Descubriendo la Biología Molecular: ADN, ARN, Cromosomas y División Celular
Enviado por Chuletator online y clasificado en Biología
Escrito el en 
español con un tamaño de 10,94 KB
La Molécula de ADN
La molécula de ADN es una doble hélice formada por dos cadenas de nucleótidos complementarias.
El ADN está formado por subunidades más pequeñas llamadas nucleótidos. A su vez, cada nucleótido se forma por la unión de un azúcar (la desoxirribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada, de la que existen cuatro tipos diferentes: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Los nucleótidos se unen entre sí, mediante un enlace entre el grupo fosfato de un nucleótido y el azúcar del nucleótido siguiente.
El modelo de la doble hélice
En 1953, Francis Crick y James Watson, apoyándose en trabajos de Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, propusieron un modelo de estructura del ADN. Según este modelo:
- La molécula de ADN está formada por dos cadenas de nucleótidos enrolladas en forma de hélice.
- Las bases nitrogenadas se sitúan hacia el interior de la hélice y los azúcares y los grupos fosfato forman el esqueleto.
- Las dos cadenas se mantienen unidas mediante enlaces débiles que se establecen entre las bases de los nucleótidos.
- Las bases nitrogenadas no se unen de forma aleatoria: la timina se une con la adenina, y la citosina, con la guanina. Debido a ello, las cadenas son complementarias; es decir, la sucesión de bases de una cadena de nucleótidos determina la sucesión de bases en la otra cadena. Esta complementariedad es la base para la replicación del ADN.
La Molécula de ARN
El ARN es un ácido nucleico cuyas principales características son:
- Es monocatenario, es decir, no forma dobles cadenas como el ADN salvo en algunos tipos de virus como los reovirus.
- También está constituido por nucleótidos. Cada uno de ellos está formado por la unión de un azúcar (la ribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada que puede ser adenina (A), uracilo (U), guanina (G) o citosina (C).
- Las hebras de ARN son de menor tamaño porque tienen menor número de nucleótidos.
- Su estructura tridimensional puede ser muy compleja, ya que a menudo forma plegamientos y uniones entre regiones distintas de una misma molécula.
- Existen distintos tipos de ARN con diferentes funciones:
- El ARN mensajero (ARNm): es un ARN que se sintetiza en el núcleo a partir del ADN y lleva la información para fabricar proteínas en el citoplasma.
- El ARN ribosómico (ARNr): está formado por moléculas de distintos tamaños que forman la estructura de los ribosomas.
- El ARN transferente (ARNt): interviene en la síntesis de proteínas al transportar los aminoácidos hasta los ribosomas.
Los Cromosomas
1. Estructura de los Cromosomas: Los cromosomas están formados por la condensación del ADN y proteínas llamadas histonas. Durante la división celular, el ADN se compacta y se enrolla alrededor de las histonas, formando estructuras visibles bajo el microscopio.
2. Características Generales:
- Todas las células de individuos de la misma especie tienen el mismo número de cromosomas, con forma y tamaño consistentes.
- Se distinguen dos series o pares de cromosomas homólogos en la mayoría de las células. Los cromosomas de cada par se llaman homólogos.
3. Número Haploide y Diploide:
- El número haploide (n) es el número de pares de cromosomas en una especie.
- El número diploide (2n) es el número total de cromosomas, considerando las dos series homólogas.
- Los organismos con este tipo de estructura cromosómica se denominan diploides.
4. Variaciones en el Número de Cromosomas:
- Algunas especies son haploides, mientras que otras son poliploides, con 3n, 4n, o más cromosomas.
5. Cromosomas Sexuales:
- En muchas especies, las células de un sexo tienen una pareja de cromosomas sexuales no homólogos.
- Los cromosomas que no son sexuales se denominan autosomas.
- El sexo del organismo está determinado por los cromosomas sexuales: en los perros, por ejemplo, los machos tienen un par XY y las hembras dos cromosomas X.
La Transcripción
Las proteínas se sintetizan en los ribosomas, que se encuentran en el citoplasma celular (libres o adheridos al retículo endoplasmático). Como el ADN permanece en el núcleo de la célula, debe existir un mecanismo que le permita «trasladar» esa información que porta el material genético hasta el citoplasma. Este mecanismo es la transcripción.
La transcripción sucede en el núcleo de la célula donde la información almacenada en el ADN (según la secuencia de sus bases) se transfiere a una molécula de ARN mensajero (ARNm).
El Código Genético
La correspondencia entre los codones de ARNm y los aminoácidos que forman las proteínas es el código genético.
La Traducción
La traducción consiste en la síntesis de una molécula de proteína, según el código contenido en la molécula de ARNm transcrito a partir de una secuencia de ADN.
