El ADN: Estructura de la Molécula Fundamental
La molécula del ADN fue descubierta por Crick y Watson, quienes la denominaron Doble Hélice.
Composición de la Doble Hélice
Esta doble hélice está formada por dos cadenas antiparalelas de nucleótidos. Cada nucleótido contiene:
- En los extremos de la cadena: el azúcar y el ácido fosfórico.
- Hacia el interior de la hélice: las bases nitrogenadas.
Las bases nitrogenadas se enfrentan siguiendo reglas estrictas de complementariedad:
- La Adenina (A) siempre se empareja con la Timina (T) mediante dos puentes de hidrógeno.
- La Guanina (G) siempre se empareja con la Citosina (C) mediante tres puentes de hidrógeno.
Definición de Gen
Un gen es un fragmento de ADN contenido en un cromosoma que lleva codificada la información necesaria para fabricar una proteína, la cual, a su vez, controla la expresión de un carácter específico.
El Código Genético
El código genético es una tabla donde se encuentran representadas las 64 combinaciones posibles entre los nucleótidos. Estas combinaciones se expresan de tres en tres nucleótidos y se denominan tripletes o codones. Cada triplete o codón indica el aminoácido que se refleja en la tabla.
Características del Código Genético
El código genético presenta dos características importantes:
- Es universal.
- Es degenerado: cada aminoácido puede estar representado por más de un triplete, dado que existen 64 tripletes distintos y solo unos 20 aminoácidos.
Existen tres tripletes que no codifican ningún aminoácido, sino que su mensaje es «fin» (codones de terminación). Cuando uno de estos tripletes aparece en el ARNm, finaliza la fabricación de la proteína. Estos tripletes son: UAA, UAG y UGA.
Síntesis de las Proteínas
La síntesis proteica se produce en dos etapas sucesivas: la transcripción y la traducción.
Moléculas Involucradas
En este proceso intervienen la molécula de ADN y los tres tipos de ARN presentes en la célula:
- ARNm (ARN mensajero)
- ARNt (ARN de transferencia)
- ARNr (ARN ribosómico)
1. Transcripción
Este proceso ocurre en el núcleo de la célula y consiste en que la doble hélice de ADN se abre y se comienza a crear una cadena nueva copiando la llamada cadena «con sentido». Esta cadena nueva es de ARN y se denomina ARNm.
Cuando se termina de fabricar, este ARNm sale del núcleo por los poros y se dirige a los ribosomas, formando una estructura llamada polisoma o polirribosoma. Esto ocurre para que el proceso de traducción se pueda realizar con mayor rapidez.
2. Traducción
Este proceso ocurre en el citoplasma de la célula, concretamente en los ribosomas. Consiste en el traspaso de la información que lleva el ARNm, pasando de un lenguaje de nucleótidos a aminoácidos, que son los eslabones que forman las proteínas.
En el citoplasma se encuentra otra molécula de ARN, el ARNt, caracterizado por su estructura llamada «Hoja de Trébol«.
Cuando el ARNm llega a los ribosomas, comienza la traducción, que consiste en leer los nucleótidos por tripletes. Cuando aparece un triplete en el ribosoma, se activa la molécula de ARNt que posee el anticodón correspondiente, transportando el aminoácido hasta el ribosoma. Este proceso se repite con todos los tripletes del ARNm, creando una cadena de aminoácidos que será la futura proteína. El proceso finaliza cuando aparece uno de los tres tripletes de terminación en el ARNm.
3. El Tercer Tipo de ARN (ARNr)
El ARNr es el constituyente principal de los ribosomas, pero no se le conoce una función concreta y directa en la síntesis de proteínas, más allá de su rol estructural.
Replicación del ADN
Este proceso ocurre durante la fase S de la interfase del ciclo celular y consiste en que cada molécula de ADN del núcleo hace una copia de sí misma. Esto es esencial para que cada cromosoma tenga sus dos cromátidas idénticas y la célula pueda dividirse correctamente.
Mecanismo de Replicación
El proceso comienza cuando la doble hélice se abre, y se comienzan a crear dos cadenas nuevas complementarias a las de la cadena Madre. Este proceso se realiza mediante la acción de un conjunto de enzimas que:
- Van abriendo la hélice.
- Eliminan el superenrollamiento que se origina.
- Unen los nucleótidos en la cadena nueva.
Al abrirse la doble hélice se forma una estructura denominada Horquilla de Replicación. La síntesis de ADN ocurre progresivamente hasta que la hélice se abre completamente. Al final del proceso, se obtienen dos cadenas hijas idénticas a la cadena Madre.
Características de la Replicación
La replicación es semiconservativa. Esto significa que cada cadena hija está formada por:
- Una cadena original de la cadena Madre.
- Una cadena recién sintetizada.
Corrección de Errores: Este proceso debe ser extremadamente preciso. Existe una enzima encargada de corregir los nucleótidos que se hayan colocado incorrectamente, asegurando su correcta ubicación.
Definiciones Clave
ARNm (ARN mensajero)
Copia la información contenida en el ADN del núcleo y la traslada al ribosoma. Su vida media es corta; se desintegra una vez que es leído en el ribosoma.
ARNr (ARN ribosómico)
Forma parte constituyente del ribosoma. Aunque no se conoce una función específica directa en el proceso de síntesis, se sabe que participa activamente.
ARNt (ARN de transferencia)
Su estructura es llamada hoja de trébol. Se encuentra disperso por el citoplasma y su función es transportar el aminoácido correspondiente desde el citoplasma hasta el ribosoma y entregarlo para la fabricación de la proteína.
Polisoma o Polirribosoma
Es una estructura formada por una cadena de ARNm que se engancha con muchos ribosomas para acelerar el proceso de la traducción.