Conoce ¿Cuál es la estructura del ADN?

El proceso más trascendental que sucede en todas las células es la síntesis de proteínas, la indagación sobre la sucesión de aminoácidos que forman la estructura primaria de la proteína está incluida en el ADN. A través de este post conocerás todo sobre la estructura básica del ADN.

Estructura del ADN

Estructura del ADN

Además, conocido como ácido desoxirribonucleico, es un biopolímero cuyos monómeros son nucleótidos, esto quiere decir que la estructura del ADN es un polinucleótido, asimismo, al preguntarnos ¿cómo está formado el ADN?, pues es una molécula de ADN normalmente está hecha de dos cadenas contraídas una respecto de la otra a lo largo de una línea helicoidal, en la mayoría de los casos la llaman como “torcida en espiral” e interrelacionadas por vínculos de hidrógeno.

Las cadenas en la molécula de ADN están regidas de modo opuesto, la columna vertebral de las cadenas de ADN está desarrollada por restos de fosfato de azúcar y las bases nitrogenadas de una cadena están colocadas en un orden rigurosamente específico opuesto a las bases nitrogenadas de la otra regla de complementariedad. 

La molécula de ADN tiene un lugar muy especial en la ciencia de la vida, es el ADN que almacena información completa sobre las partes del ADN y las propiedades del cuerpo y en todos los detalles más pequeños, por lo tanto, el conocimiento de todas las características estructurales del ADN es fundamentalmente importante.

Fue con la revelación de Watson y Crick en el año 1953 de la construcción de la estructura de ADN más significativa, la famosa doble hélice, que emprendió una nueva era en la historia del adelanto humano, la era de la biología molecular y la genética, la biotecnología y la medicina molecular establecida en la genética molecular.

También tiene que ver con los aspectos más fundamentales del ADN, especialmente aquellos cuyo estudio es jugado no solo por la biología y la genética, sino asimismo por la química, la física y las matemáticas, cómo se reveló la estructura del ADN y por qué este hallazgo se considera uno de los más grandes en la historia y con su relación con las Características de la Ciencia, la asimetría de todos los seres vivos en relación con la derecha y la izquierda, sobre la creencia central de la biología molecular.

La ley universal de la materia viva, sobre por qué los ADN son lineales en algunos organismos y están encerrados en otros, sobre mutaciones, daños en el texto del ADN, que conducen a numerosas enfermedades hereditarias, sobre la revolucionaria tecnología de edición de ADN que está surgiendo ante nuestros ojos, que permitirá en un futuro cercano corregir errores en el texto del ADN del paciente.

Para comprender la función biológica del ADN, primero debe comprender su estructura molecular, esto requiere aprender el vocabulario para hablar sobre los bloques de construcción del ADN y cómo se ensamblan estos bloques de construcción para formar moléculas de ADN.

Función del ADN

El ADN es la molécula de información, acumula información para hacer otras moléculas grandes, llamadas proteínas, estas ilustraciones se acopian dentro de cada una de sus células, intercambiadas entre 46 estructuras largas conocidas como cromosomas, estos cromosomas se encuentran constituidos por miles de fragmentos más cortos de ADN, llamados genes, cada gen recopila los conocimientos para hacer pedazos de proteínas, proteínas enteras o múltiples proteínas específicas.

El ADN es muy adecuado para realizar esta función biológica debido a su estructura molecular y al desarrollo de una serie de enzimas de alto rendimiento que se ajustan para interactuar con esta estructura molecular de formas específicas. 

La coincidencia entre la estructura del ADN y las actividades de estas enzimas es tan efectiva y refinada que el ADN se ha convertido, a lo largo del tiempo evolutivo, en la molécula universal de acopio de información para todas las formas de vida, la naturaleza aún no ha encontrado una solución mejor que el ADN para almacenar, expresar y trasferir instrucciones para originar proteínas.

¿Cómo se interpretan las instrucciones escritas en el ADN?

El ADN humano contiene miles de millones de bases, y de estas casi el 99% son semejantes en todas las personas, y es similar a la forma en que se puede usar el orden de las letras del alfabeto para formar una palabra, el orden de las bases de nitrógeno en una secuencia de ADN forma genes, que en el lenguaje de la célula, les dice a las células cómo producir proteínas, otro tipo de ácido nucleico, ácido ribonucleico o ARN, traduce la información genética del ADN en proteínas.

Los nucleótidos se acoplan para constituir dos hebras largas que ruedan en espiral para establecer una organización llamada doble hélice, si piensas en la ordenación de doble hélice como una escalera, las moléculas de fosfato y azúcar serían los lados, mientras que las bases serían los peldaños, las bases de un filamento se nivelan con las bases de otro filamento, los pares de adenina con timina y los pares de guanina con citosina.