La traducción tiene lugar en el citoplasma y la realizan los ribosomas. Además de los ribosomas, en este proceso interviene la molécula de ARNm, que se formó en el proceso de transcripción, y una molécula de otro tipo de ARN, llamada ARN transferente (ARNt), que se encarga de transportar los aminoácidos hasta el ribosoma.
Hay un ARNt para cada uno de los aminoácidos. Esta molécula contiene en su estructura un conjunto de tres nucleótidos denominado anticodón. Las bases del anticodón del ARNt son complementarias a las del codón del ARNm.
El Ciclo Celular
Se llama ciclo celular a las fases en las que se puede dividir la vida de una célula. En las células eucariotas, el ciclo celular es muy complejo. Se divide en dos períodos: la interfase y la fase mitótica.
La Interfase
Es una etapa larga durante la cual la célula crece, duplica su ADN y se prepara para la división. Se separa en fase G1, fase S y fase G2.
Fase Mitótica o de División Celular
Es una breve etapa durante la que la célula divide, primero su núcleo y, después, su citoplasma.
- Mitosis o fase M. La célula divide su núcleo, es decir, se reparte el material genético entre las dos células que se están formando. La mitosis consta de cuatro fases, denominadas profase, metafase, anafase y telofase.
- Citocinesis. La célula divide su citoplasma y sus orgánulos entre las dos células hijas que contienen idéntica dotación cromosómica que la madre.
La Replicación
La replicación del ADN es el proceso por el cual se sintetizan dos copias idénticas de la molécula de ADN.
La replicación es semiconservativa, es decir, la doble hélice se desenrolla y cada cadena sirve de «molde» para construir una complementaria. La replicación del ADN la lleva a cabo una enzima específica, la ADN polimerasa, que une los nucleótidos siguiendo la secuencia de la cadena molde.
Al terminar este proceso, se habrán formado dos dobles hélices idénticas, que se reparten entre cada célula hija.
La Mitosis
La mitosis es el proceso a través del cual se produce la división del núcleo de la célula.
Significado Biológico de la Mitosis
En los organismos pluricelulares, la mitosis tiene como función permitir el crecimiento del individuo mediante divisiones sucesivas y la renovación de las células deterioradas. En los organismos unicelulares, la mitosis es un mecanismo de reproducción asexual, que permite aumentar el número de organismos de una especie.
La Citocinesis
La citocinesis es el proceso por el que la célula divide su citoplasma y sus orgánulos entre las dos células hija.
La citocinesis varía de un tipo celular a otro, debido a la diferente estructura de sus envolturas externas. Las células eucariotas de tipo animal solo están envueltas por la membrana plasmática, por lo que pueden deformarse fácilmente. Por el contrario, en las células eucariotas de tipo vegetal, la membrana está rodeada de una gruesa y rígida pared celular, que impide su deformación.
La Reproducción Sexual
En la reproducción sexual, se requieren dos progenitores para formar un nuevo individuo, y el descendiente es una combinación de las características de sus progenitores.
Los organismos con reproducción sexual tienen dos tipos de células:
- Las que están formando parte del cuerpo son las denominadas células somáticas, que son células diploides (2n).
- Las células especializadas en la reproducción, denominadas células germinales, son diploides (2n), pero, a través de una división especial llamada meiosis, dan lugar a las células sexuales o gametos, que son haploides (n).
De este modo, cuando sucede la fecundación, el gameto masculino (n) se une al gameto femenino (n), para dar lugar al cigoto o célula huevo (2n); es decir, se forma una célula con el mismo número de cromosomas que sus progenitores.
La Meiosis
La meiosis es el proceso especial de división a través del cual se forman células haploides. Mediante este proceso se forman los gametos.
Significado Biológico de la Meiosis
- La meiosis es un proceso indispensable para reducir a la mitad el número de cromosomas durante la formación de las células sexuales. Así, a partir de células diploides (2n), con dos juegos completos de cromosomas, se obtienen células haploides (n), con un único juego de cromosomas.
- Durante la meiosis, se produce el denominado entrecruzamiento, o intercambio de fragmentos de cromátidas hermanas, entre cromosomas homólogos. Este intercambio de información hace que se obtengan células genéticamente distintas a la célula madre, lo que genera la denominada variabilidad genética; es decir, modificaciones en la información genética que producen la diversidad genética en los organismos.
El proceso de la Meiosis
La meiosis consta de dos divisiones consecutivas; entre las dos no hay duplicación del ADN, ya que este solo se duplica en la interfase:
- La primera división meiótica separa las parejas de cromosomas homólogos. Consta de profase I, metafase I, anafase I y telofase I.
- La segunda división meiótica separa las dos cromátidas hermanas de cada cromosoma. Consta de profase II, metafase II, anafase II y telofase II, tras la que se produce la citocinesis.