1. LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Son moléculas complejas portadoras de la información genética.

Fueron descubiertos al aislar una sustancia en el interior del núcleo de los glóbulos blancos, llamada inicialmente nucleína y posteriormente ácido nucleico.

1.1. ESTRUCTURA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más sencillas llamadas nucleótidos.

Están formados por la unión de tres tipos de moléculas:

• Un resto de ácido ortofosfórico
• Pentosa
• Una base nitrogenada

Los nucleótidos se unen entre sí formando largas cadenas llamadas polinucleótidos.

1.2. LOS TIPOS DE ÁCIDOS NUCLEICOS

Son de dos tipos:

• ADN:
  • ADN nuclear que forma la cromatina.
  • ADN mitocondrial.
  • ADN plastidial en los cloroplastos.
• ARN:
  • ARNm o mensajero.
  • ARNt o de transferencia.
  • ARNr o ribosómico.

2. EL ADN

Un gen es un segmento de ADN que constituye una unidad de transmisión hereditaria.

La molécula de ADN es bicatenaria, está constituida por dos cadenas de polinucleótidos.

2.1. LA REPLICACIÓN DE ADN

Cuando una célula se divide, las dos células hijas reciben el mismo material genético. Para que esto sea posible, el ADN tiene que replicarse.

Las nuevas moléculas están formadas por una de las cadenas del ADN original y otra de nueva creación. De ahí que se diga que la replicación es semiconservativa.

3. LA EXPRESIÓN GENÉTICA

Es el proceso por el cual los organismos transforman en proteína la información contenida en los ácidos nucleicos.

3.1. EL DOGMA DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR

Originalmente, se planteaba que cuando se produce una proteína, el gen del ADN se transcribe a ARN que sale del núcleo al citoplasma.

Actualmente, este concepto se ha modificado por diferentes causas:

• El término «dogma» es incompatible con la ciencia.
• Algunos virus sintetizan el ADN tomando como molde su ARN, en una transcripción inversa.
• El descubrimiento de los ribozimas, moléculas de ARN que pueden autoduplicarse.

ADN –>Transcripción –> ARN –> Traducción –> PROTEÍNAS

3.2. LA TRANSCRIPCIÓN

Es el proceso mediante el cual una parte del mensaje genético se copia desde su forma original, el ADN, al ARNm.

1. Se abre la doble hélice del ADN.
2. Los nucleótidos complementarios se sitúan enfrente a una de las dos cadenas.
3. Solamente se copia una de las dos cadenas de ADN.
4. Se obtiene una cadena de ARN con una secuencia de bases complementaria a la del ADN.
5. El ARNm recién formado saldrá del núcleo celular.

3.3. LA TRADUCCIÓN

Es el proceso de síntesis de proteínas a partir de la información contenida en el ARNm formado en la transcripción.

1. El ARNm sale del núcleo con la información copiada del fragmento del ADN.
2. El ARNm se une a los ribosomas.
3. El ARNt transporta los aminoácidos hasta los ribosomas según el orden indicado en el mensaje del ARNm.
4. Los ribosomas recorren la cadena de ARNm y van uniendo aminoácidos, según la secuencia de bases nitrogenadas; el ARNm es leído por los ribosomas, que lo traducen en una proteína.
5. La proteína formada se libera del ribosoma.

4. EL CÓDIGO GENÉTICO

Es la relación entre la secuencia de bases nitrogenadas del ARNm y la de los aminoácidos que constituyen una proteína.

Los tripletes (tres nucleótidos) del ADN se denominan codógenos y los del ARNm codones.

Características del código genético:

• Está organizado en tripletes o codones (cada tres bases, un aminoácido).
• Es un código degenerado, como hay más tripletes posibles que aminoácidos, algunos aminoácidos pueden estar codificados por más de un triplete.
• En la lectura del código no hay espacios en blanco.
• Es un código universal.

5. LA INGENIERÍA GENÉTICA

Es un proceso que emplea tecnologías de laboratorio para alterar la composición del ADN de un organismo.

5.1. TÉCNICAS DE TRABAJO

Las más empleadas son la obtención de ADN recombinante, la utilización de vectores (agentes que transfieren información genética entre dos organismos) y la técnica de reacción en cadena de la polimerasa.

ADN RECOMBINANTE

Es una molécula de ADN artificial obtenida a partir del gen de un organismo y de un vector.

1. Se localiza el gen que se va a manipular y se analiza su secuencia de nucleótidos.
2. Se aísla el gen utilizando unas enzimas que cortan el ADN en zonas específicas.
3. El gen se une a un vector que lo transportará. La unión gen + vector es el ADN recombinante.
4. El ADN recombinante se introduce en la célula que expresa la proteína.

REACCIÓN EN CADENA DE LA POLIMERASA (PCR)

1. El ADN se calienta para separar sus dos hebras.
2. Con la enzima ADN polimerasa y añadiendo nucleótidos, se sintetiza la cadena complementaria de cada una de las hebras.
3. Se separan las hebras de las moléculas formadas.
4. El ciclo se repite hasta conseguir la cantidad de ADN necesaria. La replicación del ADN llevada a cabo por la polimerasa crece exponencialmente, por lo que la cantidad de ADN final es muy grande.

5.2. LA CLONACIÓN

Es el proceso de obtención de copias idénticas a la muestra de un gen o de un organismo. La clonación genética tiene varias aplicaciones como, por ejemplo, la producción de proteínas.

TÉCNICAS DE CLONACIÓN ANIMAL

• Clonación terapéutica
• Clonación reproductiva

5.3 ORGANISMOS MODIFICADOS GENÉTICAMENTE (OMG)

Los OMG se denominan organismos transgénicos porque se modifican mediante transgénesis, es decir, introduciendo uno o varios genes en su genoma.

Tienen varias aplicaciones:

• El uso de bacterias u otros microorganismos para la fabricación de productos terapéuticos (vacunas, insulina, etc.).
• La utilización de virus para introducir genes necesarios en terapia génica.
• Control de organismos generadores de plagas como el de la malaria.
• Producción de plantas comestibles resistentes a plagas, obteniendo alimentos mejorados como el arroz dorado rico en provitamina A.

5.4 BIOTECNOLOGÍA

Es la aplicación de la tecnología a los procesos biológicos.

BIOTECNOLOGÍA TRADICIONAL

Se basa en la utilización de microorganismos para obtener productos útiles para el ser humano. Destaca en campos como el alimentario, el sanitario y el medioambiental.