Estructura del ADN instrucciones escritas

Las moléculas de ADN son largas, de hecho, tan largas que no logran caber en las células sin la cubierta apropiada, para enchufar dentro de las células, el ADN se pliega serenamente para constituir estructuras de cromosomas, cada cromosoma posee una sola molécula de ADN, los humanos tienen veintitrés pares de cromosomas, que se localizan dentro del núcleo de la célula.

La síntesis de proteínas

Las proteínas son moléculas grandes que pueden realizar todo tipo de tareas en las células, a su vez pueden facilitar las reacciones químicas como por ejemplo las Enzimas, también pueden desempeñar un papel estructural como los Citoesqueleto, pueden transmitir señales a la superficie celular un ejemplo son los receptores de membrana y mucho más. 

Los genes escritos en nuestro ADN son una especie de recetas para hacer proteínas, sin embargo, como la receta está codificada en forma de bases nitrogenadas (ATCG), primero debe traducirse, varias proteínas trabajan en el coro para lograr esto, las cadenas de la doble hélice del ADN primero deben eliminarse para dar acceso al gen objetivo.

Luego, las proteínas provocan una copia espejo de la secuencia de ADN objetivo como una especie de ARN mensajero, esta copia de la fórmula copiada en el ARN mensajero se remite fuera del núcleo, porque las proteínas se originan en otras partes de la célula, allí los ribosomas, pequeñas estructuras que predominan cerca del núcleo, jugarán con los cocineros y leerán la receta para hacer la proteína.

Estructura del ADN síntesis de proteínas

Los componentes primordiales de las proteínas son los aminoácidos y los ribosomas utilizan el modelo de ARN mensajero para acoplar los aminoácidos en la disposición correcta y constituir una cadena larga, los aminoácidos son moléculas de ácido orgánico desarrolladas por una amina, una estructura química derivada del amoníaco.

Los químicos conocen cientos de ellos, pero solo se utilizan veinte aminoácidos en las proteínas, pero la proteína en esta representación lineal aún no está completa, para ser eficaz, debe plegarse sobre sí mismo como un origami, por lo tanto, pasa de una cadena sencilla a una estructura tridimensional complicada.

La transcripción

El ADN posee las ilustraciones básicas para esquematizar proteínas a través de la decodificación del código genético, este proceso solo es viable gracias a dos fases diferentes, transcripción y traducción.

La transcripción es el medio en el que las series de nucleótidos del ADN se reescriben en cadenas de nucleótidos adicionales de ARN, lo que simboliza que las moléculas de ADN las reescriben en moléculas de ARN.

Esta operación es necesaria para que el alfabeto de ADN se descifre en algo comprensible para todo el aparato que tendrá que llevar a cabo y poner en práctica la tarea prevista por el código genético, la información sobre la secuencia de nucleótidos que se va a sintetizar se copia en una cadena de ARN y luego se transporta al citoplasma, el ARN sintetizado se denomina comúnmente transcrito.

El proceso de traducción consiste en lugar de interpretar la información genética de la secuencia de nucleótidos a la secuencia de aminoácidos, la traducción se lleva a cabo en ribosomas, estructuras compuestas de ARN ribosómico y proteínas, que permiten el ensamblaje de aminoácidos a partir de tripletes de nucleótidos.

Por lo tanto, esta es la fase en la que se descifra el código genético, la síntesis de proteínas requiere el trabajo simultáneo de muchos ribosomas en una sola molécula de ARN mensajero  para producir simultáneamente muchas copias de cada proteína individual.

T-ARN y r-ARN realizan un papel esencial en este proceso (ARN de transferencia y ARN ribosómico) ya que admiten la traducción de la información trasladada por el ARN mensajero, en una secuencia conveniente y correcta de aminoácidos que después formarán las proteínas de nuestras células y por lo tanto, de nuestro cuerpo.

La traducción y el código genético

El primer período del término génica es la “Transcripción”, que permite que la información comprendida en el ADN se formule en una copia de ARN, este ARN mensajero comunica información genética a los ribosomas donde tiene parte la “Traducción”, el segundo paso del enunciado génico.

La regla de complementariedad de las bases nos permite imaginar fácilmente el mecanismo de transcripción, durante el cual la información del ADN se transmite al ARN, una adenina frente a un uracilo o una timina, una citosina delante de una guanina.

Por otro lado, para la traducción, es la secuencia de nucleótidos del ARN mensajero que determinará la secuencia de aminoácidos de la proteína, por lo tanto, este pasaje de un “idioma” a otro es una traducción que obedece a un código, el Código Genético.

