El cuerpo de los organismos
pluricelulares: Lo constituyen millones de unidades llamadas
células. Las células que forman la flora y la fauna
comunes, incluidos los seres humanos se denominan eucariotas; por
el contrario, las bacterias son clasificadas como procariotas.
Los procariotas cuentan con células de estructura simple y
su ADN ,portador de la información genética, se halla
inmerso en su interior.
En el caso de los eucariotas, en cambio, el ADN se encuentra en el
interior del núcleo, delimitado por una membrana y alcanza
unos dos metros de longitud.
En una célula eucariota, las molécula de ADN se enrollan
de una forma compleja, ayudadas por proteínas accesorias, las
histonas, que forman estructuras con aspectos de bastoncillos llamados
cromosomas.
Watson
El ADN, ácido desoxirribonucleico, y el ARN ácido
ribonucleíco, constituyen los ácidos
nucleicos, es decir macromoléculas que se encuentran dentro
de los cromosomas en el núcleo de las células que forman
el material hereditario de todos los seres vivos.
Con fotografías del ADN el método de difracción
de rayos X, realizadas por Rosalin Franklin con los descubrimientos
de muchos investigadores y en sus propias y brillantes interpretaciones
de los datos disponibles, Watson y Crick crearon un modelo de la estructura
del ADN.
Estos descubrieron que no se trata de un enorme polinucleótido,
sino de una estructura formada por dos cadenas. Los ácidos
nucleicos están asociados a las proteínas y están
formados por: Azúcar que contiene 5 átomos de carbono
Carece de oxígeno por lo que es un azúcar oxidada y
recibe el nombre de Dexosirribosa.
Bases nitrogenadas:
Purinas
Adenina
Guanina
Bases nitrogenadas: Pirimidinas
Citocina
Timina
Molécula de azúcar
Cuando estos compuestos se combinan, forman los nucleótidos
y muchos de ellos forman los polinucleótidos. Estos científicos
encontraron que las bases púricas no podían aparearse
con las bases pirimídinicas ni viceversa.
Evaluación:
Elabora un modelo de ADN utilizando alambre, madera, cable de colores,
marcadores o colores, goma o silicón. Lo puedes hacer utilizando
un modelo para que te guíes; luego llévalo a tu profesor
para que te lo corrija. Sigue adelante con
tu creatividad. Felicitaciones
Los nucleótidos son los iniciadores de la síntesis de
los ácidos nucleicos y éstos son ADN y ARN que son las
bases en la cual se apoya la vida.
La molécula de ADN está formado por cuatro nucleótidos
que son Adenina,Guanina,Citocina y Timina, las cualesse escriben con
la primera letra y en mayúscula, ejemplo Guanina(G),Timina(T).
El ADN está formado por miles de nucleótidos en una
secuencia continu a y que se unen mediante puentes de hidrógeno
que están entre las bases nitrogenadas.
Los nucleótidos están
formados por tres componentes esenciales: un azúcar
(la pentosa), un ácidofosfórico y una base nitrogenada.En
la unión de la citosina con la guanina intervienen tres puentes
de hidrógeno y entre la adenina y la timina intervienen dos
puentes de hidrógeno.
La molécula de ADN es lineal y está constituida por
dos hileras por lo tanto tiene la capacidad de duplicarse, es decir,
forma copias exactas de si misma; para que este proceso ocurra, las
dos bandas se desenrollan y separan;
cada una forma un molde y forma una nueva banda donde los nucleótidos
se alinean siguiendo un orden que está determinado de manera
específica donde la adenina se une con la timina y la citocina
con la guanina.
Cuando los nucleótidos se ordenan, se forma la nueva banda
que debe ser igual a la que le dio origen.
Esta replicación ocurre con exactitud para que la información
genética no se altere, a medida que se va transmitiendo de
generación en generación.
