ADN y ARN: Fundamentos Esenciales de la Genética Molecular

Estructura del ADN

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es una molécula en forma de doble hélice formada por dos cadenas de nucleótidos. Cada nucleótido está compuesto por un grupo fosfato, un azúcar desoxirribosa y una base nitrogenada (adenina, timina, citosina o guanina). Las bases nitrogenadas se emparejan de manera específica: adenina con timina (A-T) y guanina con citosina (G-C), mediante puentes de hidrógeno. Esta estructura permite el almacenamiento y la transmisión de información genética.

Historia del ADN: Hitos Clave

• 1869: En Tubinga, Alemania, Friedrich Miescher descubre una nueva sustancia rica en fósforo y nitrógeno en el núcleo de las células, a la que denomina "nucleína" (posteriormente ADN).
• 1900: Los químicos ya saben que la nucleína es una sustancia compleja, compuesta por glúcidos, fosfatos y bases nitrogenadas.
• 1920: Phoebus Levene descubre cómo están unidos los tres compuestos (fosfato, azúcar y base) para formar un nucleótido.
• Principios del siglo XX: Siguen los experimentos que demuestran que el ADN es el responsable de la transmisión de los caracteres hereditarios.
• 1951: Maurice Wilkins y Rosalind Franklin obtienen imágenes de difracción de rayos X del ADN que sugieren la forma helicoidal de su molécula.
• 1952: Erwin Chargaff publica sus "Leyes de Chargaff", que establecen que la cantidad de adenina es igual a la de timina (A=T) y la de guanina es igual a la de citosina (G=C) en el ADN.
• 1953: James Watson y Francis Crick, basándose en los datos de Franklin, Wilkins y Chargaff, publican un artículo científico en Nature proponiendo el modelo de la doble hélice del ADN. Ese mismo año, Linus Pauling propone un modelo de hélice erróneo.
• 1962: Watson, Crick y Wilkins reciben el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por sus descubrimientos sobre la estructura del ADN.

Duplicación del ADN: Proceso Semiconservativo

La duplicación del ADN es un proceso semiconservativo, lo que significa que cada nueva molécula de ADN está formada por una cadena original y una cadena recién sintetizada.

1. La ADN girasa y la topoisomerasa relajan la tensión y cortan la doble hélice para permitir su desenrollamiento.
2. La helicasa rompe los puentes de hidrógeno que unen las bases nitrogenadas (A-T y C-G), separando las dos cadenas de ADN.
3. La ADN polimerasa añade nuevos nucleótidos complementarios a cada cadena molde (A con T, C con G), sintetizando así las nuevas cadenas.
4. Se forma una "burbuja de replicación" con dos horquillas de replicación que avanzan en direcciones opuestas.
5. La ADN ligasa une los nuevos fragmentos de nucleótidos para formar dos nuevas moléculas de ADN completas.

Conceptos Clave del ARN

Codón

Un codón es una secuencia de tres nucleótidos en el ARN mensajero (ARNm) que codifica un aminoácido específico o señala el inicio o final de la traducción de proteínas. Existen 64 codones posibles, y cada uno corresponde a uno de los 20 aminoácidos que se ensamblan para formar proteínas. El codón de inicio es AUG, que también codifica para el aminoácido metionina.

Anticodón

El anticodón es una secuencia de tres nucleótidos que se encuentra en una molécula de ARN de transferencia (ARNt). El anticodón es complementario al codón del ARN mensajero, permitiendo que el ARNt se una al ARNm durante la síntesis de proteínas. Esta interacción asegura que el aminoácido correcto sea incorporado en la cadena proteica en el orden indicado por el ARNm.

ARN de Transferencia (ARNt)

El ARNt es una pequeña molécula de ARN que lleva aminoácidos al ribosoma durante la traducción, el proceso de síntesis de proteínas. Cada ARNt tiene un anticodón que se empareja con un codón en el ARNm y está unido a un aminoácido específico. El ARNt facilita el ensamblaje de aminoácidos en la secuencia correcta para formar una proteína.

ARN Mensajero (ARNm)

El ARNm es una molécula de ARN que transporta la información genética desde el ADN en el núcleo celular hasta el ribosoma, donde se traduce en una cadena de aminoácidos para formar una proteína. La secuencia de nucleótidos en el ARNm determina el orden de los aminoácidos en la proteína.

Uracilo

El uracilo es una de las cuatro bases nitrogenadas que se encuentran en el ARN. Es una pirimidina y se empareja con la adenina, reemplazando a la timina, presente en el ADN. El uracilo juega un papel clave en la codificación genética durante la síntesis de proteínas y es esencial en varios procesos celulares que involucran ARN.