Ácidos Nucleicos, ADN, ARN y Biotecnología

Ácidos Nucleicos

Tipos: ADN (Adenina, Guanina, Citosina, Timina) y ARN (Adenina, Guanina, Citosina, Uracilo) formados por nucleótidos (Ácido fosfórico, glúcido/azúcar y base nitrogenada).

Tipos de ARN

• ARNm (ARN mensajero): Formado por una larga cadena lineal que no se pliega sobre sí misma. Transporta la información necesaria para la síntesis de proteínas.
• ARNr (ARN ribosomal): Formado por una cadena plegada que se une a ciertas proteínas para formar los ribosomas, estructuras relacionadas con la síntesis de proteínas. Existen diferentes tamaños de ARNr.
• ARNt (ARN de transferencia): Formado por una cadena lineal que se pliega en algunas zonas, donde sus bases complementarias se unen. Su función es unirse a los aminoácidos y transportarlos hasta los ribosomas para la síntesis de proteínas. Son de pequeño tamaño.

Función del ADN

Mantener la información genética para que, cuando una célula se divida, las células hijas sean idénticas a la progenitora.

Traducción del ARN mensajero

El ARNm determina el orden en el que se unirán los aminoácidos para formar la proteína. Cada grupo de tres bases consecutivas forma un codón. Los ARNt transportan los aminoácidos hasta el ARNm, cada ARNt lleva un anticodón. En los ribosomas, el ARNm entra en contacto con el ARNt, de manera que se aparean uno a uno los codones del ARNm y los anticodones del ARNt. El conjunto de codones se conoce como código genético.

Genoma Humano

Objetivos:

• Localizar y situar genes en los cromosomas.
• Determinar la secuencia de nucleótidos de cada gen.
• Averiguar la función de los genes comparando secuencias de genes con funciones conocidas.
• Determinar las proteínas que codifican estos genes y su papel en ciertas enfermedades.

Biotecnología

Utilización de organismos vivos, o partes de los mismos, para obtener o modificar productos, mejorar plantas o animales, o desarrollar microorganismos para objetivos específicos.

Ingeniería Genética

Parte de la biotecnología basada en la manipulación y transferencia de ADN de un organismo a otro para la creación de nuevas especies, la corrección de defectos genéticos o la fabricación de compuestos. Se obtiene un clon, que se une a vectores de clonación (pequeñas moléculas de ADN) para formar un ADN híbrido o recombinante.

Aplicaciones

Medicina

• Factor antihemofílico - Hemofilia
• DNasa I - Fibrosis Quística
• Eritropoyetina - Anemia
• Glucocerebrosidasa - Enfermedad de Gaucher
• Hormona de crecimiento - Enanismo
• Insulina - Diabetes
• Interferón - Leucemia, hepatitis

Terapia génica: Orientada a la curación, localiza el gen enfermo y lo reemplaza por uno sano.

Agricultura

• Retraso en la maduración de frutos
• Asimilación de nitrógeno atmosférico
• Resistencia a herbicidas, insectos y enfermedades
• Producción de sustancias extrañas

Producción Animal

Acelerar el crecimiento de peces o aumentar la producción de leche en vacas.

Industria

Aminoácidos, enzimas, plásticos biodegradables, adhesivos biológicos, caucho, fibras especiales.

Medio Ambiente

Obtener vegetales que absorben metales, eliminar el exceso de nitratos del agua, y desarrollar cepas que degradan hidrocarburos de vertidos de petróleo.

Reproducción Asistida

Inseminación Artificial

Consiste en concentrar los espermatozoides para depositarlos en el aparato genital femenino durante la ovulación. El semen sobrante se puede congelar para futuras inseminaciones o investigación.

Fecundación in vitro

Fecundación de óvulos con espermatozoides fuera del cuerpo de la madre. En humanos, consta de cuatro fases: tratamiento para producir óvulos, obtención de óvulos mediante un aparato óptico, unión de óvulos y espermatozoides en un laboratorio, y transferencia de embriones al útero.

Selección de Embriones

En humanos, se realiza la reducción embrionaria (eliminar embriones con desarrollo lento o anómalo). Se usa el diagnóstico genético preimplantatorio para seleccionar embriones con características específicas. La criocongelación permite conservar embriones en nitrógeno líquido para su posterior transferencia, investigación o destrucción.

Clonación

En ingeniería genética, es aislar y multiplicar un fragmento de ADN en un tubo de ensayo. En embriología, es obtener individuos idénticos a partir de una célula.

Tipos de Clonación

• Clonación por gemelación: Separación de las células de un embrión en etapa inicial para que cada célula origine un embrión distinto.
• Clonación por transferencia nuclear: Extraer el núcleo de una célula e introducirlo en un óvulo sin núcleo, creando un cigoto artificial que se estimula para que se divida e inicie su desarrollo embrionario.

También se pueden combinar ambos métodos para obtener individuos idénticos entre sí e idénticos al donante.