina. Debido a esta interacción, las dos cadenas son complementarias y se asemejan a una escalera de cuerda retorcida, donde los lados están formados por las moléculas de monosacárido y ácido fosfórico, y los peldaños por las bases nitrogenadas emparejadas.
¿Qué es la secuencia de nucleótidos?
La secuencia de nucleótidos es el orden en que se disponen los nucleótidos en una molécula de ADN. Esta secuencia es la que diferencia las moléculas de ADN de distintos individuos y determina la información genética que contienen.
Duplicación y Replicación del ADN
La célula realiza una copia exacta de su ADN para repartirla entre sus dos células hijas durante la división celular. Este proceso, llamado duplicación o replicación, tiene lugar en el núcleo celular. Como resultado, se forman dos moléculas de ADN hijas, cada una con una cadena original de la molécula madre y una cadena complementaria recién sintetizada. Cada cadena original sirve como molde para producir la nueva cadena complementaria.
Forma en que se lleva a cabo la replicación:
- La doble hélice de ADN se abre y las dos cadenas se separan.
- Los nucleótidos libres que dispone la célula se unen a los nucleótidos del ADN original, siguiendo la regla de complementariedad de bases (A-T y C-G).
- Los nuevos nucleótidos se unen entre sí, formando una nueva cadena de ADN complementaria a la original.
Diferencia entre Gen y Genotipo
Genotipo: Es la información genética que define las características de cada individuo. Reside en la secuencia de bases de su ADN.
Gen: Es un segmento de ADN que contiene la información genética para producir una proteína. Los genes son las unidades básicas de la herencia.
¿Cómo se fabrican las proteínas?
Transcripción:
Es el proceso mediante el cual la secuencia de bases de un determinado gen del ADN se copia en una molécula de ARN mensajero (ARNm).
Traducción:
El ARNm es una cadena simple que contiene una copia de la secuencia de bases del gen del ADN. Esta secuencia se utiliza para sintetizar una proteína en los ribosomas.
¿Qué es el código genético?
Es un conjunto de reglas que permiten relacionar la secuencia de nucleótidos del ADN con la secuencia de aminoácidos de una proteína. Es un código de tres letras, llamado triplete o codón. Existen 61 tripletes que codifican para los 20 aminoácidos distintos, y tres tripletes que indican el inicio y el fin de la síntesis de la proteína. El código genético es universal, lo que significa que todos los organismos comparten las mismas reglas para fabricar sus proteínas. Este hecho ha sido esencial para el desarrollo de la biotecnología.
¿Qué son las mutaciones?
Son cambios en el ADN de las células que se producen al azar. Pueden ocurrir en cualquier célula y en cualquier momento. La frecuencia de las mutaciones es muy baja, pero puede aumentar por la acción de ciertos agentes mutágenos, como las radiaciones, algunas sustancias químicas y contaminantes ambientales.
La importancia de las mutaciones:
- Pueden ser perjudiciales para el individuo que las porta o para sus descendientes.
- Pueden ser beneficiosas y mejorar la capacidad de adaptación del individuo al entorno.
- Son una fuente importante de variabilidad genética, que es fundamental para la evolución de las especies.
Tipos de mutaciones:
Mutaciones génicas:
Son mutaciones que afectan a la secuencia de nucleótidos del ADN. Pueden afectar a la secuencia y la estructura de los genes y son heredables. Se deben a errores que se producen durante el proceso de duplicación del ADN.
Mutaciones cromosómicas:
Son mutaciones que afectan al número o a la estructura de los cromosomas. Se deben a errores en la separación de los cromosomas durante la meiosis. Un ejemplo de mutación cromosómica es el síndrome de Down.
¿Qué es la Biotecnología?
Es el conjunto de técnicas que utilizan organismos vivos o sustancias que provienen de ellos para obtener productos útiles para las personas, como medicamentos, alimentos o biocombustibles. Se consideran biotecnología procesos como la fermentación, que utiliza levaduras o bacterias para elaborar pan, o la mejora genética de cultivos y ganado.
¿En qué consiste la tecnología del ADN recombinante?
Se conoce como tecnología del ADN recombinante a las técnicas de laboratorio que permiten combinar el ADN de distinto origen en una única molécula de ADN. Esta tecnología permite, por ejemplo, introducir genes de una especie en otra. El organismo resultante se denomina transgénico.
