Apuntes de Biología - Tema 2: Ácidos Nucleicos

Los Ácidos Nucleicos y el ADN

Tu ADN es como el disco duro de tu móvil, pero infinitamente más sofisticado. Esta molécula guarda toda la información genética que te hace único y puede copiarse perfectamente cada vez que tus células se dividen.

El ADN se encuentra en diferentes lugares según el tipo de célula. En las células humanas (eucariotas), está principalmente en el núcleo formando los cromosomas, pero también hay ADN en las mitocondrias. Las bacterias lo tienen suelto en el citoplasma, y los virus pueden tener ADN o ARN.

Cada nucleótido del ADN tiene tres partes: un fosfato, una desoxirribosa (azúcar) y una de cuatro bases nitrogenadas (A, T, G, C). Los nucleótidos se conectan mediante enlaces fosfodiéster, creando largas cadenas. Lo que hace especial a cada trozo de ADN es el orden de estas bases, que funciona como un código secreto.

¡Dato curioso! Si desenrollaras todo el ADN de una sola célula humana, mediría aproximadamente 2 metros de largo.

La famosa doble hélice descubierta por Watson y Crick en 1953 tiene una estructura perfecta: dos cadenas enrolladas en direcciones opuestas donde las bases se emparejan siempre igual (A con T, G con C) y se mantienen unidas por puentes de hidrógeno.

El ARN y la Replicación del ADN

El ARN es el hermano menor del ADN, pero igual de importante. A diferencia del ADN, tiene ribosa como azúcar y uracilo (U) en lugar de timina. Normalmente es una sola cadena y hay tres tipos clave: ARNr (forma los ribosomas), ARNm (lleva mensajes) y ARNt (transporta aminoácidos).

La replicación del ADN ocurre justo antes de que una célula se divida. Es un proceso increíblemente preciso donde cada cadena sirve de molde para crear su pareja complementaria. Imagínate una cremallera que se abre: cada lado sirve de plantilla para reconstruir el lado que falta.

El proceso comienza cuando se rompen los puentes de hidrógeno y se forma la burbuja de replicación. Enzimas especializadas van añadiendo nucleótidos uno por uno siguiendo las reglas de complementariedad. El resultado son dos moléculas idénticas de ADN.

Importante: La replicación es semiconservativa, lo que significa que cada nueva molécula de ADN conserva una cadena original y tiene una cadena nueva.

Existen enzimas de reparación que corrigen errores como editores de texto súper eficientes. Cuando fallan, aparecen las mutaciones, que pueden ser el inicio de cambios evolutivos o problemas de salud.

Del ADN a las Proteínas

Aquí viene la parte más fascinante: cómo tu ADN se convierte en las proteínas que realmente hacen funcionar tu cuerpo. Un gen es básicamente una receta específica en tu ADN para crear una proteína particular. Como descubrieron Beadle y Tatum, cada gen tiene la información para una proteína específica.

Las proteínas son cadenas formadas por aminoácidos (hay 20 tipos diferentes). Su función depende completamente del orden de estos aminoácidos, igual que las palabras cambian de significado según el orden de las letras.

El dogma central de la biología molecular explica cómo fluye la información: ADN → ARN → Proteína. Este proceso tiene dos pasos fundamentales que debes dominar.

La transcripción ocurre en el núcleo, donde se crea una copia de ARNm usando una cadena de ADN como molde. Es como hacer una fotocopia, pero cambiando las T por U. La enzima ARN polimerasa se encarga de este trabajo.

Truco de memoria: En la transcripción, A se empareja con U (no con T como en el ADN).

La traducción sucede en los ribosomas del citoplasma. El ARNm se lee en grupos de tres nucleótidos llamados codones. Cada codón especifica un aminoácido concreto. El ARNt actúa como traductor, trayendo el aminoácido correcto para cada codón.

Código Genético y Mutaciones

El código genético es universal: funciona igual en bacterias, plantas y humanos. Como hay 64 codones posibles (4³) pero solo 20 aminoácidos, varios codones pueden codificar para el mismo aminoácido. Esto es genial porque protege contra mutaciones menores.

Algunos codones tienen funciones especiales: AUG marca el inicio de la traducción (y codifica metionina), mientras que UAA, UAG y UGA son señales de STOP que terminan la síntesis de proteínas.

Las mutaciones son cambios en el material genético que pueden ocurrir por errores naturales o factores externos. No todas son malas: algunas son neutras, otras beneficiosas (¡gracias evolución!) y algunas perjudiciales.

Según dónde ocurran, pueden ser somáticas (no se heredan, solo afectan al individuo) o heredables (se transmiten a la descendencia through gametos). Las mutaciones génicas cambian nucleótidos individuales, mientras que las cromosómicas afectan segmentos más grandes.

Dato interesante: Las mutaciones espontáneas ocurren naturalmente durante la replicación, mientras que las inducidas son causadas por radiación, químicos o virus.

Las mutaciones son la materia prima de la evolución. Sin ellas, todos los seres vivos serían idénticos y no habría diversidad biológica. Tu capacidad para digerir lactosa, por ejemplo, surgió de una mutación beneficiosa hace miles de años.