Descifrando el ADN: Estructura, Replicación y Aplicaciones Biotecnológicas

Estructura de la Doble Hélice del ADN

La molécula de ADN está formada por dos cadenas de nucleótidos enrolladas entre sí, conformando la estructura de la doble hélice. Estas dos cadenas se unen mediante enlaces entre las bases nitrogenadas: A-T (Adenina-Timina) y G-C (Guanina-Citosina). Las dos cadenas de nucleótidos son complementarias entre sí.

Codificación de la Información Genética del ADN

La diferenciación de las moléculas de ADN de distintos individuos radica en el orden en el que se disponen sus nucleótidos, lo que se conoce como "secuencia de nucleótidos". Los nucleótidos se ordenan a modo de palabras, componiendo frases. Las posibles ordenaciones de los cuatro nucleótidos originan distintos mensajes en el ADN. Cuanto más larga sea la cadena de ADN, mayor será el número de mensajes que almacene.

Replicación del ADN: Proceso de Duplicación

Antes de cada división celular, la célula realiza una copia exacta de su ADN para repartir idéntica información genética entre sus dos células hijas. Este proceso se denomina duplicación o replicación del ADN y se lleva a cabo de la siguiente manera:

1. La doble hélice de ADN se abre y las dos cadenas se separan.
2. Los nucleótidos libres, disponibles en el núcleo celular, pueden unirse a los nucleótidos del ADN.
3. Los nuevos nucleótidos incorporados se unen entre sí y dan lugar a las nuevas cadenas de ADN.

Síntesis de Proteínas: Transcripción y Traducción

El proceso de fabricación de proteínas se realiza en dos etapas principales:

1. Transcripción: La secuencia de bases de un determinado gen del ADN se copia en una molécula de ARN mensajero (ARNm).
2. Traducción: El ARNm viaja al citoplasma, donde sirve de molde para que los ribosomas sinteticen la proteína.

El ARNm es una cadena simple y contiene una secuencia de bases complementaria a la del ADN.

El Código Genético

El código genético es el conjunto de reglas que permiten relacionar la secuencia de nucleótidos del ADN con la secuencia de los aminoácidos de una proteína. Es un código de tres letras (nucleótidos que forman el ADN). Cada grupo de tres nucleótidos se denomina triplete o codón, y es la clave para un determinado aminoácido de la proteína. El código genético es universal.

Mutaciones: Alteraciones en el ADN

Las mutaciones son cambios en el ADN de las células que se producen espontáneamente y al azar. Pueden ocurrir en cualquier célula del ser vivo. La frecuencia de las mutaciones es muy baja, pero aumenta por la acción de agentes mutagénicos. Existen dos tipos principales de mutaciones:

1. Génicas: Cambios en la secuencia de los nucleótidos del ADN que afectan a la secuencia y a la estructura de los genes. Son heredables.
2. Cromosómicas: Afectan al número de cromosomas. Generalmente se deben a errores en la separación de los cromosomas durante la meiosis.

Biotecnología: Aplicaciones y Beneficios

La biotecnología es el conjunto de técnicas o procesos que utilizan organismos vivos o sustancias que provengan de ellos para producir alimentos, medicinas, etc. Algunos medicamentos producidos mediante la tecnología del ADN en bacterias o levaduras son: antibióticos, insulina humana, hormona del crecimiento, factor VIII y vacunas para la hepatitis A y B.

Ventajas de la Biotecnología

1. Permite avanzar más rápidamente en la mejora de cultivos, ya que posibilita elegir los genes específicos del carácter que se desea seleccionar e introducir en la planta.
2. Se pueden introducir genes de otras especies.

Principales Aplicaciones en la Agricultura

• Protección contra ciertas plagas.
• Resistencia a herbicidas.
• Producción de alimentos más saludables.
• Mayor tolerancia a condiciones adversas.
• Nuevas aplicaciones.

Beneficios Ambientales de la Biotecnología

1. Tratamiento de aguas residuales.
2. Eliminación de petróleo para el control de las mareas negras.
3. Eliminación de metales pesados.