Contenido
- La estructura del ADN.
- Enlace de par base específico
- ¿Dónde se encuentra el ADN?
- Replicación de ADN
- Intrones y exones
- Transcripción de ARN
- ¿Cómo se descubrió la estructura del ADN?
ADNo ácido desoxirribonucleico, es un ácido nucleico (uno de los dos ácidos que se encuentran en la naturaleza) que sirve para almacenar información genética sobre un organismo de manera que pueda transmitirse a las generaciones posteriores. El otro ácido nucleico es ARNo ácido ribonucleico.
El ADN lleva el código genético de cada proteína que su cuerpo produce y, por lo tanto, actúa como una plantilla para todos ustedes. Una cadena de ADN que codifica un solo producto proteico se llama gene.
El ADN consiste en polímeros muy largos de unidades monoméricas llamadas nucleótidos, que contienen tres regiones distintas y vienen en cuatro sabores distintos en el ADN, gracias a las variaciones en la estructura de una de estas tres regiones.
En los seres vivos, el ADN se agrupa junto con proteínas llamadas histonas para crear una sustancia llamada cromatina. La cromatina en los organismos eucariotas se divide en varios trozos distintos, llamados cromosomas. El ADN pasa de padres a hijos, pero parte de su ADN se transmite exclusivamente de su madre, como verá.
La estructura del ADN.
El ADN está formado por nucleótidos, y cada nucleótido incluye una base nitrogenada, uno a tres grupos fosfato (en el ADN, solo hay uno) y una molécula de azúcar de cinco carbonos llamada desoxirribosa. (El azúcar correspondiente en el ARN es ribosa).
En la naturaleza, el ADN existe como una molécula emparejada con dos cadenas complementarias. Estas dos cadenas se unen en cada nucleótido a través del medio, y la "escalera" resultante se tuerce en forma de un doble héliceo un par de espirales desplazadas.
Las bases nitrogenadas vienen en una de cuatro variedades: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). La adenina y la guanina pertenecen a una clase de moléculas llamadas purinas, que contienen dos anillos químicos unidos, mientras que la citosina y la timina pertenecen a la clase de moléculas conocidas como pirimidinas, que son más pequeñas y contienen un solo anillo.
Enlace de par base específico
Es la unión de bases entre nucleótidos en cadenas adyacentes lo que crea los "peldaños" de la "escalera" de ADN. Como sucede, una purina solo puede unirse con una pirimidina en este contexto, y es aún más específica que eso: A se une a y solo a T, mientras que C se une a y solo a G.
Esta emparejamiento base uno a uno significa que si se conoce la secuencia de nucleótidos (sinónimo de "secuencia de bases" para fines prácticos) para una cadena de ADN, la secuencia de bases en la otra cadena complementaria se puede determinar fácilmente.
La unión entre nucleótidos adyacentes en la misma cadena de ADN se produce por la formación de enlaces de hidrógeno entre el azúcar de un nucleótido y el grupo fosfato del siguiente.
¿Dónde se encuentra el ADN?
En los organismos procariotas, el ADN se encuentra en el citoplasma de la célula, ya que los procariotas carecen de núcleos. En las células eucariotas, el ADN se encuentra en el núcleo. Aquí, se divide en cromosomas. Los humanos tienen 46 cromosomas distintos con 23 de cada padre.
Estos 23 cromosomas diferentes son distintos en apariencia física bajo un microscopio, por lo que pueden numerarse del 1 al 22 y luego X o Y para el cromosoma sexual. Los cromosomas correspondientes de diferentes padres (por ejemplo, el cromosoma 11 de su madre y el cromosoma 11 de su padre) se denominan cromosomas homólogos.
ADN también se encuentra en las mitocondrias de eucariotas en general, así como en los cloroplastos de las células vegetales específicamente. Esto por sí solo respalda la idea predominante de que estos dos orgánulos existieron como bacterias independientes antes de ser engullidos por los primeros eucariotas hace más de dos mil millones de años.
El hecho de que el ADN en las mitocondrias y los cloroplastos codifique para productos proteicos que el ADN nuclear no le da aún más crédito a la teoría.
