El ADN: Estructura, Función y Replicación del Material Genético

El Material Hereditario

Los cromosomas están formados por dos tipos de moléculas: proteínas y ADN. En la primera mitad del siglo XX, se reveló que de estos dos componentes el ADN es el material hereditario. El ADN es un compuesto que se tiñe muy bien con colorantes básicos, lo que permite detectarlo con un microscopio óptico en cualquier momento del ciclo celular.

• En la interfase, todo el núcleo aparece coloreado. Con un potente microscopio electrónico se pueden observar los filamentos de cromatina compuestos fundamentalmente por largas moléculas de ADN.
• En la mitosis, la coloración se localiza en los cromosomas. Cada molécula de ADN se enrolla sobre sí misma de manera muy compleja y origina un cromosoma.

Estructura de la Molécula de ADN

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 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.

El ADN y la Función de los Genes

• Llevar la información hereditaria o genética.
• Controlar la aparición de los caracteres.
• Pasar la información de una célula a sus células hija.

Información que Llevan los Genes

Un gen es un segmento de ADN que contiene información para construir una proteína concreta que, a su vez, controla la aparición de un determinado carácter.

Código que Utiliza el ADN

El ADN contiene la información para que una célula pueda fabricar miles de proteínas distintas: 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. No obstante, algunos aminoácidos se pueden nombrar con más de un triplete.
• Hay tripletes para señalar tanto el inicio del mensaje, que coincide con el que codifica para el aminoácido metionina (met), como el final.

Traducción del Mensaje de los Genes

• La 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 deseada y trasladarla al citoplasma. La copia del ADN se hace en una molécula un poco distinta denominada 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 (de 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).
• La 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.

Replicación del ADN

1. 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.
2. 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.

El mecanismo que permite la copia exacta del ADN en cada ciclo celular es muy eficaz, pero no es perfecto. En ocasiones, al producirse la replicación, la secuencia de nucleótidos en el ADN es copiada de manera incorrecta haciendo que el mensaje registrado en el ADN cambie con respecto al mensaje original.