Estructura de los Cromosomas
Los cromosomas están formados por dos tipos de moléculas: proteínas y ADN.
Interfase
Durante la interfase, las moléculas de ADN forman filamentos muy finos y largos empaquetados en un ovillo.
Mitosis
Durante la mitosis, cada molécula de ADN se compacta y se enrolla sobre sí misma de forma muy compleja, originando un cromosoma. Los cromosomas que aparecen durante la primera fase son estructuras dobles, ya que están constituidos por dos moléculas de ADN idénticas.
Estructura de la Molécula de ADN
El ADN está formado por una doble hélice, es decir, una larga molécula formada por dos cadenas dispuestas en paralelo y enrolladas en forma de hélice.
Cada cadena está formada por la unión de nucleótidos. Hay 4 nucleótidos diferentes: la Adenina (A), la Timina (T), la Citosina (C) y la Guanina (G).
Cada nucleótido de una cadena está unido a su complementario de la otra cadena. En el ADN, la (A) solo se puede unir con la (T) y la (G) solo se puede unir con la (C).
Funciones del ADN
El ADN es el material del que están hechos los genes, por lo que posee una función genética:
- Lleva la información genética.
- Controla la aparición de los caracteres.
- Pasa la información de una célula a sus descendientes durante el proceso de división celular.
Todos los seres vivos tenemos 46 moléculas de ADN en nuestras células y todas las moléculas están formadas por los mismos cuatro nucleótidos. Sin embargo, todos los seres somos diferentes.
Al observar una molécula de ADN, la única diferencia que se observa es el orden en el que se suceden los nucleótidos. Cada cromosoma está formado por una única molécula de ADN y un cromosoma contiene muchos genes. Un gen es un segmento de ADN que lleva codificada la información para un determinado carácter. Un individuo no puede transmitir un carácter determinado si no posee el gen correspondiente. Pero a pesar de ese gen, es necesario que el individuo sintetice una proteína que es diferente dependiendo del carácter que se va a transmitir.
La Traducción del Mensaje Genético
La traducción se produce en los ribosomas. La traducción se realiza en dos etapas:
- La primera tiene lugar en el núcleo. Consiste en hacer una copia del gen que lleva la información para fabricar la proteína deseada.
- La segunda ocurre en el citoplasma, donde se encuentran los ribosomas. Consiste en fabricar la proteína correspondiente uniendo aminoácidos en el orden indicado por el mensaje recibido.
La Replicación del ADN
La complementariedad de las dos cadenas que forman una molécula de ADN es una característica clave para comprender que el material genético puede hacer copias exactas de sí mismo. El proceso consiste en lo siguiente:
- Primero, la unión entre nucleótidos se rompe y las dos cadenas de la doble hélice se separan.
- Segundo, cada cadena sirve de molde para fabricar una nueva cadena complementaria.
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 al azar de cambios en la información genética se llama mutación. Las mutaciones se producen espontáneamente de forma natural, pero también pueden ser estimuladas mediante agentes mutagénicos como pueden ser las radiaciones o el consumo de sustancias químicas.
Las mutaciones pueden ser en cualquier célula del organismo. Si ocurre en una célula que no es reproductora, la mutación desaparece con la muerte de la célula. Esta mutación puede producir tumores.
Si se produce en una célula reproductora, la mutación se transmitirá de generación en generación con la reproducción.
La Ingeniería Genética
La ingeniería genética agrupa un conjunto de técnicas que permiten retirar, modificar o agregar genes a una molécula de ADN de un organismo con el fin de cambiar la información genética que contiene.
Cómo se modifica el ADN:
- Primero, localizar el gen que se desea transferir.
- Segundo, aislar el gen utilizando enzimas que cortan el ADN por lugares precisos.
- Tercero, insertar el gen en otro fragmento de ADN. El ADN resultante se denomina recombinante.
- Cuarto, introducir el ADN recombinante en la célula huésped.
- Quinto, confirmar que la célula huésped es capaz de fabricar la proteína correspondiente.
- Sexto, clonar el gen.
Organismos Transgénicos
Son organismos eucariotas que han sido modificados por ingeniería genética. Estos organismos se producen en dos etapas:
- Transformación: se introduce el gen deseado en el genoma de una célula que se desea modificar.
- Regeneración: esta segunda etapa requiere de técnicas de clonación de organismos para obtener un individuo a partir de la célula cuyo genoma ha sido modificado.
Los Genomas
El genoma es el conjunto de genes y el estudio de un organismo tiene como principal objetivo identificar cada uno de los genes de un individuo, es decir, la secuencia de nucleótidos de su ADN.
El Genoma Humano
El genoma humano contiene unos 3200 millones de pares de bases. Solo el 2% del genoma contiene genes, es decir, información para fabricar proteínas. Es casi el mismo para todas las personas. Contiene unos 15000 genes, pero se desconoce la función de la mitad. Aproximadamente la mitad de las proteínas humanas se parecen a las de otros seres vivos.
Proyecto del Genoma Humano
Aplicaciones: tiene aplicaciones directas en el campo de la salud como el diagnóstico de enfermedades hereditarias o la fabricación de medicamentos.
Aplicaciones y Riesgos de la Ingeniería Genética
La utilización de los seres vivos con fines comerciales o industriales recibe el nombre de biotecnología. Las principales áreas en las cuales se utiliza esta técnica son:
La Salud Humana
- Alimentos con características especiales
- Órganos para trasplante
La Agricultura y Ganadería
- La resistencia de los cultivos
- El crecimiento más rápido
La biotecnología presenta una serie de riesgos como:
- Pérdida de diversidad genética.
- El salto de forma accidental de los genes transferidos a otras especies silvestres.
- Efectos perjudiciales sobre la salud.