ADN IDENTIFICACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD INTEGRANTES Aguilar Sánchez Ana Laura Álvarez Plata Ana Sofía Carbajal Aguirre Daniela Velazquez Santana Metzin Federica Villazana Díaz Ashlan Yahir ¿QUÉ ES EL ADN? El ADN, o ácido desoxirribonucleico, es el material que contiene la información hereditaria en los humanos y casi todos los demás organismos. Casi todas las células del cuerpo de una persona tienen el mismo ADN. La mayor parte del ADN se encuentra en el núcleo celular (o ADN nuclear), pero también se puede encontrar una pequeña cantidad de ADN en las mitocondrias (ADN mitocondrial o ADNmt). La información en el ADN se almacena como un código compuesto por cuatro bases químicas, adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). El ADN humano consta de unos 3 mil millones de bases, y más del 99 por ciento de esas bases son iguales en todas las personas. El orden o secuencia de estas bases determina la información disponible para construir y mantener un organismo, similar a la forma en que las letras del alfabeto aparecen en un cierto orden para formar palabras y oraciones. Las bases de ADN se emparejan entre sí, adenina (A) con timina (T) y citosina (C) con guanina (G); para formar unidades llamadas pares de bases. Cada base también está unida a una molécula de azúcar y una molécula de fosfato. Juntos (una base, un azúcar y un fosfato) se llaman nucleótidos. Los nucleótidos están dispuestos en dos hebras largas que forman una espiral llamada doble hélice. La estructura de la doble hélice es algo parecido a una escalera, los pares de bases forman los peldaños de la escalera y las moléculas de azúcar y fosfato son sus pasamanos. Una propiedad importante del ADN es que puede replicarse o hacer copias de sí mismo. Cada hebra de ADN en la doble hélice puede servir como patrón para duplicar la secuencia de bases. Esto es fundamental cuando las células se dividen, porque cada nueva célula necesita tener una copia exacta del ADN presente en la célula antigua. ¿DÓNDE SE ENCUENTRA? Hay que recordar que el ácido desoxirribonucleico, conocido también por las siglas ADN, es un ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos y algunos virus; también es responsable de la transmisión hereditaria. (Wikipedia, 2022) La mayor parte del ADN se encuentra en el interior del núcleo de una célula, donde forma los cromosomas. Los cromosomas contienen proteínas llamadas histonas que se unen al ADN, el ADN tiene dos cadenas que se enroscan y forman un espiral parecido a una escalera de caracol que se llama hélice. Los cuatro componentes básicos del ADN son los nucleótidos: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C). Los nucleótidos se unen entre sí (A con T y G con C) mediante enlaces químicos y forman pares de bases que conectan las dos cadenas de ADN. Los genes son pequeñas piezas de ADN que tienen información genética específica. (Instituto Nacional del Cancer , s.f.) El ADN lo encontraremos en dos lugares dentro de cada célula: en mayor medida, en el núcleo de la célula (concretamente, en los cromosomas) y en una menor medida, en las mitocondrias. De ahí los términos ADN nuclear y ADN mitocondrial, respectivamente. Este ADN se conformará como dos cadenas que contienen información genética, unidas entre sí y enrolladas en forma de hélice. El ADN es un ácido nucleico porque está formado de una serie de moléculas llamadas nucleótidos. Son los nucleótidos los que conforman el ADN en secuencia, dando forma a la hélice del ADN y aportando la mencionada información genética. Dicha información servirá para producir las proteínas, encargadas de crear otras estructuras en la célula, de facilitar reacciones químicas, regular procesos como la división de las células y otras muchísimas funciones. (ampligen, 2020) TIPOS Siendo puristas, no existen los tipos de ADN, ya que es una molécula. Sin embargo, por la forma que puede presentar podríamos encontrarlo en forma circular (bacterias) o lineal en algunos tipos de virus. La forma en que se presenta el ADN puede tener implicaciones serias. Por poner un ejemplo que todos podamos entender: en recientes estudios, se ha comprobado que el ADN circular en células tumorales promueve de una manera más rápida la expresión de oncogenes, siendo más resistentes ante diferentes tratamientos. Además, por la estructura que presenta el ADN también podríamos obtener una clasificación: podría ser monocatenario (formado por una sola hebra) o bicatenario (formado por dos hebras). En este estudio de la estructura, también podemos encontrar diferentes categorías, según su conformación. Por explicarlo de la forma más comprensible posible: podemos distinguir entre 3 tipos de ADN por tener determinadas secuencias que se enrollan algo diferente o fuera de lo normal. Es