Es conveniente decir que la replicación no siempre es exacta
ya que pueden ocurrir mutaciones que alterarían la información
genética y esto es importante para la evolución.
Autoduplicación Semiconservativa:
Los investigadores Matew, Messelson y Sthal hicieron un experimento
donde utilizaron células cultivadas, su ADN contenía
isotopos radiactivos confirmaron que las moléculas hijas, resultantes
de la duplicación del ADN, contienen una hebra de la doble
hélice madre y otra hebra sintetizada de nuevo durante la duplicación,
por lo tanto, ésta, es semiconservativa, es decir que este
es el principio que permite la reproducción exacta del código
genético.En la doble hélice,las bases nitrogenadas se
halla en el interior de cada cadena enfrentando a las bases de la
cadena complementaria.
Las dos cadenas están conectadas por puentes de hidrógeno
que ligan específicamente la G con la C y la A con la T esta
complementación en el apareamiento es de suma importancia,
ya que la composición en bases de una cadena determina necesariamente
la composición en bases de la otra.
El azúcar y el ácido fosfórico se encuentra en
el lado externo de las cadenas, formando, por decirlo así,
la columna vertebral de la molécula.
Para demostrar esto Messelson y Sthal realizaron varios experimentos
donde utilizaron isótopos radiactivos de nitrógeno,
cloruro de cesio (CsCl), y la bacteria Escherichia coli, luego de
diferentes procedimientos llegaron a la conclusión de que la
molécula de ADN se duplica semiconservativamente
La mayor parte del ADN que poseen los seres vivos se encuentran en
el núcleo de las células, específicamente en
los cromosomas.
Cada cromosoma se compone de una molécula de ADN y muchas moléculas
de proteínas. Los cromosomas se distinguen unos de otros por
su forma y tamaño y por las bandas características que
presentan. El conjunto de los cromosomas de una célula se llama
cariotipo y el conjunto de genes se denomina genoma.
El descubrimiento de la estructura del ADN dio origen a la genética
molecular y estableció que la información genética
está contenida en la secuencia de bases nucleotídicas
de este polímero.
Las Enzimas
de Restricción:
En l970, H.Smith y J. Hopkins, descubren que las bacterias poseen
unas enzimas que limitan la entrada de ADN extraño al interior
de la célula bacteriana y las denominaron enzimas de restricción.
Ellos determinaron que éstas cortan segmentos de las moléculas
de ADN en sitios específicos caracterizados por secuencias
cortas de nucleótidos de 4 ó 6 pares.
estos cortes pueden ser rectos o sesgados; los cortes
sesgados son de gran ayuda para los biólogos moleculares porque
facilitan la inserción de un fragmento de ADN, debido a que
dejan extremos “pegajosos” a los cuales se une la cadena
complementaria del ADN insertado.
El uso de las enzimas de restricción ha permitido el desarrollo
de un campo nuevo de mucho interés científico.
La Ingeniería Genética, que es la que se encarga
de modificar las características hereditarias de un organismo
en un sentido predeterminado mediante la alteración de su
material genético.
Para que se puedan modificar las características hereditarias
de un organismo vivo, la ingeniería genética manipula
directamente el código genético contenido en el ADN.
En este proceso son importantes las enzimas de restricción,
producidas por varias especies bacterianas, éstas son capaces
de reconocer una secuencia determinada de la
cadena de unidades químicas (nucleótidos) que forman
la molécula de ADN, y romperla en dicha localización,
los fragmentos de ADN obtenidos se pueden unir utilizando otras
enzimas llamadas ligasas; lo que quiere decir que, las enzimas de
restricción y las ligasas permiten romper y reunir de nuevo
los fragmentos de ADN.
Actualmente se conocen más de 150 enzimas de restricción,
entre las cuales se pueden mencionar: EcoRI, EcoRII, HpII, HindII,
BamI.
