La molécula de la vida : ADN   

  Recomendado: vídeo explicativo sobre el ADN 

El ADN es el material genético de todos los seres vivos. La estructura  del ADN proporciona las bases químicas para almacenar  y expresar  la información genética en las células, así como para transmitirla a generaciones futuras. La molécula tiene forma de  hélice de doble cadena, estado  ambas cadenas unidas por puentes  de hidrógeno  entre bases complementarias. El  ARN comparte  muchas semejanzas con el ADN  en cuanto a su estructura  pero está formado de una cadena sencilla.  En general, el ARN  se utiliza en la expresión de la información genética y sirve de material genético de algunos virus 
( Cummings,1999). 

Los ácidos nucleicos, ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido desoxirribonucleico) son polímeros especializados en almacenar, transmitir y expresar la información genética en secuencias de aminoácidos, las cuales luego de algunos procesos conforman las proteínas de una célula.

Mitad del siglo XIX. El ADN fue descubierto como el principal constituyente químico del núcleo de células eucarióticas, en tiempos en los cuales Mendel y Darwin publicaron sus trabajos.

En los años 1900, las proteínas se consideraron como las mejores candidatas para almacenar la información hereditaria.

En 1869  Friederick Miescher trabajo con glóbulos blancos obtenidos a partir de vendajes de pacientes con heridas infecciosas, realizó la primera extracción de los ácidos nucleicos. Su técnica se basó principalmente en lavar los vendajes que tenían secreciones producto de la infeccion con una solución salina, luego adicionó a este material que contenía principalmente un buen número de linfocitos, una solución alcalina que permitió que esas células se lisaran y el núcleo se precipitara en ella. La sustancia química que se encontró en estos núcleos, después de ciertos análisis la denominó nucleína y comprobó su presencia en otras células diferentes.

En 1950 se realizaron los primeros estudios que permitieron comprobar la estructura de doble hélice del ADN fueron realizados por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins quienes mediante técnicas de cristalografía y difracción de rayos X lograron diversas preparaciones de fibras de ADN uniformemente orientadas, con las que concluyeron que las bases de los nucleótidos del ADN, que son moléculas planas, están apiladas unas sobre otras. Por su parte Erwin Chargaff, junto con sus colegas en la universidad de Columbia encontraron que el ADN de muchas especies diferentes y de diferentes fuentes en un mismo organismo presentaba ciertas regularidades. En casi todos los ADN analizados se conservaron las siguientes características, conocidas como la regla de Chargaff:

a. La cantidad de adenina es igual a la cantidad de timina.
b. La cantidad de guanina es igual a la cantidad de citosina.
c. Por lo anterior la cantidad total de purinas es igual a la cantidad total de pirimidinas.

En  1953 Con base en los resultados analíticos de Chargaff y los patrones de difracción de Franklin y Wilkins, los investigadores J. Watson y F. Crick propusieron un modelo de la molécula de ADN. A partir de los trabajos anteriores se concluyó:

1.    La molécula de ADN consta de un hélice constituida por dos bandas.

2.    Las bandas presentan un diámetro uniforme.

3.    La hélice se enrolla hacia la derecha, en el sentido de las manecillas del reloj.

4.    Las dos bandas corren en direcciones opuestas.

5.    Los enlaces fosfato-azúcar que constituyen el esqueleto de la cadena, están ubicados hacia fuera en la cadena, mientras que hacia el centro se presentan las purinas y pirimidinas sostenidas mediante puentes de hidrógenos que se forman entre ellas.

Tomado y modificado de http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000024/lecciones/cap01/01_01_16.htm

Los ácidos nucleicos  son cadenas poliméricas estas se encuentran compuestas  por monómeros llamados  nucleótidos formados por (graf.1)

1.  Azúcar pentosa.
2. Un grupo fosfato
3. Una base nitrogenada

 La hélice tiene:

1. Elevación de 0.34 nm.
2. Rotación de 36º
3. la distancia entre bases es de 1.08 nm. 
4. Tiene 10 bases nitrogenadas  por vuelta

                                                                         Graf. 1
 Gráfico tomado http://www.monografias.com/trabajos58/identificacion-criminales-adn/identificacion-criminales-adn4.shtml

En cada una de las dos clases principales de ácidos nucleicos hay solo cuatro tipos de nucleótidos. Estos se distinguen por sus bases: 

