Características del ADN

• Cadena doble de nucleótidos.
• Las dos cadenas son antiparalelas.
• Las dos cadenas que lo forman están unidas entre sí por sus bases, uniéndose Adenina (A) con Timina (T) y Guanina (G) con Citosina (C).
• Las dos cadenas se enrollan una a la otra formando una doble hélice.
• Cada vuelta de la hélice está formada por 10 pares de bases y tiene una longitud de 3,4 nanómetros.

En el genoma humano hay más de 3 mil millones de pares de bases; en consecuencia, la longitud total del ADN contenido en el núcleo de una célula sería 3,10⁹ veces lo que mide una base.

Funciones del ADN

Almacenar el material genético

Las características de un ser vivo se localizan en sus genes, los cuales son fragmentos de ADN que contienen la información necesaria para sintetizar una proteína. Cuando comenzó a estudiarse el material genético, no se sabía si este eran las proteínas o los ácidos nucleicos. Se demostró que el ADN contenía el material genético al reproducir los virus (formados por proteínas y ADN). Para ello, se cultivó un virus en un medio que tenía azufre marcado, el cual se incorpora a las proteínas; también se añadió fósforo marcado, el cual se incorpora a los ácidos nucleicos. Se hace reproducir el virus en un medio que carece de isótopos marcados. En los virus hijos aparece ácido nucleico con fósforo marcado y no aparecen proteínas con azufre; esto demuestra que lo que se transfiere de una generación a otra es un ácido nucleico.

Reproducir el material genético

En la mitosis no se reproduce el material genético; las cadenas de ADN que hay en las células hijas son las mismas que hay en las células madre. La reproducción del material genético se efectúa en la interfase mediante la replicación o duplicación. Este proceso presenta estas fases:

1. La cadena molde se desespiraliza.
2. La doble cadena se separa. Existe una enzima llamada helicasa, la cual tiene la propiedad de romper los enlaces establecidos entre las bases complementarias.
3. Síntesis de la cadena complementaria. Existe una enzima llamada ARN-polimerasa que tiene la propiedad de incorporar nuevos nucleótidos sobre la cadena molde, formándose así la cadena complementaria. La replicación del ADN es semiconservativa debido a que, en las dos nuevas cadenas, una hebra pertenece a la cadena molde.
4. La fabricación de proteínas. Las proteínas se fabrican en el ribosoma del citoplasma; para ello, la información genética tiene que pasar desde el ADN al ribosoma. Esto se efectúa mediante un doble proceso.

ADN -> ARN (mensajero) -> Proteína
    Transcripción            Traducción

Transcripción: Proceso de síntesis del ARN. Fabricar una cadena de ARN mensajero complementaria a las bases del ADN.

Traducción: Se utiliza el código genético, que es la equivalencia entre tripletes de bases del ARN mensajero y los aminoácidos de las proteínas. Los tripletes del ARN se llaman codones. Los tripletes del ADN que sirvieron como moldes a los codones se llaman codógenos, y los tripletes del ARN de transferencia (ARNt) complementarios a los codones se llaman anticodones.

Fases de la Traducción

1. Formación del complejo de iniciación: El complejo de iniciación es la unión del ribosoma con la cadena de ARN mensajero. El ribosoma tiene dos subunidades semiesféricas. Primero se coloca la subunidad menor, después se une al ARN de transferencia con su aminoácido correspondiente y, por último, se une a la subunidad mayor.
2. Fase de elongación de la cadena: Se produce la unión entre los aminoácidos contenidos en los ARN de transferencia. Una vez establecido el enlace peptídico, se produce la translocación, que es el avance del ribosoma para formar un nuevo codón. Sobre este nuevo codón se coloca otro ARN de transferencia cargado con un nuevo aminoácido, formándose un nuevo enlace peptídico y repitiéndose el proceso.
3. Fase de finalización. Se puede producir de dos formas:
   • Cuando el ribosoma alcanza un triplete sin sentido (no codifica ningún aminoácido).
   • Cuando el ribosoma alcanza el final de la cadena de ARNm.

Biotecnología y Tecnología del ADN Recombinante

La biotecnología es el conjunto de técnicas que emplean organismos genéticamente modificados para la obtención de bienes y servicios.

Aplicaciones

Se puede aplicar en diferentes campos:

• Medicina:
  • Diagnóstico de enfermedades.
  • Terapia génica (sustituir el gen defectuoso por uno normal, en enfermedades de origen genético).
  • Reparación de órganos y tejidos (reparación que se efectúa mediante células madre).
• Industria: Las fermentaciones industriales consisten en utilizar diferentes productos, los cuales se cultivan en tanques de fermentación; mediante estas fermentaciones se obtienen medicamentos, vacunas, antibióticos…
• Agricultura y ganadería: Los animales y plantas se pueden modificar genéticamente para aumentar su rendimiento, para adquirir nuevas características y para resistir enfermedades.
• Medioambiental: Se puede utilizar para eliminar contaminantes y en la aplicación de técnicas que producen menos contaminación.

Técnicas Biotecnológicas

• ADN recombinante: Es una cadena de ADN fabricada por la unión de otros fragmentos de ADN diferente.
• Ingeniería genética: Conjunto de técnicas que permiten la formación de organismos transgénicos.
• Clonación: Formación de un organismo idéntico a otro preexistente.
• Cultivos celulares: Permiten el mantenimiento y reproducción de células y tejidos.