Estas enzimas se suelen elaborar a partir del nombre científico
de la bacteria donde se encuentre, por ejemplo: Eco:
Escherichia coli ; Hp: Hemophilus
parainfluenzae; Hind: Hemophilus
influenzae; Bam: Bacillus amy loliquefaciens.
ADN Recombinante:
La recombinación es un proceso por el que se originan células
o individuos en los que los alelos en los que diferían sus
padres están asociados de diferente manera. Por lo tanto,
la recombinación es, como la mutación, una fuente
de variación genética, aunque con la recombinación
no se crean nuevos alelos, sino que se intercambian alelos entre
moléculas homólogas de ADN.
El uso de las enzimas a permitido a los biólogos moleculares
identificar, aislar, juntar, multiplicar, y expresar genes específicos
del ADN de un organismo, se han desarrollado técnicas que
permiten aislar un gen de la dotación total del ADN de un
organismo insertado en otra molécula de ADN.
La técnica experimental básica para la formación
de ADN recombinante es la clonación
de genes; la cual consiste en cuatro etapas:
A.- Aislamiento del gen
de interés para el investigador: Se extrae el ADN del
organismo en estudio y se corta con una enzima de restricción
específica para obtener el gen a estudiar.
B.-
Construcción de moléculas de ADN recombinante:
El gen en estudio se une a una molécula de ADN de otro origen,
denominada vector de clonamiento y se forma la molécula de
ADN recombinante ,los vectores utilizados son: los virus, bacterias
y plásmidos.
C.- Multiplicación
de las moléculas recombinantes: Las moléculas
de ADN recombinante se introducen en una célula apropiada,
generalmente bacterias, donde los vectores de clonación se
multiplican replicando el gen en estudio introducido en el vector.
D.- Expresión
del gen clonado: El gen clonado se extrae y se une a otra
molécula de ADN conocida como vector de expresión
a los nuevos organismos obtenidos y se les llama transgénicos.
En los estudios del ADN recombinante, los principales instrumentos
son las enzimas restrictivas, las plásmidios y los virus.
Las enzimas restrictivas fueron aisladas al mismo tiempo que se
descubrieron los retrovirus.
Dichas enzimas funcionan a modo de tijeras y permiten cortar el
ADN en regiones precisas. El Plásmido es un pequeño
fragmento circular de ADN localizado afuera del cromosoma de las
bacterias y de algunas levaduras.
Bibliografía utilizada: Tomado de:
Atlas Visuales Océano. (2000). Biología. Grupo Océano
Editorial. España
Baker.J.J.W. Garland.A. (1970).Biología e Investigación
Cientifica. .Fondo Educativo Interamericano..México
Díaz A., Rojas N., Merzon G., Martínez A. (2001) Biología
2000. McGraw Hill Interamericana de Venezuela S.A. Caracas.
Feliú Z. Tineo A. (2002) Biología II año. E.M.D.P.
Ediciones CO - BO. Caracas.
Fried. G.(1990) Biología Schaum. MacGraw-Hill.Interamericana
de México.S.A. México
Moreno. H. (1990) Ciencias Biológicas. Ediciones CO-BO. Caracas.
Morón N., (1996) Ciencias Biológicas Guía de
Laboratorio Cosmos 9. Editorial Excelencia C.A. Caracas.
Puertas.M.J.(1999) Genética. Fundamentos y Perspectivas. Editorial
MacGraw-Hill Interamericana. Segunda edición.España.
Ruíz. A. (1999) Biología 9º grado Editorial Triángulo.
Caracas.
Teixeira J., (2003) Ciencias Biológicas 2. Ciclo Diversificado
Librería Editorial Salesiana S.A, Caracas
Tellez G., Leal J., Bohorquez C.(1995) Biología Aplicada. Editorial
MacGraw-Hill.Latinoamericana S.A.
Bogotá
Watson J.D. Crick F.H. (2003) El ADN. descubrir su estructura. Mundo
Científico Nº 243