decir, que en zonas en las que hay muchos pares de bases repetidos, como las bases abultan más unas que otras, pueden afectar a la armonía del giro teórico perfecto. Estos tipos serían: • • • ADN-B: el más común entre los seres vivos. Sigue una estructura regular con la forma de doble hélice mencionada con anterioridad. ADN-A: es propio de condiciones secas, carentes de humedad y con bajas temperaturas. Las proporciones de los surcos varían, presentando una estructura más abierta. ADN-Z: se trata de una doble hélice más fina y larga que las otras dos. (ampligen, 2020) COMPONENTES Estructura del ADN. La mayor parte del ADN se encuentra en el interior del núcleo de una célula, donde forma los cromosomas. Los cromosomas contienen proteínas llamadas histonas que se unen al ADN. El ADN tiene dos cadenas que se enroscan y forman un espiral parecido a una escalera de caracol que se llama hélice. Los cuatro componentes básicos del ADN son los nucleótidos: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C). Los nucleótidos se unen entre sí (A con T y G con C) mediante enlaces químicos y forman pares de bases que conectan las dos cadenas de ADN. Los genes son pequeñas piezas de ADN que tienen información genética específica. Una propiedad importante del ADN es que puede replicarse o hacer copias de sí mismo. Cada hebra de ADN en la doble hélice puede servir como patrón para duplicar la secuencia de bases. Esto es fundamental cuando las células se dividen, porque cada nueva célula necesita tener una copia exacta del ADN presente en la célula antigua. FUNCIONES El ácido desoxirribonucleico, o ADN, codifica la información que las células necesitan para producir proteínas. Un tipo relacionado de ácidos nucleicos, denominado ácido ribonucleico (ARN) se presenta en diferentes formas moleculares que cumplen funciones celulares múltiples, que incluyen la síntesis proteica. ¿Qué función tiene el ADN? Además de su función más evidente, la de proveer la información genética que nos determina, el ADN tiene otras funciones, por ejemplo: Replicación La capacidad de hacer copias de sí mismo permite que la información genética se transfiera de una célula a las células hijas y de generación en generación. Codificación La codificación de las proteínas adecuadas para cada célula se realiza gracias a la información que provee el ADN. Metabolismo celular Intervienen en el control del metabolismo celular mediante la ayuda del ARN y mediante la síntesis de proteínas y hormonas. Mutación Nuestra evolución como especie está determinada por la función de mutación del ADN. También la diversidad biológica responde a esta capacidad. ¿CÓMO SE ORGANIZA LA MOLECULA DE ADN? Las instrucciones que determinan todas las características y funciones de un organismo se encuentran en su material genético: el ADN (ácido desoxirribonucleico). El conocimiento del ADN, su estructura y función, fue determinante para el desarrollo de la biotecnología moderna. La estructura de doble hélice del ADN, que los investigadores James Watson y Francis Crick propusieran en el año 1953 proporcionó respuestas a muchas preguntas que se tenían sobre la herencia. Predijo la autorreplicación del material genético y la idea de que la información genética estaba contenida en la secuencia de las bases que conforman el ADN. Más aún, con el correr de los años y de las investigaciones, se pudo determinar que todos los seres vivos contienen un ADN similar, formado a partir de las mismas unidades: los nucleótidos. Este código genético mediante el cual se “escriben” las instrucciones celulares es común a todos los organismos. Es decir que el ADN de un ser humano puede ser “leído” dentro de una bacteria, y una planta puede interpretar la información genética de otra planta diferente. A esta propiedad de la información genética se la conoce como “universalidad del código genético”. El código genético universal es uno de los conceptos básicos para comprender los procesos de la biotecnología moderna. Por ejemplo, la posibilidad de generar organismos transgénicos, y que las instrucciones del ADN de un organismo puedan determinar nuevas características en organismos totalmente diferentes. ¿QUÉ CIENTIFICOS APORTARÓN AL ADN? El descubrimiento de la estructura del ácido desoxirribonucleico (ADN), ocurrido hace 60 años, es un hito histórico para la ciencia, consideró Antonio Velázquez Arellano, investigador de la Unidad de Genética de la Nutrición del Instituto de Investigaciones Biomédicas (IIBm) de la UNAM y del Instituto Nacional de Pediatría. La biología molecular y nuevas disciplinas científicas como la proteómica, farmacogenómica, nutrigenómica y muchas más, parten de ese hallazgo. En 1953, los científicos Francis Crick, de Gran Bretaña, y James Watson, de Estados Unidos, publicaron la famosa estructura