APLICACIONES DEL ADN EN MEDICINA 1-
¿QUÉ ES EL ADN? ADN significa ácido desoxirribonucleico. El ADN es la molécula que lleva la información genética utilizada por una célula para la creación de proteínas. Contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos. La función principal de las moléculas de ADN es el almacenamiento a largo plazo de la información genética. Muchas veces el ADN es comparado con un plano o una receta, o un código ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes, pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de sta información genética. Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples unidas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar, una base nitrogenada y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando solo la secuencia de sus bases. La disposición secuencial de estas
cuatro bases a lo largo de la cadena es la que codifica la información genética. En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno.
2-
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DEL ADN •
Está formado por cuatro bases nitrogenadas.
•
Azúcares como el ácido desoxirribonucleico.
•
Ácido fosfórico.
•
Las bases nitrogenadas se emparejan de dos en dos: la adenina solo se une a la tinina mientras que la citosina lo hace con la guanina.
•
Cada molécula de ADN está constituida por dos cadenas o bandas.
•
Dos de estas hebras se mantienen unidas por dos puentes hidrógenos de las bases.
•
Estas cadenas forman una especie de escalera retorcida que se llama Hélice.
•
Químicamente el ADN está formado por unas moléculas que son los nucleótidos. Existen cuatro tipos distintos que se van uniendo en larguísimas cadenas.
•
El ADN se organiza en dos hebras paralelas y complementarias. A su vez se enrolla formando una doble hélice.
3-LOCALIZACIÓN DEL ADN EN LA CÉLULA •
El ADN se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y en el citoplasma de las células procariotas.
•
Hay ADN en las mitocondrias y en los cloroplastos en los virus.
•
Se encuentra en células eucariotas y células procariotas.
3.1- CÉLULAS EUCARIOTAS •
Células eucariotas: tienen núcleo que está definido por una membrana. El material genético se encuentra en un compartimento separado. Tienen doble membrana con muchos poros y numerosos orgánulos. Hay dos formas:
ANIMAL: • •
Presentan citoplasma. Tienen tamaño pequeño.
•
Presentan citocentro.
VEGETAL: • •
No tienen núcleo. Presentan vacuolas.
•
Presentan pared celular.
•
Presentan cloroplastos.
3.2-CÉLULAS PROCARIOTAS •
No tienen núcleo, es decir, el material genético está por el citoplasma. Tienen una forma geométrica. No tienen mitocondrias y tienen retículo endoplasmático. No tienen orgánulos definidos.
4-FUNCIONES EN LAS CÉLULAS •
La principal función es la transmisión del material genético.
•
El ADN se expresa mediante:
Traducción Transcripción Replicación
4.1-TRADUCCIÓN. La traducción es el segundo proceso de la síntesis proteica (parte del proceso general de la expresión génica). La traducción ocurre tanto en el citoplasma, donde se encuentran los ribosomas, como también en el retículo endoplasmático rugoso (RER). Los ribosomas están formados por una subunidad pequeña y una grande que rodean al ARN. En la traducción, el ARN mensajero se codifica para producir un polipéptido específico de acuerdo con las reglas especificadas por el código genético. Es el proceso que convierte una secuencia de ARN en una cadena de aminoácidos para formar una proteína. Es necesario que la traducción venga precedido por un proceso de transcripción. El proceso de traducción tiene cuatro fases: activación, iniciación, elongación y terminación (entre todos describen el crecimiento de la cadena de aminoácidos, o polipéptido, que es el producto de la traducción).
4.2- TRANSCRIPCIÓN.
La transcripción del ADN es el primer proceso de la expresión génica, mediante el cual se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia la secuencia de proteínas utilizando diversos ARN como intermediarios. Durante la transcripción genética, las secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante una enzima llamada ARN polimerasa que sintetiza un ARN mensajero que mantiene la información de la secuencia del ADN. De esta manera, la transcripción del ADN también podría llamarse síntesis del ARN mensajero.
4.2-REPLICACIÓN. En casi todos los organismos celulares, la replicación de las moléculas de ADN tiene lugar en el núcleo, justo antes de la división celular. Empieza con la separación de las dos cadenas de polinucleótidos, cada una de las cuales actúa a continuación como plantilla para el montaje de una nueva cadena complementaria. A medida que la cadena original se abre, cada uno de los nucleótidos de las dos cadenas resultantes atrae a otro nucleótido complementario previamente formado por la célula.
5- APLICACIONES DEL ADN EN MEDICINA. Una de las aplicaciones del ADN en medicina es la obtención de proteínas: Una serie de hormonas como la insulina, la hormona del crecimiento, factores de coagulación, etc… tienen un interés médico y comercial muy grande. Antes, la obtención de estas proteínas se realizaba mediante su extracción directa a partir de fluidos o tejido corporales. En la actualidad, gracias a la tecnología del ADN recombinante, se clonan los genes de ciertas proteínas humanas en microorganismos adecuados para su fabricación comercial. Otra de las funciones es la obtención de vacunas: El sistema tradicional de obtención de vacunas a partir de microorganismos patógenos inactivos, puede comportar un riesgo potencial. Muchas vacunas, como la de la hepatitis B, se obtienen actualmente por ingeniería genética. Como la mayoría de los factores antigénicos son proteínas, lo que se hace es clonar el gen de la proteína correspondiente.
El diagnóstico de enfermedades genéticas: Conociendo la secuencia de nucleótidos de un gen responsable de una cierta anomalía, se puede diagnosticar si este gen anómalo está presente en un determinado individuo. En el siguiente dibujo se explica brevemente la base del diagnóstico:
Otra función es la de obtención de anticuerpos: Este proceso abre las puertas para luchar contra enfermedades como el cáncer y diagnosticarlo incluso antes de que aparezcan los primeros síntomas.