EL ADN, LA MOLÉCULA DE LA HERENCIA

¿Cómo pueden dos padres de ojos color café tener un hijo de ojos azules? Si se aparean dos perros labradores negros, ¿Por qué las crías pueden ser amarillas, cafés o negras?. Las moléculas de ADN portan y transmiten la información hereditaria de todos los seres vivos (características que se transmiten de una generación a otra) en fragmentos específicos llamados genes.
Hace solo 50 años, nadie sabía que el ADN era la molécula de la herencia en todas las formas de la tierra. Aun después de que se descubrió el ADN y que se encontró que era parte de los cromosomas, no se le reconoció de manera inmediata como la molécula que lleva la información genética.
El ADN  o Acido Desoxirribonucleico es una doble hélice, compuesta de sólo cuatro clases de subunidades llamadas nucleótidos, unidas en una larga cadena.  Cada nucleótido está formado por tres partes:

1.        Un grupo Fosfato
2.        Un azúcar de 5 carbonos (desoxirribosa) de ahí el nombre del ADN
3.        Una base Nitrogenada (puede ser: Adenina, Timina, Guanina o Citosina)

Los cuatro nucleótidos diferentes del DNA tienen el mismo fosfato y azúcar, pero se diferencian en su base nitrogenada.

Existen dos tipos de Bases Nitrogenadas:

1. Pirimidinas: que son la Timina que se abrevia con la letra ( T ), y la Citosina que se abrevia con la letra ( C ).

2. Purinas: que son la Adenina (A) y la Guanina ( G ). 

En una cadena simple de ADN, el grupo fosfato de un nucleótido se une al azúcar del otro. Este arreglo forma una cadena larga que consta de un “esqueleto” de azúcares y fosfatos, con bases nitrogenadas que se derivan del esqueleto.

Es muy difícil pensar que tan solo 4 bases nitrogenadas sean suficientes para producir millones de combinaciones diferentes, tantas como para hacer posible que todos los organismos en el universo sean diferentes, pero realmente si es posible que estas 4 bases produzcan miles de proteínas, cada una con cientos de combinaciones diversas de 20 aminoácidos.

REPLICACIÓN Ó DUPLICACIÓN DEL ADN

La replicación es un mecanismo a través del cual, el ADN produce “replicas” o nuevas cadenas de ADN y se lleva a cabo de la siguiente forma:        1. Las dos cadenas de ADN de la doble hélice de un cromosoma padre se desenrollan y se separan.   2. Cada cadena original se utiliza como molde  para la formación de una cadena hija complementaria de ADN. La cadena hija se forma al unir nucleótidos en el orden que dicta la secuencia de nucleótidos de la cadena original. La base de cada nucleótido que se agregue a la cadena hija debe ser complementaria con la original.

Ejemplo: Si en la cadena original el nucleótido tiene una base nitrogenada ADENINA (A), en la cadena hija debe agregarse TIMINA (T) por que son complementarias estas dos. Si la base nitrogenada es GUANINA (G), la base que se debe unir en la cadena hija debe ser CITOSINA (C).

                    ASÍ:      ADENINA   -  TIMINA        A - T
                                GUANINA   -   CITOSINA      G – C

    

3. Por  último, una cadena de ADN original y su cadena hija complementaria recién sintetizada (fabricada) se unen en una doble hélice, mientras que la otra cadena original y su cadena hija complementaria se unen en una segunda hélice doble; de tal manera, que cada hélice doble nueva consta de una cadena de DNA original intacta y de una cadena complementaria recién sintetizada.

Esta replicación o duplicación del ADN se lleva a cabo gracias a la acción de moléculas químicas o proteínas que actúan como catalizadores (sustancias que favorecen los procesos biológicos) denominados ENZIMAS y en 3  fases: Iniciación, Elongación y Finalización.

ENZIMAS  (PROTEÍNAS) QUE PARTICIPAN EN LA REPLICACIÓN DEL ADN:

INICIACIÓN

1.  La primera parte en el proceso de la replicación consiste en que la HELICASA separa las dos cadenas (hebras) de la doble hélice del ADN formando una horquilla de replicación

2.  Luego la TOPOISOMERASA  se encarga de relajar el superenrollamiento que se produce cuando la helicasa desenrolla las hebras. (tal como ocurre cuando se enrolla un cordón o una lana, con frecuencia se hacen “nudos”)

3. Para evitar que  las hebras ya desenrolladas se vuelvan a enrollar, las PROTEÍNAS SSB O DE UNIÓN A ADN las mantienen separadas uniéndose a las cadenas sencillas (las que han sido separadas).

ELONGACIÓN

4.  Luego de esto, la enzima PRIMASA, una enzima de tipo ARN polimerasa comienza a sintetizar (fabricar, producir) cortos fragmentos de ARN (llamados Primers) para que se forme ADN.

5. Las enzimas ADN POLIMERASAS I, II y III, se encargan de alargar los primers (pequeños fragmentos producidos en el proceso), luego de llenar los huecos que van quedando entre estos fragmentos  e ir completando el proceso de replicación.

6. Finalmente aquellos fragmentos de ARN que han quedado discontinuos (fragmentos de Okazaki) son unidos –ligados por la enzima ADN LIGASA.

TERMINACIÓN

7. La replicación de ADN queda lista cuando se han generado dos hebras  más de ADN.

VIDEOS REPLICACIÓN DEL ADN