Ácido desoxirribonucleico (ADN), material genético de todos los organismos celulares y casi todos los virus. El ADN lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de proteínas y la replicación. Se llama síntesis de proteínas a la producción de las proteínas que necesita la célula o el virus para realizar sus actividades y desarrollarse. La replicación es el conjunto de reacciones por medio de las cuales el ADN se copia a sí mismo cada vez que una célula o un virus se reproduce y transmite a la descendencia la información de síntesis de proteínas que contiene. En casi todos los organismos celulares el ADN está organizado en forma de cromosomas, situados en el núcleo de la célula. Estructura Cada molécula de
ADN está constituida por dos cadenas o bandas formadas por un elevado número
de compuestos químicos llamados nucleótidos. Estas cadenas forman una especie
de escalera retorcida que se llama doble hélice. Cada nucleótido está formado
por tres unidades: una molécula de azúcar llamada desoxirribosa, un grupo
fosfato y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina
(abreviada como A), guanina (G), timina (T) y citosina (C). La molécula de
desoxirribosa ocupa el centro del nucleótido y está flanqueada por un grupo
fosfato a un lado y una base al otro. El grupo fosfato está a su vez unido a la
desoxirribosa del nucleótido adyacente de la cadena. Estas subunidades
enlazadas desoxirribosa-fosfato forman los lados de la escalera; las bases
están enfrentadas por parejas, mirando hacia el interior, y forman los
travesaños. Síntesis proteica El ADN incorpora las instrucciones de producción de proteínas. Una proteína es un compuesto formado por moléculas pequeñas llamadas aminoácidos, que determinan su estructura y función. La secuencia de aminoácidos está a su vez determinada por la secuencia de bases de los nucleótidos del ADN. Cada secuencia de tres bases, llamada triplete, constituye una palabra del código genético o codón, que especifica un aminoácido determinado. Así, el triplete GAC (guanina, adenina, citosina) es el codón correspondiente al aminoácido leucina, mientras que el CAG (citosina, adenina, guanina) corresponde al aminoácido valina. Por tanto, una proteína formada por 100 aminoácidos queda codificada por un segmento de 300 nucleótidos de ADN. De las dos cadenas de polinucleótidos que forman una molécula de ADN, sólo una, llamada paralela, contiene la información necesaria para la producción de una secuencia de aminoácidos determinada. La otra, llamada antiparalela, ayuda a la replicación. La síntesis
proteica comienza con la separación de la molécula de ADN en sus dos hebras.
En un proceso llamado transcripción, una parte de la hebra paralela actúa como
plantilla para formar una nueva cadena que se llama ARN mensajero o ARNm (véase
Ácido ribonucleico). El ARNm sale del núcleo celular y se acopla a los
ribosomas, unas estructuras celulares especializadas que actúan como centro de
síntesis de proteínas. Los aminoácidos son transportados hasta los ribosomas
por otro tipo de ARN llamado de transferencia (ARNt). Se inicia un fenómeno
llamado traducción que consiste en el enlace de los aminoácidos en una
secuencia determinada por el ARNm para formar una molécula de proteína. Replicación En casi todos los organismos celulares, la replicación de las moléculas de ADN tiene lugar en el núcleo, justo antes de la división celular. Empieza con la separación de las dos cadenas de polinucleótidos, cada una de las cuales actúa a continuación como plantilla para el montaje de una nueva cadena complementaria. A medida que la cadena original se abre, cada uno de los nucleótidos de las dos cadenas resultantes atrae a otro nucleótido complementario previamente formado por la célula. Los nucleótidos se unen entre sí mediante puentes de hidrógeno para formar los travesaños de una nueva molécula de ADN. A medida que los nucleótidos complementarios van encajando en su lugar, una enzima llamada ADN polimerasa los une enlazando el grupo fosfato de uno con la molécula de azúcar del siguiente, para así construir la hebra lateral de la nueva molécula de ADN. Este proceso continúa hasta que se ha formado una nueva cadena de polinucleótidos a lo largo de la antigua; se reconstruye así un nueva molécula con estructura de doble hélice. Investigación y aplicaciones El ADN
continúa siendo objeto de estudio, y los resultados de la investigación se
aplican a muchas disciplinas. El llamado Proyecto Genoma Humano es un programa
de investigación financiado por el gobierno de Estados Unidos para determinar
la secuencia de bases de los tres mil millones de pares de nucleótidos que
forman el material genético humano. El programa permitirá analizar las
mutaciones que causan las enfermedades genéticas y, por tanto, proporcionará
la información necesaria para desarrollar medicamentos y tratamientos de tales
enfermedades.
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