La molécula de la vida

Mendel murió en 1884, sin darse cuenta que él iba a convertirse en el “Padre de la Genética”. Muchos científicos desde él han añadido al conocimiento que Mendel nos dio acerca de esta importante ciencia.

Indudablemente la genética fue avanzada enormemente por el descubrimiento, en 1953, del código químico que provee las instrucciones genéticas. Fue en ese año que James Watson y Francis Crick publicaron su obra monumental acerca de la estructura espiral de la molécula del ADN. En 1962, ellos fueron premiados con el Premio Nobel en medicina y fisiología por su logro al resolver la estructura del ADN. Thaxton, Bradly y Olsen en su libro The Mistery of Life’s Origin remarcaron: “De acuerdo a su modelo ahora famoso, la información hereditaria es transmitida de una generación a la próxima por medio de un código residente en la secuencia especifica de ciertos constituyentes de la molécula de ADN… El avance de Crick y Watson fue el descubrimiento a la llave específica de la diversidad de la vida. Esta fue la arquitectura extraordinariamente compleja aunque ordenada de la molécula del ADN. Ellos han descubierto que existe de hecho un código grabado en esta espiral de vida, trayendo un avance mayor a nuestro entendimiento de la estructura remarcable de la vida” Dicho avance está manchado por la invisibilización y manipulación de Rosalind Franklin, una csristalógrafa que fue la verdadera autora del modelo de ADN.

El ADN o Ácido Desoxirribonucleico que se encuentra en el núcleo celular, y que puede ser visualizado en los cromosomas de la célula. Cada célula presenta un conjunto de cromosomas que forman el genoma de un ser vivo, y éstos cromosomas pueden ser estudiados a través de un cariotipo. En los cromosomas encontramos los genes, pequeños segmentos de ADN que codifican una característica.

BASES QUÍMICAS DEL MATERIAL HEREDITARIO.

Durante muchos años se trabajó mucho para conocer los mecanismos de herencia de caracteres en los seres vivos.

En 1869 Friedrich Miescher aisló una sustancia de los glóbulos blancos y la llamó nucleína o ácido nucleico, y posteriormente ADN o Ácido Desoxirribonucleico. Durante 1914 Robert Feulgen descubrió probando con colorantes que el ADN se encontraba en todas las células vivas. En 1920, P.A. Levene encontró que el ADN está compuesto por bases nitrogenadas y las nombró: TIMINA, GUANINA, ADENINA y CITOSINA., aparte de identificar un glúcido de 5 carbonos llamado desoxirribosa y un grupo fosfato. En 1943 un grupo de tres científicos logró descubrir que el ADN es la molécula que transmite la información entre los seres vivos.

Más adelante, en 1952,  Erwin Chargaff y sus colaboradores analizaron la composición de bases nitrogenadas en diferentes especies y elaboraron los siguientes postulados:

1. Las muestras de ADN de diferentes tejidos dentro de una misma especie tiene la misma composición de bases nitrogenadas.

2. La composición de bases del ADN varía de una especie a otra.

3. La composición de ADN de un ser vivo no varía con la edad ni los efectos ambientales.

4. En cualquier especie el nº de Guaninas es igual al de Citocinas y el de Timinas al de Adeninas.

Por fin, en 1953 se logró establecer el modelo de doble hélice del ADN. El  modelo  muestra al ADN como dos cadenas helicoidales enrolladas en torno a un eje imaginario, similar a una escalera de caracol, dando un orden a las bases, pentosas y grupos fosfatos.

Todo material genético para ser tal debe:

• Contener información para controlar la síntesis de enzimas y demás proteínas.

• Autocopiarse con fidelidad y con cierto nivel de mutación.

• Estar localizado en los cromosomas en los genes.

• Estar formado por nucleótidos.

Según el modelo de la doble hélice, las dos cadenas se encuentran arrolladas helicoidalmente alrededor de un mismo eje, con las bases orientadas hacia el interior de la hélice y perpendicularmente al eje. Ambas hebras permanecen unidas entre si por puentes de hidrógeno.

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

Cada ser vivo sobre la tierra contiene una serie de instrucciones genéticas, su ADN, formando lo que llamamos GENOTIPO que será determinante de las condiciones y características biológicas de ese ser vivo. Todas aquellas observables, que se manifiestan a partir de la síntesis de proteínas conforman el FENOTIPO el cuál también es influenciado por el ambiente.

Durante la expresión de los genes la información de ADN se transcribe en ARN que sale del núcleo celular (llamado ARN mensajero) y luego cada tres bases de nucleótidos se cifrará un codón que codifica para un AA de los 20 habituales, en el código genético.

El ARNm entonces llega al ribosoma donde se traduce con el ARN ribosómico (que forma el ribosoma) el ARN de transferencia une los AA de acuerdo a los tripletes que lee. Si se produce un cambio en la lectura del ADN se generará una mutación y pueden ser por sustitución – puede ser favorable, desfavorable o silenciosa de acuerdo al AA que caiga y a la redundancia del código, por inserción – se agrega una base y por delección – se pierde una base.

La secuencia de bases del ADN contiene la información genética para síntesis de proteínas. A partir del ADN se sintetizan moléculas complementarias de ARN en el proceso denominado transcripción. El mensaje genético es descifrado en los ribosomas, donde el ARN dirige la secuencia específica de aminoácidos (AA) durante la síntesis de proteínas.

Estas proteínas luego controlan el crecimiento y la actividad de la célula que, a su vez, controla el crecimiento y actividad del organismo completo. O sea que sin ADN no existirían las proteínas, y sin proteínas no existiría la vida.

El código genético tiene una serie de características:

• Cada triplete significa uno y solo un aminoácido, por lo tanto no es ambiguo.

• Es universal ya que lo utilizan casi todos los seres vivos existentes, a excepción de algunas bacterias en determinados tripletes.

• Todos los tripletes tienen sentido, o bien codifican un AA o bien una señal de lectura.

• Está degenerado ya que existen varios tripletes que codifican el mismo AA disminuyendo las mutaciones. Esos codones se llaman sinónimos.

• Los codones no se solapan o se superponen, cada uno tiene sus tres bases nitrogenadas.

• Es unidireccional: los tripletes solo se leen 5´-3´.

DUPLICACIÓN DEL ADN

La única molécula química que puede copiar a si misma es el ADN. Se autoduplica.

Cuando el ADN se duplica la doble hélice se abre y se genera una copia idéntica de la anterior, dando lugar a una doble hélice idéntica a la anterior. Si  una de las bases cambia puede generarse una mutación. La duplicación de ADN es semiconservativa: una hebra madre más una hebra hija se mantienen juntas en cada par (eso asegura que se mantengan las características).  El resultado es una nueva molécula de ADN igual a la anterior.

La estructura de la doble hélice constituye la base para la transmisión inalterable de los genes a través de millones de generaciones de células, ya que las cadenas de ADN tienen la propiedad de autoduplicarse para formar moléculas hijas idénticas.