Debido a que el ADN que llega a las mitocondrias solo llega allí desde el óvulo de la madre, gracias a la forma en que se generan y combinan el esperma y el óvulo, todo el ADN mitocondrial llega a través de la línea materna, o las madres de cualquier organismo que se esté examinando.
Replicación de ADN
Antes de cada división celular, todo el ADN en el núcleo celular debe copiarse, o replicado, para que cada nueva celda creada en la división que está por venir pueda tener una copia. Debido a que el ADN es bicatenario, debe desenrollarse antes de que pueda comenzar la replicación, para que las enzimas y otras moléculas que participan en la replicación tengan espacio a lo largo de las cadenas para hacer su trabajo.
Cuando se copia una sola cadena de ADN, el producto es en realidad una nueva cadena complementaria a la cadena de plantilla (copiada). Por lo tanto, tiene la misma secuencia de ADN base que la cadena que estaba unida a la plantilla antes de que comenzara la replicación.
Por lo tanto, cada cadena de ADN antigua se combina con una nueva cadena de ADN en cada nueva molécula de ADN de doble cadena replicada. Esto se conoce como replicación semiconservativa.
Intrones y exones
ADN consiste en intrones, o secciones de ADN que no codifican ningún producto proteico y exones, que son regiones codificantes que producen productos proteicos.
La forma en que los exones transmiten información sobre las proteínas es a través de transcripción o la fabricación de ARN mensajero (ARNm) del ADN.
Cuando se transcribe una cadena de ADN, la cadena de ARNm resultante tiene la misma secuencia de bases que el complemento de ADN de las cadenas de plantilla, excepto por una diferencia: donde ocurre la timina en el ADN, uracilo (U) ocurre en el ARN.
Antes de que el ARNm pueda enviarse para traducirse en una proteína, los intrones (la porción no codificante de los genes) deben extraerse de la cadena. Las enzimas "empalman" o "cortan" los intrones de las cadenas y unen todos los exones para formar la cadena de codificación final de ARNm.
Esto se llama procesamiento postranscripcional de ARN.
Transcripción de ARN
Durante la transcripción de ARN, el ácido ribonucleico se crea a partir de una cadena de ADN que se ha separado de su compañero complementario. La cadena de ADN que se usa de este modo se conoce como la cadena de plantilla. La transcripción en sí misma depende de varios factores, incluidas las enzimas (p. Ej., ARN polimerasa).
La transcripción ocurre en el núcleo. Cuando se completa la cadena de ARNm, deja el núcleo a través de la envoltura nuclear hasta que se une a un ribosoma, donde se desarrollan la traducción y la síntesis de proteínas. Así, la transcripción y la traducción están físicamente segregadas entre sí.
¿Cómo se descubrió la estructura del ADN?
James Watson y Francis Crick son conocidos por ser los co-descubridores de uno de los misterios más profundos de la biología molecular: la estructura y la forma del ADN de doble hélice, la molécula responsable del código genético único que llevan todos.
Si bien el dúo se ganó su lugar en el panteón de grandes científicos, su trabajo dependía de los hallazgos de una variedad de otros científicos e investigadores, tanto en el pasado como en los tiempos de Watsons y Cricks.
A mediados del siglo XX, en 1950, el austriaco Erwin Chargaff descubrió que la cantidad de adenina en las cadenas de ADN y la cantidad de timina presente eran siempre idénticas, y que se mantenía una relación similar para la citosina y la guanina. Así, la cantidad de purinas presentes (A + G) fue igual a la cantidad de pirimidinas presentes.
Además, científico británico Rosalind Franklin usó cristalografía de rayos X para especular que las cadenas de ADN forman complejos que contienen fosfato ubicados a lo largo de la parte externa de la cadena.
Esto era consistente con un modelo de doble hélice, pero Franklin no lo reconoció, ya que nadie tenía buenas razones para sospechar esta forma de ADN. Pero para 1953, Watson y Crick habían logrado poner todo junto usando la investigación de Franklins. Fueron ayudados por el hecho de que la construcción de modelos de moléculas químicas era en sí misma un esfuerzo de mejora rápida en ese momento.