Características Químicas y Estructurales del ADN

El ADN es una macromolécula formada por nucleótidos. Cada nucleótido contiene:

• Un grupo fosfato (ácido fosfórico).
• Una pentosa (desoxirribosa).
• Una base nitrogenada (adenina, citosina, guanina o timina).

Adenina y guanina son purinas (doble anillo), mientras que citosina y timina son pirimidinas (un anillo). La secuencia de nucleótidos contiene la información para la síntesis de proteínas. Estructuralmente, el ADN es una doble hélice con dos cadenas complementarias. Las bases se unen por puentes de hidrógeno (A=T, G≡C), formando pares de bases.

Replicación, Transcripción y Traducción

Replicación del ADN

Ocurre antes de la división celular, asegurando que las células hijas hereden la misma información genética. La doble hélice se separa, y cada cadena sirve como molde para sintetizar una nueva cadena complementaria. La ADN polimerasa empareja los nucleótidos, creando dos nuevas dobles hélices.

Transcripción (ARNm)

Es la síntesis de ARN, que lleva el mensaje genético del núcleo al citoplasma para dirigir la síntesis de proteínas.

Traducción (Proteína)

El ARNm se une a un ribosoma, que lee el mensaje cifrado (codón) y sintetiza la proteína utilizando el código genético y la secuencia de aminoácidos.

Técnicas en Biotecnología

• Tecnología del ADN recombinante: Aísla, copia y secuencia regiones de ADN.
• Técnicas de investigación genética: Transfiere genes entre organismos para crear transgénicos.
• Técnicas de clonación celular: Regenera tejidos y órganos dañados.
• Técnicas de cultivo celular y tejidos: Mantiene y crece células, órganos y embriones in vitro.

Huella Génica

El patrón de bandas de ADN de un organismo, único para cada individuo, se obtiene mediante electroforesis en gel de agarosa.

Biochips o Chips de ADN

Láminas con fragmentos de ADN que actúan como sondas para genes específicos. Se utilizan para:

• Detectar mutaciones.
• Controlar la expresión génica en células cancerosas.
• Diagnosticar enfermedades infecciosas.
• Personalizar tratamientos.

Clonación de Fragmentos de ADN

Consiste en obtener copias idénticas de un fragmento de ADN. Se utilizan enzimas de restricción para cortar el ADN y plásmidos, creando plásmidos recombinantes que se introducen en bacterias (transformación). Las bacterias transformadas se seleccionan mediante un antibiótico, y se cultivan para obtener múltiples copias del fragmento de ADN (biblioteca o genoteca de ADN).

Organismos Genéticamente Modificados (OGM) o Transgénicos

Organismos con un gen de otro organismo (transgén). Se utilizan para:

• Resistencia a plagas.
• Mejora del rendimiento.
• Resistencia a sequías y frío.
• Beneficios nutricionales.
• Terapias génicas.
• Mejora de la producción animal.

Terapia Génica y Clonación Reproductiva

La terapia génica introduce un gen funcional para tratar enfermedades genéticas. La clonación reproductiva reemplaza el núcleo de un óvulo con el de una célula somática para crear un clon.

Células Madre

Células indiferenciadas que pueden dividirse y diferenciarse en células especializadas. Tipos:

• Embrionarias: Forman un nuevo organismo.
• Adultas: Multipotentes.
• Fetales: Aisladas de fetos.
• Germinales embrionarias: Dan lugar a todos los tipos celulares del adulto.

Genoma Humano

Conjunto de genes humanos (35.000 genes). El 25% del genoma está desierto, y solo el 5% contiene genes para sintetizar proteínas. Gran parte del ADN proviene de virus y bacterias.

Importancia de la Bioética

Estudia los problemas éticos de las ciencias biomédicas y sus tecnologías.

Problemas Éticos de la Biotecnología

• Terapia génica (dignidad humana).
• Clonación humana (individualidad).
• Células madre embrionarias (uso como herramienta).
• Patentes de genes humanos.
• OGM (impacto en ecosistemas).

Complementariedad Química del ADN y Replicación

Las cadenas de ADN son complementarias debido a la unión específica de las bases nitrogenadas (A=T, G≡C). La replicación separa las cadenas, y cada una sirve como molde para sintetizar una nueva cadena complementaria.

Mutaciones

Errores en la replicación. Pueden ser inocuas, causar enfermedades o contribuir a la evolución.

Biotecnología

Utilización de seres vivos o sus componentes para obtener o modificar productos. Aplicaciones en:

• Medicina: Terapia génica, diagnósticos.
• Agricultura y ganadería: Transgénicos.
• Industria: Fármacos, sustancias químicas.
• Medioambiental: Biorremediación.

Hibridación del ADN

Combinación de cadenas de ácidos nucleicos complementarias en una doble hélice. Permite identificar genes específicos.

Enzimas de Restricción

Cortan fragmentos de ADN en secuencias específicas, permitiendo unir fragmentos de diferente origen.