Aplicaciones de la tecnología del ADN recombinante:
- Producción de medicamentos y compuestos beneficiosos para la salud.
- Detección precoz de enfermedades.
- Mejora de los cultivos y obtención de plantas productoras de sustancias de interés.
- Mejora de la producción de alimentos.
- Producción de enzimas y otros compuestos industriales.
- Eliminación de contaminantes y tratamiento de residuos.
- Producción de biocombustibles.
- Mejora de los procesos de fermentación.
Algunas enfermedades genéticas, como la fibrosis quística o algunas inmunodeficiencias, podrían ser tratadas mediante terapia génica, que utiliza la tecnología del ADN recombinante para introducir genes funcionales en las células del paciente.
Ventajas de la biotecnología:
- Permite elegir los genes específicos del carácter que se desea seleccionar e introducirlos en la planta o animal.
- Se pueden introducir genes de otra especie, lo que no es posible mediante genética clásica, ya que solo las plantas o animales que son muy similares pueden cruzarse entre sí.
Principales aplicaciones en la agricultura:
- Producción de plantas resistentes a plagas: Estas plantas fabrican ellas mismas proteínas que las protegen de las plagas.
- Resistencia a herbicidas: Se utilizan para eliminar las malas hierbas sin que el cultivo se vea afectado.
- Producción de alimentos con mejores características o más saludables: Un ejemplo es el arroz dorado, que ha sido modificado genéticamente para que produzca vitamina A.
- Mayor tolerancia a condiciones adversas: La obtención de plantas tolerantes a la sequía sería importante para zonas con escasez de agua.
- Nuevas aplicaciones: Se están desarrollando plásticos biodegradables a partir de sustancias vegetales.
La Terapia Génica
Es un procedimiento para tratar algunas enfermedades genéticas mediante la tecnología del ADN recombinante. Consiste en introducir genes funcionales en las células del paciente para corregir el defecto genético que causa la enfermedad. Algunas enfermedades, como la fibrosis quística o algunas inmunodeficiencias, podrían ser tratadas mediante terapia génica.
Aplicaciones de la biotecnología en la ganadería:
- Animales capaces de producir medicamentos: Se han obtenido ovejas que producen en su leche proteínas humanas, como el factor IX de la coagulación y la lactoferrina, implicada en el metabolismo del hierro. Con unas pocas ovejas se podrían cubrir las necesidades mundiales de estas proteínas.
- Animales como modelos de enfermedades humanas: Para poder reproducir una enfermedad humana en un animal y estudiar los genes implicados y los posibles tratamientos, se utilizan ratones y cerdos modificados genéticamente.
¿Qué son los Biocombustibles?
Son combustibles de origen biológico obtenidos a partir de organismos vivos, como algas, o de restos orgánicos, como el estiércol. Los biocombustibles más desarrollados son:
- Biodiesel: Se obtiene a partir de aceites usados o de semillas de cultivos llamados oleaginosos. Se utiliza mezclado con el diésel normal.
- Bioetanol: Es un alcohol que se obtiene mediante la fermentación de azúcares procedentes de cultivos como la caña de azúcar.
- Biogás: Es una mezcla de gas metano y CO2 obtenida por la biodegradación de residuos agrícolas o ganaderos.
Consecuencias de la Biotecnología para la Salud Humana
Existe cierta preocupación por las posibles consecuencias negativas de la biotecnología para la salud humana. Algunas personas temen que los alimentos obtenidos de plantas transgénicas puedan contener proteínas tóxicas o compuestos que originen alergias, o que la modificación genética de una bacteria pueda convertirla en perjudicial. Sin embargo, el riesgo parece ser mucho menor si los organismos modificados se utilizan para producir nuevos medicamentos o para avanzar en el conocimiento de las enfermedades.
Teoría de la Generación Espontánea
La teoría de la generación espontánea sostenía que los seres vivos nacían espontáneamente de la materia orgánica en descomposición. Estas creencias se basaban en observaciones cotidianas, como por ejemplo, la aparición de gusanos en la carne en descomposición.
¿Qué es la Evolución Biológica?
Es la transformación gradual y progresiva de formas de vida primitivas en otras más diferentes y complejas. Esta transformación ha ocurrido a lo largo de extensos periodos de tiempo y ha dado origen a la gran diversidad de la vida que existe en la Tierra.