ADN y Biología Molecular: Estructura, Replicación, Transcripción, Traducción e Ingeniería Genética

Estructura del ADN

ADN (ácido desoxirribonucleico) está formado por:

• Bases nitrogenadas: bases púricas (adenina y guanina) y bases pirimidínicas (citosina y timina).
• Azúcar desoxirribosa.
• Ácido fosfórico (H-O-P=O).

Características del ADN

• Forma una doble hélice.
• Es complementario: adenina = timina, guanina = citosina.
• Sus cadenas son antiparalelas.
• Está unido a proteínas llamadas histonas.
• Estructura propuesta por Watson y Crick en 1953.

Nucleósidos y nucleótidos

• Nucleósido: azúcar + base nitrogenada.
• Nucleótido: azúcar + base nitrogenada + ácido fosfórico.

Ciclo celular

• G0: las células entran en reposo.
• G1: las células se preparan para la duplicación del ADN.
• S: duplicación del ADN.
• G2: la célula se prepara para la división.

Duplicación del ADN

Objetivo: obtener 2 moléculas de ADN idénticas.

1. La cadena de ADN se abre.
2. Se forman nuevas cadenas de nucleótidos.
3. Se obtienen 2 moléculas de ADN.

La duplicación es semiconservativa, ya que cada molécula conserva una cadena original.

Tipos de ARN

• ARNm (mensajero): copia del ADN que lleva la información del núcleo al citoplasma; tiene estructura lineal.
• ARNr (ribosómico): forma parte de los ribosomas (subunidad mayor y menor).
• ARNt (de transferencia): transporta los aminoácidos hasta los ribosomas.

Bases nitrogenadas del ARN: guanina, citosina, adenina y uracilo. Azúcar: ribosa. Ácido fosfórico.

Transcripción

Paso de ADN a ARNm. Interviene la enzima ARN polimerasa.

Traducción

Paso de ARNm a proteínas. Cada triplete (codón) de nucleótidos codifica un aminoácido. El triplete de inicio es AUG. El código genético es universal y degenerado (Severo Ochoa).

Para la traducción se necesitan: ribosomas, ARNt, ARNm y aminoácidos.

Ingeniería genética

Insulina

La insulina es una proteína de 51 aminoácidos (en la versión humana) y una hormona producida por el páncreas que controla los niveles de azúcar en la sangre.

Obtención de insulina humana

1. Aislar el gen de la insulina.
2. Introducir el gen en un organismo vector (para cortar el ADN bacteriano se utilizan endonucleasas de restricción).
3. Realizar un cultivo bacteriano.
4. Extraer la insulina humana.

Genoma

Genoma: conjunto de genes de un organismo.

Biotecnología

Biotecnología tradicional

• Industrias alimentarias (pan, productos lácteos).
• Conservación del medio ambiente (descomposición de materia orgánica).

Biotecnología actual

• Clonación: oveja Dolly. Proceso: se extrae el óvulo, se le quita el núcleo, se introduce el núcleo de una célula somática (46 cromosomas), se forma un cigoto y nace la oveja Dolly.

Organismos transgénicos

Son organismos que poseen algún gen de otro organismo. Ejemplo en plantas: un gen que produce insecticida.

Aplicaciones biosanitarias

• Obtención de insulina humana.
• Prevención de enfermedades genéticas.
• Terapia génica.

Importancia de la duplicación del ADN en la mitosis

El ADN se duplica antes de cada mitosis porque las células hijas deben tener la misma información genética. Es importante que no haya errores en la autoduplicación del ADN, porque de lo contrario se obtendrían moléculas diferentes y, por tanto, información genética diferente.