La Información Genética, Moléculas De La Herencia
LA INFORMACION GENETICA: La genética, voz ideada por el inglés W. Bateson en 1906. Esta acepción viene del griego génesis: engendramiento. La genética es el estudio de la herencia, es decir de la transmisión de la información de los caracteres que van de padres a hijos en los cromosomas. Los cromosomas contienen miles de unidades hereditarias, los genes. Gen: es la unidad de la herencia que está en el cromosoma, químicamente corresponde a una secuencia de nucleótidos en una molécula de ADN. Ese grupo de nucleótidos desempeña una función específica. Los genes que ocupan el mismo locus o lugar se llaman alelos, estos pueden ser iguales o diferentes. Por ejemplo, el par de genes que transmiten la estatura pueden llevar ambos el carácter alto AA, o llevar el carácter alto y bajo Aa. Las mayúsculas en este caso indican caracteres que se manifiestan con más regularidad y por esta razón se llaman caracteres dominantes, como sucede generalmente con la estatura, donde el carácter alto se manifiesta como dominante y oculta el carácter bajo llamado recesivo, que en este caso de la altura se representara aa. Doble “a” porque todo carácter es transmitido por dos genes (alelos), uno del padre y otro de la madre. El carácter o rasgo es una característica (altura o color del pelo),transmitido generalmente por un par de genes que ocupan el mismo locus.
Todo organismo tiene el número cromosómico característico de la especie a que pertenece. El mosquito tiene 6 cromosomas por célula, el maíz 20, el girasol 34, el gato 38, el ciruelo 48, el perro 78. El conjunto de caracteres hereditarios o suma total de genes que constituyen el individuo es el genotipo. El conjunto de caracteres hereditarios que se manifiestan en la aparición externa del individuo recibe el nombre de fenotipo.
LAS MOLECULAS DE LA HERENCIA: Los primeros intentos de identificación química del material genético se deben a Friedrich Mieschner, quien, en el siglo pasado, ideo un método para separar los núcleos de las células y comprobó que contenían una sustancia de carácter acido que denomino nucleina y que más tarde fue llamada ácido nucleico. Se comprobó que los cromosomas estaban compuestos de proteínas repetidas y de un ácido nucleico filamentoso muy largo que cambiaba en su composición química. Dado que la teoría cromosómica de la herencia dice que los factores hereditarios se localizan en los cromosomas, era lógico pensar que esta molécula filamentosa, que fue llamada ADN, era la responsable de la herencia de los organismos. Estudios posteriores permitieron conocer los detalles moleculares y funcionales del ADN y de otro ácido nucleico, el ARN.
Clases de ácidos nucleicos: los ácidos nucleicos de la célula son moléculas complejas constituidas por unidades más simples llamadas nucleótidos. Todos los nucleótidos están conformados por tres partes diferentes: una pentosa (azúcar de cinco carbonos), un ácido fosfórico y una base nitrogenada. El ácido fosfórico y la pentosa permanecen iguales en todos los nucleótidos de una misma molécula de ácido nucleicos. Por el contrario, las bases nitrogenadas varían de un nucleótido al otro, con cinco tipos diferentes: adenina (A), guanina (G), citosina (C), Timina (T) y Uracilo (U). Esto es muy importante, ya que las bases nitrogenadas son nuestro abecedario genético. Existen dos clases de ácidos nucleicos, el ácido ribonucleico o ARN y el ácido desoxirribonucleico o ADN. El ARN o ácido ribonucleico, está presente normalmente en el citoplasma. Su pentosa se denomina ribosa, lo cual da origen a su nombre. Presenta cuatro bases nitrogenadas en sus nucleótidos: adenina, guanina, citosina y uracilo, esta última es exclusiva del ARN y no se presenta en el ADN. El ADN o ácido desoxirribonucleico, está presente fundamentalmente en el núcleo donde forma la cromatina. Cuando la célula se divide, el ADN se condensa en los cromosomas. En ambos casos el ADN esta siempre asociado a proteínas. El ácido desoxirribonucleico se diferencia del ácido ribonucleico porque su pentosa, llamada desoxirribosa, carece de un grupo –OH. Sus nucleótidos tienen cuatro tipos de bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y timina, esta última no se presenta en el ARN, en el cual es reemplazada por uracilo. Otra diferencia entre ambos tipos de ácidos nucleicos es que la molécula de ADN consta de dos cadenas largas de nucleótidos enfrentadas, mientras que el ARN está formado por una sola cadena de nucleótidos y es mucho más corta.
ESTRUCTURA DEL ADN: James Watson y Francis Crick, propusieron una estructura en doble hélice para el ADN, con las siguientes características:
El ADN está constituido por dos cadenas complementarias que se encuentran enfrentadas y forman una doble hélice, como si se tratara de una escalera de cuerda enrollada.
El enrollamiento es helicoidal, como una escalera de caracol que mantiene el mismo diámetro y el mismo ancho para todos sus escalones.
Las bases nitrogenadas constituyen los peldaños de la escalera de cuerda.
Las bases nitrogenadas de una cadena son complementarias a las de la otra: la adenina es complementaria de la timina, y la guanina es complementaria de la citosina. Los peldaños estarán siempre conformados por una de las dos parejas posibles A-T o G-C.
Dentro de cada par, las bases establecen llamados puentes de hidrogeno.
REPLICACION DEL ADN: Dado que el resultado de la mitosis y de la primera división meiótica son dos células con la misma cantidad de información genética que la célula madre, la célula madre debe duplicar, o replicar, su ADN antes de dividirse. La replicación se facilita gracias a la estructura de doble hélice que vimos en el apartado anterior. Por ser las dos cadenas complementarias, cada una puede actuar como molde para fabricar la otra. Para replicarse, el ADN solo tiene que desdoblar sus dos filamentos e ir colocando los nucleótidos adecuados,
complementarios a cada una de las cadenas separadas. Esto lo hace gracias a la acción de enzimas específicas para cada función: las helicasas separan las dos cadenas mediante la ruptura de los puentes de hidrogeno; las topoisomerasas hacen girar la molécula a medida que se va replicando; y las ADN-polimerasas y las ADN-ligadas se encarga de colocar el nucleótido correspondiente y unir los nuevos nucleótidos entre ellos.