ADN

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El ADN o ácido desoxirribonucléico es la molécula donde se codifica la información genética que determina buena parte de las características de los seres vivos así como el funcionamiento básico de sus mecanismos celulares.

Tabla de contenidos

El ADN:

El ADN es una molécula de gran longitud, un polímero formado por cuatro monómeros básicos (Adenina, Guanina, Citosina y Timina) denominados "nucleótidos". Esta molécula es el componente de los cromosomas y codifica la información básica necesaria tanto para el funcionamiento de la maquinaria celular como para la fabricación de macromoléculas (principalmente proteínas). También codifica muchas de las características físicas de los seres vivos.

En su reproducción los seres vivos transmiten su ADN y con el la información que éste posee. En el caso de la reproducción asexual (por ejemplo en la división celular llevada a cabo por las bacterias) el ADN se copia de forma fiel, por lo que ambos individuos poseen las mismas características (salvo que se produzca un error en la copia, lo que se denomina "mutación"). En el caso de la reproducción sexual cada uno de los progenitores proporciona la mitad de su ADN, por lo que los nuevos organismos no son copias fieles de los originales, ya que poseen copias parciales del ADN de ambos.

En los organismos procaritos (carentes de núcleo celular, por ejemplo las bacterias) el ADN se encuentra directamente en el citoplasma celular. Por el contrario, en los organismos eucariotos (que disponen de núcleo celular, como ocurre en animales, plantas y hongos) el ADN se encuentra dentro del núcleo.

Su descubrimiento y estructura:

El ADN fue identificado por el biólogo suizo Friedrich Miescher en 1868. Miescher encontró en los núcleos de las células del pus obtenidas en vendajes quirúrgicos desechados y en el esperma del salmón una sustancia a la que denominó "nucleína". Sin embargo, este descubrimiento no fue considerado relevante hasta que, en 1944, Oswald Avery consiguió demostrar que era la sustancia de la que estaban compuestos los genes.

La estructura básica del ADN fue descubierta en 1953 por James Watson y Francis Crick y es de sobra conocida: una doble hélice unida mediante una serie de "peldaños".

Esta estructura está formada por diferentes componentes. Por una parte se encuentra el esqueleto de la molécula: cada una de las hélices del ADN es una cadena de azúcar con grupos fosfato. Por otra parte, y saliendo de esta cadena, se encuentran los "peldaños": bases nitrogenadas cada una de las cuales se une con otra base nitrogenada de la otra hélice.

La unión de los componentes de cada una de las hélices es covalente, mientras que la unión entre las bases nitrogenadas enfrentadas que unen ambas hélices son puentes de hidrógeno, mucho más débiles. Esto hace que ambas hélices puedan ser separadas entre sí con relativa facilidad.

Niveles de información:

Nucleótidos:

La molécula de ADN es un polímero: una larga serie de elementos más simples, que serían los monómeros (sirva de analogía una cadena -polímero- formada por eslabones -monómeros-).

Cada uno de los monómeros (llamados nucleótidos) de la molécula de ADN contiene una molécula de azúcar de cinco átomos (pentosa) llamada desoxirribosa, y que da su nombre a la molécula (ácido desoxirribonucléico). Además, cada monomero cuenta con un grupo fosfato y una base nitrogenada.

Existen cuatro nucleótidos: Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) y Guanina (G). Se cumple que hay tantos nucleótidos A como T, y tantos C como G. Además, la longitud de las cadenas A+T y C+G es igual. Fué esto lo que permitió a James Watson y Francis Crick elaborar el modelo actualmente reconocido de la molécula.

Según este modelo, la base A de una hélice se une a una base T de la otra hélice, y la base C se une con la G. Así, al ser la longitud de las cadenas A+T igual a la de C+G las hélice pueden enrrollarse sin que aparezcan bultos o irregularidades.

Además, es posible en la división celular separar ambas hélices. El hecho de que la base A se una siempre a una T y la G a una C permite a los mecanismos de cada una de las dos mitades de la célula original construir la segunda hélice sin más que añadir los monómeros correspondientes (opuestos) a la hélice con la que ya cuentan.

Tripletes:

Todas las proteínas existentes (se conocen del orden de decenas de miles) se construyen a partir de únicamente veinte aminoácidos. El ADN codifica la información necesaria para construir las proteínas a partir de estos aminoácidos simples.

Son necesarias tres bases para codificar un aminoácido, así la secuencia GCA codifica el aminoácido alanina y la secuencia CGA la arginina. Se denomina triplete a cada una de las combinaciones de tres nucleótidos. Puesto que existen 64 tripletes posibles (43), cada aminoácido es codificado por más de un triplete, así la glicina es codificada por las secuencias GGA, GGC, GGG y GGT. Existen además tres tripletes (TAA, TAG y TGA) que no codifican ningún aminoácido, sino información destinada a controlar el proceso producción de proteínas.

Genes:

Un gen es una cadena de nucleótidos con la información necesaria para formar no sólo un aminoácido sino una macromolécula con funcion celular (generalmente una proteína). Es también la mínima cantidad de información genética que es posible heredar.

Los genes no sólo codifican la fabricación de moléculas simples y el funcionamiento básico de la maquinaria celular, sino que en seres complejos determinan una larga serie de características del organismo, por lo que un error de transcripción (mutación) en la cadena genética puede implicar la aparición de graves enfermedades o, quizá, ventajas evolutivas.

ARN:

Aunque, como ya se ha dicho, es el ADN quien codifica la información necesaria para la fabricación de proteínas, esta fabricación no tiene lugar de forma directa junto a la molécula de ADN. Las proteínas son fabricadas en los ribosomas, estructuras situadas en el citoplasma celular. La información para la fabricación de proteínas viaja desde el ADN hasta los ribosomas mediante unas estructuras intermedias denominadas ARN.

El ARN es muy similar al ADN, una cadena de azúcares con bases nitrogenadas que transporta la información necesaria para la formación de proteínas. Sin embargo, existen algunas diferencias. Por ejemplo, el azúcar base del ARN no es desoxiribosa, sino la ribosa. Por otra parte, entre las bases nitrogenadas del ARN no se encuentra la Timina, sino el Uracilo (U).

Genética
Nivel 1 (superior): Estructuras de agrupamiento. Cromosomas
Nivel 2: Ácidos nucleicos (polímeros). ADN ARN
Nivel 3: Unidad de información de herencia. Gen
Nivel 4 (inferior): Estructuras básicas (monómeros). Nucleótidos
  • Guanina (G); combina con...
  • Adenina (A)
  • Citosina (C); combina con...
  • Timina (T, sólo en el ADN)
  • Uracilo (U, sólo en el ARN)
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