de la doble hélice del ADN, en un artículo de apenas una página, en la revista Nature. “De ahí salió la explicación para entender la reproducción de los seres vivos, la información hereditaria de padres a hijos, de qué manera puede cambiar esa información por mutaciones y dar origen a enfermedades hereditarias, cómo participa en la evolución biológica y por qué todos los seres vivos evolucionamos a partir de un ancestro común”, resumió Velázquez Arellano, médico y doctor en genética humana. En 1962, Watson y Crick recibieron el Premio Nobel de Medicina y Fisiología. Lo compartieron con Maurice Wilkins, científico de Nueva Zelanda, quien con su discípula Rosalind Franklin (que falleció cuatro años antes de la entrega del máximo galardón), aportó muchas de las imágenes sobre las que se basaron para desarrollar la estructura. “Rosalind Franklin, alumna de Wilkins, fue quien tomó las mejores fotos, las que permitieron armar el modelo que Watson y Crick construyeron de una forma original, como un lego o un rompecabezas. En ciencia, a diferencia del arte, el trabajo siempre es colectivo, aunque no lo parezca”, resaltó. Como escalera de caracol Se sabía ya que el ADN tiene tres tipos de componentes: fosfatos, azúcares (desoxirribosa) y cuatro bases nitrogenadas (adenina, timina, citosina y guanina, abreviadas como A, T, C y G), y su hallazgo consistió en encontrarles un acomodo específico, que resultó en lo que postularon. Descubrieron que tiene una estructura semejante a una doble escalera de caracol, o doble helicoidal, donde a ambos lados están los fosfatos y los azúcares, mientras que cada “peldaño de la escalera metafórica” está compuesto de dos de las cuatro bases nitrogenadas, según las reglas de su apareamiento: la A con la T y la G con la C, explicó. DOGMA CENTRAL El «Dogma central de la biología molecular» es un concepto que ilustra los mecanismos de transmisión y expresión de la herencia genética. Propone que existe unidireccionalidad en la expresión de la información contenida en los genes de una célula, es decir, que el ADN es transcrito a ARN mensajero y que éste es traducido a proteína. La síntesis de proteína requiere DNA y RNA, y la replicación del DNA y la producción de RNA requieren proteínas. Esta dependencia mutua crea un problema evolutivo de “el huevo y la gallina”. La vida basada en proteínas habría sido imposible sin DNA o RNA para codificar la secuencia proteínica. Y la vida basada en DNA o RNA habría sido imposible si proteínas enzimáticas para copiar el material genético. Así que, ¿cómo pudo comenzar la vida en primer lugar? Como se discute en este capítulo, el RNA es capaz de funcionar como una enzima en algunos casos, y en realidad la catálisis enzimática por RNA es una parte esencial de los mecanismos para sintetizar proteínas. Aunque la duplicación del DNA progresa por enzimas proteínicas en los organismos actuales, la capacidad del DNA y el RNA para emparejar bases con nucleótidos libres sugiere una situación en la que una secuencia de RNA se formaba en forma espontánea y luego era capaz de replicarse por sí sola, lo que al final da origen a muchas copias autopropagadas de sí mismo. Esto se conoce como la hipótesis del “mundo de RNA”, la cual propone que la vida comenzó como RNA. Aún se desconoce cuál habría sido la apariencia exacta de las moléculas primordiales de RNA autopropagables, pero al menos este escenario particular del origen de la vida es comprobable en forma experimental, ya que es posible sintetizar moléculas de RNA en el laboratorio y evaluar su capacidad para autorreplicarse y realizar otras funciones bioquímicas básicas. Es probable que la vida temprana fuera una combinación de RNA autorreplicable y una membrana simple de algún tipo que pudiera hacer un intercambio selectivo de sustancias químicas con la sopa primordial circundante. A lo largo de este capítulo se explica el papel central del RNA en la biología molecular, lo que quizá sirva como recordatorio de sus orígenes antiguos. BIBLIOGRAFIAS Bibliografía https://www.cancer.gov/espanol/publicaciones/diccionarios/diccionario-cancer/def/adn https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/ADN-acido-Desoxirribonucleico https://medlineplus.gov/spanish/genetica/entender/basica/adn/ https://www.universidadviu.com/int/actualidad/nuestros-expertos/adn-y-arn-conceptodiferencias-y-funciones https://www.significados.com/adn/ http://apuntesbiologiamol.blogspot.com/2014/03/dogmacentraldelabiologiamolecul ar.html ENERO 21, 2020 POR RUBÉN MEGÍA GONZÁLEZ HTTPS://GENOTIPIA.COM/DOGMA-CENTRAL-BM/ El dogma central: de dna a rna a proteína. Iwasa J, & Marshall W(Eds.), (2020). Biología Celular y Molecular. Conceptos y experimentos, 8e. McGraw Hill. https://accessmedicina.mhmedical.com/content.aspx?bookid=2817&sectionid= 249686450
