¿Cómo es la molécula de ADN?

En 1953, James Watson y Francis Crick construyeron un modelo de la molécula de ADN. Watson y Crick basaron la construcción de su prototipo en una fotografía de la molécula de ADN realizada por la científica Rosalind Franklin.

El modelo se conoce como la doble hélice del ADN y tiene las siguientes características:

• El ADN es una larga molécula compuesta por dos cadenas dispuestas una paralela a la otra y enrolladas en forma de hélice, como los cabos de una soga.
• Cada cadena está constituida por la unión de unidades, llamadas nucleótidos. Hay cuatro nucleótidos diferentes que se simbolizan con las letras A, T, C y G, iniciales del elemento principal de cada uno de ellos: A por la adenina, T por la timina, C por la citosina y G por la guanina.
• Cada nucleótido de una cadena está unido al nucleótido que se encuentra justo enfrente, en la otra cadena. En el ADN, la A solo puede unirse a la T y la G a la C. Por eso se dice que A es complementaria de T, y C lo es de G.

¿Qué tipo de información llevan los genes?

Un individuo no puede manifestar un carácter en particular, como tener los ojos verdes, si no posee el gen correspondiente. Pero, además, para que aparezca el carácter, es necesario que ese individuo fabrique una proteína; esta es diferente en cada caso y la responsable directa de que se produzca el pigmento verde de los ojos.

¿Qué código utiliza el ADN?

Con tan solo 4 nucleótidos, el ADN puede fabricar multitud de proteínas. Lo hace mediante el código genético, una clave que consiste en:

• Cada trío de nucleótidos sucesivos forma un triplete que constituye una “palabra” con la que se puede “nombrar” a uno de los 20 aminoácidos que componen las proteínas.
• Hay tripletes para señalar tanto el inicio del mensaje, que coincide con el que codifica para el aminoácido metionina (met), como el final.

¿Cómo se traduce el mensaje de los genes?

Requiere dos procesos bien diferenciados: la transcripción y la traducción.

Transcripción. Este primer proceso sucede en el interior del núcleo y consiste en hacer una copia del segmento de ADN (el gen) que lleva la información para fabricar la proteína y trasladarla al citoplasma.

La copia del ADN se hace en ARN (ácido ribonucleico). El ARN se diferencia del ADN en que tiene una sola cadena y, además, en lugar de llevar el nucleótido T, lleva otro que no está en el ADN: el U (uracilo). Así, al hacer la copia de una hebra de ADN en el lenguaje del ARN se coloca el U como nucleótido complementario de A (adenina).

Traducción. Este segundo proceso tiene lugar en el citoplasma, donde están los ribosomas. Consiste en fabricar la proteína correspondiente, uniendo aminoácidos en el orden indicado por el mensaje transportado por el ARN.

¿Cómo se replica el ADN?

Las dos cadenas de la doble hélice se separan como lo hace una cremallera con cuatro formas de dientes, las dos parejas de nucleótidos complementarios.

Cada cadena sirve de molde para fabricar una nueva cadena complementaria, acoplando los nucleótidos correspondientes para reconstruir dos cremalleras completas. Frente a una A solo podrá encajar una T, y frente a una C, una G. Cada una de las nuevas moléculas formadas lleva una de las cadenas procedente de la doble hélice originaria y otra cadena de nueva fabricación.

¿Se heredan las mutaciones?

Una mutación puede suceder en cualquier célula:

En células no reproductoras, la mutación desaparecerá con la muerte de la célula o del organismo. Sin embargo, estas mutaciones pueden producir tumores.

En células reproductoras, la mutación se transmitirá de generación en generación con la reproducción. La célula huevo formada con el gameto portador de la mutación la transferirá a todas las células del nuevo organismo y este podrá transmitirla a su descendencia.

La PCR

La PCR, reacción en cadena de la polimerasa, es una técnica que sirve para producir millones de copias de un fragmento genético de manera rápida y tecnológicamente sencilla. Es como una fotocopiadora de genes.

Se colocan en un tubo un fragmento de ADN, nucleótidos y la molécula (enzima polimerasa) que los pone en su sitio.

Se eleva la temperatura hasta alcanzar 93-97 °C y las dos hebras se separan.

Se baja la temperatura hasta llegar a los 50-60 °C.

La cadena crece hasta conseguir una copia completa.

Organismos transgénicos

Los OGM pueden ser organismos procarióticos, como las bacterias que han incorporado el gen de la insulina humana, o eucarióticos, a los que se denomina organismos transgénicos.

Hay dos etapas:

En la primera, o de transformación, se introduce el transgén en el genoma de una célula del organismo que se desea modificar; para ello, se utilizan micropipetas o un vector adecuado, que puede ser un virus. Por ejemplo, se puede introducir el gen humano de la insulina en óvulos fecundados in vitro de una vaca.

En la segunda, o de regeneración, hay que conseguir una planta o un animal a partir de la célula modificada. Por ejemplo, implantando los embriones obtenidos en el útero de vacas. Las terneras descendientes producirán insulina humana, que se acumula en su leche y de la que se puede extraer.

1 aminoácido = 3 nucleótidos