ácidos nucleicos
Base	Nucleósido	Nucleótido	Ácido nucleico
Purinas
Adenina	·         Adenosina ·         Desoxiadenosina	·         Adenilato ·         Guanilato	·         ARN ·         ARN
Guanina	·         Guanosina ·         Desexoguanosina	·         Guanilato ·         Desoxiguanilato	·         ADN
Pirimidinas
Citosina	·         Citidina ·         Desoxicitidina	·         Citidilato ·         Desoxicitidilato	·         ARN ·         ADN
Timina	·         Timidina	·         Timidilato	·         ADN
Uracilo	·         Uradina	·         Urilidato	·         ARN

vídeo de inicio a la genética clásica 

Conceptos base 

Mitosis: La mitosis es el proceso en el que una célula diploide se divide en dos células  hijas idénticas entre sí e idénticas a su progenitor. La mitosis es un proceso  continuo que se divide en varias fases, y que requiere de la presencia de un  aparato mitótico, formado por un huso de microtúbulos dispuestos longitudinalmente y dispuestos entre un par de centriolos. Durante la mitosis, la célula se divide. En esta etapa, el material genético se condensa, formando los cromosomas y éstos, que previamente se habían duplicado en la interfase, se reparten entre las dos células hijas.

Meiosis: Proceso de división celular por el que a partir de una célula madre diploide (2n) se obtienen cuatro células hijas haploides (n). Se producen dos divisiones celulares consecutivas: meiosis I y meiosis II, además de una interface: antes de comenzar la meiosis el material genético de la célula sufre un proceso de replicación (duplicación del ADN),con lo que cada cromosoma pasa a tener dos cromátidas hermanas(las cromátidas hermanas soncopias exactas entre sí).

Replicación: Cuando una célula se divide, las nuevas células que se forman deben contener la información genética que les permita sintetizar todas las enzimas y el resto de las proteínas necesarias para realizar sus funciones vitales. Ésta es la principal razón por la que el ADN debe replicarse. La replicación del ADN es el proceso según el cual una molécula de ADN de doble hélice da lugar a otras dos moléculas de ADN con la misma secuencia de bases.

Transcripción: La transcripción es la síntesis de ARN tomando como molde el ADN, y significa el paso de la información contenida en el ADN hacia el ARN.Es realizada por las enzimas ARN polimerasas (ARNpol) que utilizan como molde una cadena de ADN. Las ARNpol recorren la cadena de ADN en sentido 3` 5`y añaden los nucleótidos complementarios a los de la cadena de ADN que se transcribe.

Traducción: El ensamblaje de una molécula de proteína de acuerdo con el código de una molécula de ARNm, se conoce como traducción. Se denomina traducción porque comprende el cambio del “lenguaje” de ácidos nucleicos (sucesión de nucleótidos) al “lenguaje” de las proteínas (sucesión de aminoácidos). En el citoplasma, el ARNm se mueve hacia los ribosomas. Para que se pueda sintetizar una molécula de proteína deben llegar los aminoácidos a los ribosomas.

Código genético: Se puede llamar código genético a la correspondencia entre las cuatro bases del ADN, las complementarias del ARN y los 20 aminoácidos que pueden formar las proteínas. En definitiva, dicho código nos indica qué aminoácido le corresponde a cada trío de bases. Gracias a los trabajos realizados en los laboratorios de Ochoa, Nirenberg y Khorana, sabemos que las palabras de ese código son de tres letras, es decir, que un triplete de bases del ADN significa un aminoácido para la célula. (En la práctica, se utilizan como clave los tripletes del ARNm, llamados codones, en los que aparece U en lugar de T). Al tratarse de un “alfabeto” de 4 letras con el que hay que formar al menos 20 palabras distintas, serán necesarias tres letras como mínimo.

Actividad :

1. Te invitamos a que visites el siguiente link donde encontraras juegos y animaciones concernientes al ADN http://www.elmundo.es/especiales/2003/02/salud/genetica/descifrar_la_vida.html
2. Realiza tu modelo de ADN en papel http://www.rcsb.org/pdb/education_discussion/educational_resources/dna-3dmodel-paper.pdf

Enlaces de interés

             http://smcg.ccg.unam.mx/enp-unam/01-IntrodYEvolucion/structfuncDNA.pdf