ADN y ARN: Los Pilares de la Información Genética
El ADN es la biomolécula encargada de almacenar la información genética de la célula. Se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y forma parte de los cromosomas. Pertenece a los ácidos nucleicos y está formado por la unión de pequeñas unidades llamadas nucleótidos. Estos nucleótidos están constituidos por: Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) y Guanina (G).
Estructura del ADN
La estructura del ADN consiste en dos cadenas de nucleótidos enrolladas entre sí, formando una doble hélice. Las bases nitrogenadas se emparejan de manera específica: (A-T) y (C-G).
El ARN se diferencia del ADN en el monosacárido que forma los nucleótidos y en que posee uracilo (U) en lugar de timina (T).
Codificación y Duplicación del ADN
La información genética se codifica según el orden en que se disponen sus nucleótidos, lo que se conoce como secuencia de nucleótidos. Esta secuencia origina distintos mensajes. La duplicación del ADN es el proceso mediante el cual la célula hace una copia de su ADN para repartir la información genética idéntica entre sus dos células hijas.
Expresión de la Información del ADN
- Genes: Son las unidades que contienen la información genética necesaria para que se manifieste un carácter heredable de un ser vivo.
- Genoma: Es el conjunto de todos los genes de un individuo y contiene toda la información genética necesaria para la construcción y supervivencia de dicho individuo.
Fabricación de Proteínas
Las proteínas están formadas por aminoácidos (20 diferentes). El orden de estos aminoácidos determina el tipo de proteína. El código genético es el conjunto de reglas que relacionan la secuencia de nucleótidos del ADN con la secuencia de aminoácidos de una proteína.
Enzimas
Las enzimas son proteínas que controlan las reacciones químicas que ocurren en los seres vivos. También se les llama biocatalizadores, ya que aceleran las reacciones químicas. Son moléculas específicas.
Biotecnología: Herramientas para la Modificación Genética
La biotecnología es el conjunto de técnicas genéticas y bioquímicas que permiten la modificación de los organismos. Las técnicas más utilizadas son las de ADN recombinante, las técnicas de clonación celular y las técnicas de cultivo de células y tejidos.
Técnicas de ADN Recombinante
Estas técnicas de laboratorio permiten aislar, combinar, copiar y secuenciar fragmentos de ADN. Los organismos obtenidos por ingeniería genética se denominan OMG (organismos modificados genéticamente). Un organismo transgénico es aquel en el que se ha introducido uno o varios genes procedentes de otra especie, mientras que un organismo recombinante contiene fragmentos de ADN de distinto origen.
Genoma Humano
El genoma humano está formado por moléculas de ADN organizadas en 23 cromosomas. Su estudio acelera la identificación de genes causantes de enfermedades.
Terapia Génica
La terapia génica es un procedimiento para tratar algunas enfermedades mediante técnicas de ADN. Consiste en introducir en las células un gen normal que reemplace al gen defectuoso.
Medicamentos Biotecnológicos
Algunos medicamentos producidos mediante biotecnología incluyen: insulina humana, hormona del crecimiento, factor VII, vacunas para la hepatitis A y B, antibióticos y factores estimulantes de la hematopoyesis.
Aplicaciones de la Biotecnología en la Agricultura
La biotecnología permite:
- Elegir los genes específicos del carácter que se desea.
- Introducir genes de otras especies.
Plantas Transgénicas
Una planta transgénica es aquella cuyo genoma ha sido modificado mediante técnicas de ADN para introducir genes nuevos o modificar la función de un gen propio.
Aplicaciones en la Agricultura
- Protección contra ciertas plagas (insectos).
- Resistencia a herbicidas.
- Producción de alimentos con mejores características o más saludables.
- Mayor tolerancia de los cultivos a condiciones adversas.
- Nuevas aplicaciones (plásticos biodegradables, vacunas comestibles, cultivos ornamentales).
Alimentos Transgénicos
Los alimentos transgénicos son aquellos que han sido elaborados a partir de materias primas que contienen OMG.
Biotecnología y Medio Ambiente
Tratamiento de Residuos
La biotecnología se utiliza en el tratamiento de aguas residuales, la eliminación de petróleo y la eliminación de metales pesados.
Biocombustibles
Los biocombustibles son cualquier combustible de origen biológico obtenido a partir de organismos vivos o de restos orgánicos. Los más desarrollados son: biodiesel, bioetanol y biogás.
Clonación: Creación de Copias Genéticas
La clonación es el proceso que permite producir células idénticas, llamadas clones. Existen dos tipos principales:
- Clonación reproductiva: Obtención de un mamífero por clonación a partir de células adultas.
- Clonación terapéutica: Producción de un tipo de células madre embrionarias.
Células Madre
Una célula madre es una célula capaz de dividirse infinitas veces mediante divisiones mitóticas y de dar lugar a más tejidos adultos. Hay dos tipos principales: células madre embrionarias y células madre adultas.
Reproducción Asistida
Las técnicas de reproducción asistida incluyen:
- Tratamientos hormonales: Hormonas que inducen la maduración de nuevos óvulos en el ovario.
- Fecundación in vitro: Extracción de óvulos de la madre y fecundación en el laboratorio con esperma del padre.
- Transferencia de gametos a las trompas de Falopio: Mezcla de óvulos y esperma que se transfieren a las trompas para que la fecundación tenga lugar allí.
- Inseminación artificial: Depósito de la muestra de esperma directamente en el útero de la mujer.
Bioética: Aspectos Éticos de la Biotecnología
La bioética es la disciplina que trata de los aspectos éticos relacionados con las aplicaciones de la biomedicina y la biotecnología.
Terapia Génica
La terapia génica se utiliza para tratar ciertas enfermedades genéticas.