El ADN: La biblioteca de la vida
En el núcleo de cada célula de todos los seres vivos se encuentra una molécula extraordinaria: el ADN. Esta molécula, similar a una biblioteca, contiene la información esencial para el desarrollo y funcionamiento de un organismo. En ella se encuentran las instrucciones, los genes, que determinan las características básicas de cada ser vivo.
Ácidos nucleicos: ADN y ARN
Los ácidos nucleicos, ADN y ARN, son polímeros formados por unidades llamadas nucleótidos. Cada nucleótido está compuesto por:
- Una base nitrogenada (adenina, citosina, guanina, timina en el ADN y uracilo en el ARN)
- Una pentosa (ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN)
- Un grupo fosfato
Existen dos tipos principales de ácidos nucleicos:
- ARN: Sus nucleótidos contienen ribosa, fosfato y una de estas cuatro bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina y uracilo. Hay varios subtipos de ARN, como el ARN mensajero (ARNm), el ARN de transferencia (ARNt) y el ARN ribosómico (ARNr).
- ADN: Todos sus nucleótidos están compuestos por desoxirribosa, fosfato y una de estas cuatro bases: adenina, guanina, citosina y timina.
Estructura del ADN: La doble hélice
El ADN tiene una estructura de doble hélice, similar a una escalera de caracol formada por dos cadenas paralelas unidas por las bases nitrogenadas mediante enlaces de hidrógeno. Las bases serían los peldaños y las cadenas de desoxirribosa-fosfato, los pasamanos.
Las bases de las dos hebras son complementarias: la adenina se une con la timina (A-T) y la citosina con la guanina (C-G). Durante la replicación celular, la doble hélice se abre y cada cadena sirve como molde para crear una nueva cadena complementaria, asegurando la transmisión fiel de la información genética.
Del ADN a las proteínas: La expresión génica
La información genética fluye del ADN a la proteína con la intermediación del ARN (ARNm, ARNt y ARNr). Este proceso, llamado expresión génica, ocurre en dos etapas principales: transcripción y traducción.
Transcripción
Durante la transcripción, la información del ADN se copia a una molécula de ARNm. El ARNm se forma utilizando una de las cadenas de ADN como molde, y las bases se complementan de la siguiente manera: adenina con uracilo (A-U) y citosina con guanina (C-G).
Traducción
En la traducción, la secuencia de nucleótidos del ARNm se utiliza para sintetizar una cadena de aminoácidos, que formará una proteína. El ARNm se une a los ribosomas, donde los aminoácidos son transportados por el ARNt y se ensamblan según la secuencia del ARNm.
El código genético
El código genético es el conjunto de reglas que determina cómo se traduce la secuencia de nucleótidos del ARNm en una secuencia de aminoácidos. Algunas características importantes del código genético son:
- Universalidad: Es prácticamente el mismo en todos los seres vivos.
- Degeneración: Un aminoácido puede estar codificado por varios tripletes de nucleótidos (codones).
- Codones de inicio y stop: Existen codones específicos que indican el inicio (AUG) y el final (UAA, UAG, UGA) de la traducción.
Tecnología del ADN recombinante: Clonación de genes
La tecnología del ADN recombinante permite manipular el ADN y transferir genes de un organismo a otro. Un ejemplo es la clonación del gen de la insulina en bacterias:
- Identificación y aislamiento del gen: Se localiza el gen de interés en el ADN del organismo donante.
- Elección del vector: Se selecciona un vector, como un plásmido bacteriano, para transportar el gen.
- Corte y unión del ADN: Se utilizan enzimas de restricción para cortar el ADN y enzimas ligasas para unir el gen al vector.
- Transformación: Se introduce el ADN recombinante en la célula receptora, como una bacteria.
- Selección y clonación: Se seleccionan las células que han incorporado el gen y se les permite multiplicarse para obtener un clon de células productoras de la proteína deseada.
Aplicaciones de la ingeniería genética
La ingeniería genética tiene un amplio abanico de aplicaciones en diferentes campos:
Producción de fármacos
Permite producir proteínas terapéuticas a gran escala, como la insulina, el interferón y la hormona del crecimiento, que antes eran difíciles y costosas de obtener.
Terapia génica
Consiste en introducir genes en células para tratar enfermedades genéticas o adquiridas. Se utiliza en el tratamiento de enfermedades como la inmunodeficiencia combinada grave (niños burbuja) y algunos tipos de cáncer.
Diagnóstico clínico
Permite identificar genes responsables de enfermedades, lo que facilita el diagnóstico precoz y la aplicación de tratamientos más efectivos.
Agricultura
:potencian caracteristicas deseables(mayor rendimiento del cultivo, resistencias de herbicidas, etc)como en la creación de variedades y especies nuevas. A partir de celulas vegetales se crean plantas geneticamnte identicas en las k se a introducido un gen k incorpora alguna resistencia, etc. y ganaderia: se busca evitar patologías y aumntar la producción ganderasin riesgos de engorde artificial con hormonas. Adema se usan en investigación de medicina, para futuros xenotrasplantes, etc. –APLICAIONES MEDIOAMBIENTALES: biorremediacion: se diseñan organismos con capacidad para degradar compuestos k degraden el petroleo por ejmplo y k actuen en condiciones concretas como temperaturas muy elevadas. Bioadsorcion: obtener cepas bacterianas capaces de fijar en la superficie de sus celulas ciertos metales k interesa retirar del medio.