Los ácidos nucleicos
Tras estudiar en el tema anterior los componentes básicos de una célula, ya sabemos que uno de esos componentes es el material genético (disperso en el citoplasma en las células procariotas o contenido en un núcleo en forma de cromatina o cromosomas, dependiendo de la fase del ciclo celular en que se encuentre la célula, en las eucariotas).
Pero, ¿qué es ese material genético? ¿qué sustancias lo componen y qué información contiene?
Vamos a ir dando respuesta a estas preguntas partiendo de la composición básica de ese material genético: los nucleótidos.
Son moléculas complejas portadoras de la información genética, formadas por la unión de moléculas más sencillas: los nucleótidos que a su vez están formados por la unión de tres componentes:
- un grupo fosfato
- un azucar de 5 carbonos o pentosa (que puede ser ribosa o desoxiribosa)
- una base nitrogenada, que puede ser timina (T), citosina (C), adenina (A), timina (T) o uracilo (U)
Dependiendo de si la pentosa que forma el ácido nucleico es la ribosa o es la desoxiribosa, el ácido nucleico será el ácido ribonucleico (ARN) o el ácido desoxiribonucleico (ADN) que tienen estructuras y funciones diferentes como vamos a ver a continuación.
2. ADN ¿Qué es y para qué sirve?
Es el Ácido DesoxirriboNucleico. Es una molécula presente en casi (recordemos que hay células que no tienen núcleo ni material genético como los glóbulos rojos) todas nuestras células que contiene la información genética y realiza la síntesis de proteínas. Esta molécula posee el código que determina todas las características y el funcionamiento de un individuo. Es, además, la encargada de transmitir la información de lo que somos a nuestros hijos, la molécula de la herencia. Como vemos, la palabra clave es “información”.
Cada cadena o hebra que forma la doble hélice la forman los grupos fosfato y las pentosas de las que "cuelgan" la bases nitrogenadas que en el caso del ADN serán Adenina, Timina, Citosina o Guanina, de forma que una adenina siempre se unirá a una tiamina y una citosina a una guanina, formando "puentes" que unen ambas cadenas o hebras (que son complementarias) formando la doble hélice que constituye el ADN y que fue descubierta por Watson y Crick lo que les hizo obtener el premio Nobel de medicina en 1962.
Como vemos, algo extremadamente simple, como es la combinación de tan solo cuatro bases nitrogenadas, da lugar a algo tan complejo como un ser vivo.
Es el Ácido RiboNucleico. Es una molécula muy parecida al ADN pero que tiene una sola hebra o cadena y cuya pentosa es la ribosa en vez de la desoxiribosa. Además no tiene Timina como base nitrogenada sino Uracilo y desempeña funciones diferentes al ADN. Básicamente es la molécula que “media” entre el ADN y las proteínas. El ADN, como hemos visto, lleva información y a partir de él se fabrican las proteínas. Pero por sí mismo no es capaz de interaccionar con las estructuras celulares que actúan de fábricas de las proteínas. Ahí entra el ARN para “ayudarle”.
El ARN además es capaz de realizar otro tipo de acciones dentro de la célula. Algunos ARN son reguladores, participando en las actividades celulares a modo de controladores, diciendo cuándo un gen se tiene que convertir en proteína y cuándo no.
Cuadro comparativo entre ADN y ARN
Entonces, ¿qué es un gen?
El gen es la unidad de almacenamiento de información de los seres vivos. Son también las unidades que se heredan, que pasan de padres a hijos. Un gen es un segmento de ADN que codifica para una proteína. Codificar significa en este caso que cada gen contiene información para la producción de una proteína que llevará a cabo una función específica en la célula y en el organismo. En realidad es algo más complejo, puesto que algunos genes no codifican para proteínas, sino que son reguladores y algunos genes dan lugar a más de una proteína.
Puesto que todas nuestras células tiene 23 pares de cromosomas, se han descodificado todas las cadenas de ADN que los forman, llegando a la conclusión de que el ser humano contiene entre 20.000 - 25.000 genes. El Proyecto Genoma Humano fue el proyecto internacional que mapeó y secuenció todos los genes humanos. Terminado en abril de 2003, los datos del proyecto están a libre disposición de los investigadores y otros interesados en genética y salud humana.
Y, ¿qué es un cromosoma?
Para entender qué es un cromosoma, lo primero que tenemos que tener en cuenta es que nuestras células no tienen un solo “cúmulo” de ADN en su núcleo, sino que este ADN se encuentra organizado, almacenado, de una manera estructurada. Estas estructuras en las que se organiza el ADN se denominan cromosomas.
Como ya vimos en el tema anterior, las células somáticas humanas tienen 23 pares de cromosomas (46 cromosomas en total), de los cuales la mitad proviene de la madre y la otra mitad del padre.
Como curiosidad ya comentamos en clase que los seres humanos compartimos un 99,9% del ADN.
Solo un 0’1% de la secuencia de la cadena de ADN marca las diferencias entre unos y otros.
A continuación y para comprender mejor todos estos conceptos, mira estos vídeos.
Ya vimos en el tema anterior, que cuando una célula se divide, las dos células hijas deben recibir el mismo material genético. Para que eso sea posible, es imprescindible que, previamente el ADN forme copias de sí mismo, es decir, que se replique o duplique.
Este mecanismo se llama replicación, se produce en el núcleo celular y es una capacidad exclusiva del ADN que consiste en obtener dos moléculas hijas tomando como molde la molécula inicial. La replicación debe ser precisa, de los contrario las células hijas contendrían diferente información genética.
Las nuevas moléculas de ADN estarán formadas por una de las cadenas de nucleótidos del ADN original y una de nueva creación, complementaria de la anterior, por lo que el resultado son moléculas de ADN idénticas a la original. Por esto se dice que la replicación es semiconservativa (conserva una cadena de la molécula original y la otra es de nueva creación).
Pincha para ampliar la imagen y verla mejor o consúltala en el libro.
Los pasos que se llevan a cabo en la replicación son los que se observan en la imagen anterior:
1. La doble hélice se abre y las cadenas que la forman se separan.
2. Se van uniendo nucleótidos libres cuyas bases son complementarias de las bases de la hebra original.
3. Los nucleótidos incorporados se unen entre sí.
4. Se obtienen dos moléculas idénticas del ADN original.
En el siguiente vídeo podéis ver con mayor detalle este proceso.
TAREA DE ESTA PARTE DEL TEMA
- Lee la publicación completa intentando entender todo lo que en ella se explica y visualiza los vídeos.
- Toma tus propios apuntes o haz un resumen de esta publicación.
- Haz los siguientes ejercicios del libro: 1, 2, 3, 4, 8 y 9
- Si tienes dudas déjalas en comentarios y las resolveré para tod@s.
En cuanto se active AULES deberéis entregar esta tarea bien mediante una foto a vuestro cuaderno o subiendo el archivo si la habéis hecho en formato digital.
Fecha límite de entrega viernes 3 de abril. He ampliado el plazo de presentación por los problemas que ha habido en AULES. Posteriormente subiré allí las soluciones a los ejercicios para que los podáis autocorregir.
Animo!!
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