El código genético es un signo que permite la transformación de una cadena de nucleótidos (ADN y ARN) en una cadena de aminoácidos, el código implica las bases A, C, T y G, así como los veinte aminoácidos, el código genético posee distintos rasgos:

  • Los codones representan tripletes de nucleótidos y al mismo tiempo agrupan un aminoácido.
  • La secuencia del gen y la secuencia de la proteína codificada son colineales, es decir que la longitud del gen y la longitud de la estructura primaria de la proteína final son proporcionales.
  • El código genético es universal, de hecho, cada aminoácido tiene uno o más codones y esto a nivel de una multitud de organismos procariotas y eucariotas vivos.
  • El código genético es reiterado, diversos codones se recopilan para el mismo aminoácido, hay sesenta y cuatro codones y veinte aminoácidos, a menudo, los dos primeros nucleótidos del codón precisan el aminoácido, por lo que la superfluidad se debe al tercer nucleótido del codón.
  • El código genético no se superpone, los nucleótidos de un codón solo participan en el código de un solo aminoácido, por lo que el siguiente aminoácido estará codificado por el siguiente codón presente en el ARNm, hablamos del marco de lectura o marco de lectura.
  • El código posee un sistema de puntuación, el codón de instrucción es el codón AUG (GUG para mis mitocondrias) y los codones de límite son los codones UAA (ocre), UAG (ámbar) y UGA (ópalo), el codón UGA (ópalo) no está presente en las mitocondrias.

El ADN y la biotecnología moderna

La biotecnología, como ciencia, se instituyó a fines del siglo XX, a inicios de los años 70, todo empezó con la ingeniería genética, cuando los  Científicos importantes lograron transferir material genético de un organismo a otro sin la ejecución de técnicas sexuales, para esto, se usó ADN recombinante o ADNr, este procedimiento se utiliza para cambiar o mejorar un organismo específico.

La biotecnología médica incluye procesos de producción durante los cuales se crean objetos biológicos o sustancias médicas, estas son enzimas, vitaminas, antibióticos, polisacáridos microbianos individuales que pueden usarse como productos independientes o como sustancias auxiliares en la creación de varias formas de dosificación, aminoácidos.

El descubrimiento de que los genes están compuestos de ADN y pueden aislarse, copiarse y manipularse ha llevado a una nueva era de la biotecnología moderna, nueva Zelanda tiene muchas aplicaciones para las biotecnologías modernas.

Los humanos han estado manipulando seres vivos durante miles de años, los ejemplos de biotecnologías tempranas incluyen domesticar plantas y animales y luego criarlos selectivamente para características específicas.

Las biotecnologías modernas implican la fabricación de productos útiles a partir de organismos enteros o partes de organismos, como moléculas, células, tejidos y órganos, los desarrollos recientes en biotecnología incluyen plantas y animales genéticamente modificados, terapias celulares y nanotecnología, estos productos no se usan todos los días, pero pueden ser beneficiosos para nosotros en el futuro.

La biotecnología, se manifiesta verdaderamente con el material genético de una célula, si inspeccionamos una célula con un microscopio de alta fortaleza, observaríamos distribuciones largas con carácter de hilo llamadas cromosomas, estos cromosomas, surtidos de ADN (ácido desoxirribonucleico), se encuentran constituidos en dispositivos llamadas genes.

Los genes controlan la producción de proteínas particulares y las proteínas, a su vez, determinan las características de un organismo, en algunos casos, un gen puede gobernar un rasgo particular, como la resistencia de un organismo a la enfermedad, mientras que en otros casos, las características pueden estar determinadas por muchos genes.

En animales

Una habilidad llamada microinyección es el procedimiento usado a menudo para originar animales genéticamente reformados o transgénicos, a través de esta práctica, se usa una aguja muy fina para inyectar una solución de moléculas de ADN que poseen genes que transportan las características deseadas (como la resistencia a enfermedades) en la Célula animal, generalmente en el período embrionario.

Los genes se incorporan al material genético de las células animales, y las células comienzan a expresar la característica determinada por el nuevo gen, la aplicación de esta técnica de microinyección también podría tener beneficios potenciales para la agricultura.

En bacterias

En ciertas bacterias, se encuentran pequeños segmentos circulares naturales de ADN llamados plásmidos, que pueden usarse para la ingeniería genética, el ADN plasmídico puede tomarse fuera de la célula bacteriana, modificarse con la adición de un nuevo gen y colocarse nuevamente en la célula.

Con el nuevo gen, la célula bacteriana ahora puede elaborar el producto de este gen como propio, debido a que las bacterias se transcriben muy rápidamente, se logran utilizar grandes volúmenes de bacterias que poseen el plásmido reformado para originar cantidades comercialmente reveladoras de un producto genético, como un aditivo alimentario o una vacuna animal, en cortas etapas de tiempo.

En plantas

Las células vegetales tienen paredes externas resistentes, lo que hace que la entrega de genes a las células vegetales sea un poco más desafiante que el caso de las bacterias, existen dos técnicas principales mediante las cuales se lleva a cabo este proceso.

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