ADN, GEN Y CROMOSOMAS

       En esta ocasión les explicaremos los conceptos del ADN, los genes y cromosomas..

                                             ADN

¿Cómo se descubrió el ADN?

El ADN fue identificado por primera vez en la década de 1860 por un químico suizo llamado Johann Friedrich Miescher, que investigaba sobre las células blancas de la sangre. Se dio cuenta de que, cuando se añadía un ácido a una solución de las células, una sustancia se separaba de la solución. Al investigar esta sustancia observó que tenía propiedades inesperadas diferentes a las de las otras proteínas.

Sin saberlo, Johann había descubierto las bases moleculares de la vida, el ADN. Sin embargo, su papel crucial en la determinación de la herencia genética no se demostró hasta 1943.

En la década de 1950, Watson y Crick eran sólo dos de los muchos científicos que estaban inmersos en averiguar la estructura del ADN. Trabajaban con modelos tridimensionales para tratar de reconstruir la molécula de ADN. En base a sus investigaciones pensaban que la del ADN se trataba de una molécula helicoidal, una doble hélice, pero les faltaba una prueba evidente para sustentar su idea.

Al mismo tiempo y a no muchos kilómetros de distancia Rosalind Franklin usaba una técnica relativamente nueva llamada cristalografía de rayos X para estudiar el ADN. Gracias a ella pudo tomar un patrón de difracción de rayos X de una muestra de ADN. Las fotografías mostraron la forma claramente helicoidal del ADN. Era la prueba que Watson y Crick necesitaban.

En la mañana de 28 de febrero de 1953, Watson y Crick determinaron que la estructura del ADN era un polímero de doble hélice, o una espiral de dos cadenas de ADN, que contienen cada uno una larga cadena de nucleótidos de monómero, enrolladas una alrededor de la otra. El 25 de abril, publicaron su descubrimiento en la revista Nature. Y poco después recibieron el premio nobel a la medicina en 1962 y desgraciadamente Rosalind ya había muerto a causa del cáncer en 1958.

¿Qué es el ADN?

El ácido desoxirribonucleico, o también llamado ADN, es una biomolécula presente en los cromosomas de todas nuestras células y contiene la información genética. El ADN posee el código que determina todas las características y el funcionamiento de un individuo, además es el encargado de transmitir la información de los padres a los hijos, por eso también se le conoce como molécula de la herencia.

Cabe destacar que…

 En el dogma de la biología el mensaje genético se encuentra en las cadenas de ADN. Para que las células se divida este ADN debe duplicarse para replicarse, repartiéndose entre las células hijas. A partir del ADN se forma una molécula de ARN por transcripción que sale del núcleo: ARNm  y es “leído” por el RNAr con la ayuda del RNAt Que le probé los aminoácidos para la formación de las potras proteínas: traducción                                                                 

¿Dónde se encuentra?

El ADN se encuentra den tro de las células, pero para responder a esta pregunta con mayor grado de exactitud, previamente habrá que aclarar cuánto tipos de células existen: Por un lado están las células eucariotas y por otro están las células procariotas. La diferencia básica entre estos dos tipos de células es que las primeras presentan una estructura membranosa llamada núcleo mientras que las segundas carecen de ella.

Al grupo de las células eucariotas pertenecen las células animales, vegetales, los hongos y un extenso grupo llamado protista, en el que están las microalgas, amebas, mohos, etc., mientras que al grupo de las células eucariotas pertenecen tanto las arqueobacterias como las eubacterias.
Pues bien, en las células eucariotas el ADN se encuentra dentro de su núcleo mientras que en las células procariotas el ADN se encuentra disperso por la región interior de éstas conocida como citoplasma. Es importante destacar que, considerando un organismo eucariota como puede ser un hombre, absolutamente todas las células somáticas de su cuerpo presentan la misma información genética –no así las células germinales, óvulos y espermatozoides, que presentan sólo la mitad de ella-. Es decir, el ADN que podemos encontrar en una célula somática del párpado de una persona es el mismo que el que este mismo individuo tendrá en una célula de su hígado.

Hoy en día, la doble hélice del ADN es probablemente la más emblemática de todas las moléculas biológicas. Ha inspirado escaleras, decoraciones, puentes peatonales (como el de Singapur que se muestra a continuación) y más.

 

Pero… ¿De qué se compone realmente?

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 (A), guanina (G), timina (T) y citosina (C). A estas partes, podemos identificarlas mejor como una limonada, al poder identificar al agua como la ‘‘base’’, al limón como el ácido y el azúcar (desoxirribosa).

Las bases C y T, que solo tienen un anillo, se llaman pirimidinas, mientras que las bases A y G, que tienen dos anillos, se llaman purinas o púricas).

Las reglas de Chargaff

Otra pieza clave de información relacionada con la estructura del ADN la proporcionó el bioquímico austriaco Erwin Chargaff. Chargaff analizó el ADN de diferentes especies y determinó su composición de bases A, T, C y G. Este científico hizo varias observaciones claves:

• ·         A, T, C y G no se encontraban en cantidades iguales (como algunos modelos de la época hubieran predicho)
• ·         La cantidad de bases variaba entre especies, pero no entre individuos de la misma especie
• ·         La cantidad de A siempre era igual a la cantidad de T y la cantidad de C siempre era igual a la cantidad de G (A = T y G = C)

Este último descubrimiento, podemos simplificarlo en la regla de ‘‘Te amo cuando ganas’’ o ‘‘Cuando ganas te amo’’.

 Estos descubrimientos, llamados reglas de Chargaff, resultaron cruciales para el modelo de Watson y Crick de la doble hélice del ADN.

La estructura del ADN, representada según el modelo de Watson y Crick, es una hélice dextrógira de doble cadena antiparalela. El esqueleto de azúcar-fosfato de las cadenas de ADN constituye la parte exterior de la hélice, mientras que las bases nitrogenadas se encuentran en el interior y forma pares unidos por puentes de hidrógeno que mantienen juntas a las cadenas del ADN.

En el modelo, los átomos naranjas y rojos indican los fosfatos del esqueleto de azúcar-fosfato, mientras que los átomos azules en el interior de la hélice pertenecen a las bases nitrogenadas.

El ADN de doble cadena es una molécula antiparalela, lo que significa que se compone de dos cadenas que corren una junto a la otra pero en direcciones opuestas. En una molécula de ADN de doble cadena, el extremo 5' (el que termina con un grupo fosfato) de una cadena se alinea con el extremo 3' (el que termina con un grupo hidroxilo) de su pareja y viceversa.

 

En el modelo de Watson y Crick, las dos cadenas de ADN giran una alrededor de la otra para formar una hélice dextrógira. Todas las hélices tienen direccionalidad, que es una propiedad que describe cómo se orientan los surcos en el espacio. La torsión de la doble hélice del ADN y la geometría de las bases crea un hueco más amplio (llamado surco mayor) y un hueco más estrecho (llamado surco menor) que corren a lo largo de la molécula, como se muestra en la figura anterior. Estos surcos son importantes sitios de unión para las proteínas que mantienen el ADN y regulan la actividad de los genes.

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 enlaces de hidrógeno para formar las bases 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 una nueva molécula con estructura de doble hélice.

Créditos:

Murguía López Rodrigo

Linares Robles Itzel Del Carmen

 Bibliografías:

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• Dra. mercedes aleman. (2017). ¿quién descubrio la estructura del ADN?. febrero, 02, 2018, de cefegen Sitio web: https://cefegen.es/blogs/quien-descubrio-la-estructura-del-adn