INGENIERÍA GENÉTICA

La igeniería genética es el conjunto de técnicas que permiten manipular el material genético. Gracias a la ingeniería genética se puede conseguir, entre otras cosas, eliminar genes, introducir otros nuevos, modificar la información de un gen o formar copias de un gen. La manipulación de los genes se realiza en varias etapas:

1. Se localiza el gen que se quiere manipular. Para ello, se debe conocer, previamente, su secuencia de nucleótidos.
2. Se aísla el gen. Para ello, se utilizan las enzimas que cortan el ADN por lugares específicos.
3. Se une el gen a una molécula de ADN transportador, perteneciente a una bacteria o un virus. La unión del gen y del vector se denomina ADN recombinante.
4. Se introduce el ADN recombinante en una célula para que el gen se exprese y se sintetize la proteína correspondiente.

Si se pretende conseguir copias de un gen determinado el porcedimiento es el siguiente:

1. Se separan las dos ebras del ADN que se quiere copiar. Para ello, se debe calentar la muestra.
2. Se sintetiza la hebra complementaria de cada una de las hebras separadas. Para ello, se emplea una enzima ADN polimerosa.
3. Se vuelven a separar las hebras de las doble hélices formadas.
4. El ciclo se repite varias veces hasta conseguir un gran número de copias del ADN inicial.

EL CÓDIGO GENÉTICO

Se denomina código genético a la relación entre la secuencia de bases nitrogenadas del ADN (o del ARNm) y la secuencia de los aminoácidos que constituyen una proteína. Necesariamente, tres bases nitrogenadas consecutivas (triplete) forman cada señal que codifica a una aminoácido. Los tripletes del ADN se denominan codógenos y los tripletes del ARNm reciben el nombre de codones.

• Características del código genético:

1. Un mismo aminoácido puede ser cogificado por más de un codón.
2. Es una secuencia lineal de bases nitrogenadas.
3. No hay separaciones entre los sucesivos codones
4. Es universal, es decir, es el mismo para todos los seres vivos.  

 

TRADUCCIÓN

Traducción del ADN

1. El mensaje copiado en forma de ARN es idéntico al que se encuentra en el ADN (con la salvedad de que posee Uracilo en lugar de Timina).
2. Este ARN es una molécula de cadena sencilla y, al ser más pequeña que el ADN, puede salir del núcleo.
3. El ARNm se situa sobre los ribosomas, orgánulos citoplasmáticos que sintetizan las proteínas.
4. El ARNt tranporta los aminoácidos libres del citoplasma hasta los ribosomas, segun el orden que indica el mensaje del ARNm (en clave de codones).
5. Cada molécula de ARNt es específica para cada aminoácido.
6. Los ribosomas recorren la cadena de ARNm y van uniendo aminoácidos en el orden adecuado, según la secuencia de bases nitrogenadas: el ARNm es leído por los ribosomas que lo traducen en una proteína.
7. Para cada proteína existe un ARNm distinto y, por tanto, un fragmento de ADN distinto con la información necesaria.

TRANSCRIPCIÓN

 La transcripción sirve para tranformar el ADN el ARN, para que este pueda sali de núcleo y hacer la síntesis de una proteína. No se hace una copia exacta del ADN en el ARN si no que se coje un fragmento.

Transcripción del ADN

1. Se abre la doble hélice del ADN.
2. Los nucleótidos complementarios se situan enfrente de una de las dos cadenas (cadena molde).
3. Solamente se copia una de las dos cadenas de ADN.
4. Se obtiene una cadena de ARN con una secuencia de bases complementarias a la del ADN.

EL ARN

El ADN copia su mensaje genético en otra molécula: el ARN (ácido ribonucléico) que sale del núcleo y lleva la información al citoplasma. El ARN se diferencia del ADN enq ue es una cadena sencilla, en que tiene ribos en lugar de desoxirribosa y en que no tiene la base nitrogena timina, sino uracilo (u).
Existen tres clases de ARN:

1. ARN mensajero (ARNm). Es una copia del mensaje genético del ADN, necesario para la síntesis de una proteína.
2. ARN ribosómico (ARNr). Forma parte de los ribosomas, orgánulos donde se unen los aminoácidos para formar las cadenas proteícas.
3. ARN transferente (ARNt). Transporta, hasta los ribosomas, los aminoácidos que van a unirse.

A partir de la información proporcionada por el ADN, la síntesis de proteínas se produce en dos etapas: transcripción y traducción.

LA EXPRESIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

Estructura química de un aminoácido.

Un gen es un segmento de ADN que contiene la información necesaria para la síntesis de una proteína. La consecuencia de la expresión de la información genética es la síntesis de una proteina específica. Las proteínas son moléculas grandes con funciones muy importantes. Entre ellas, se encuentran las enzimas que son proteínas que permiten que se realicen la recciones bioquímicas que se producen en los seres vivos. Como consecuencia de las reacciones enzimáticas, un organismo vivo tiene unas características anatómicas y funcionales propias. Las proteínas están formadas por la union de otras moléculas menores denominadas aminoácidos. Existen 20 aminoácidos distintos, con los que se forman todas las proteínas. Las diferencias entre unas proteínas y otras radican en el número y en el orden en que se unen los aminoácidos que las constituyen.

LA DUPLICACIÓN DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

Cada vez que una célula se divide, las dos células resultantes deben recibir el mismo material genético. Para que eso sea posible, es imprescindible que, previamente, el ADN forme copias de si mismo, es decir, que se replique o se duplique.

Duplicación del ADN

1. La doble hélice del ADN se abre y las dos cadenas que la forman se separan
2. A cada hebra separada de ADN se acoplan unos nucleótidos libres cuyas bases son complementarias a las bases existentes en la hebra.
3. Los nucleótidos que se van uniendo forman las nuevas cadenas.
4. Como resultado final, se obtienen dos copias idéticas del ADN. Cada una de ellas tiene una hebra procedente del ADN inicial y otra nueva que se forma. Esta es la razón por la que se dice que la duplicación del ADN es semiconservativa.

EL ADN, LA MOLÉCULA DE LA HERENCIA

El gen está constitutido por una molecula denominada ADN (ácido desoxirribonucléico). Esta molécula es portadora de la información que dota a una célula y a un organismo de sus características biológicas. El ADN es la molécula biológica fundamental. La molécula de ADN está formada por la unión de muchas moléculas llamadas nucleótidos. Cada nucleótico está constituido por tres moléculas menores: Desoxirribosa, base nitrogenada y ácido fosfórico. Los nucleóticos del ADN se diferencian en el tipo de base nitrogenada. Existen cuatro tipos de base nitrogenadas: Adeina (A), citosina (C), Timina (T) y guanina (G). La unión de nucleótidos dá lufar a una larga cadena en la que se alternan las desoxirribosas y los ácidos fosfóricos. Las bases nitrogenadas quedan colgando de las desoxirribosas. El ADN está constituido por dos cadenas de nucleótidos. La doble cadena tiene forma de doble élice. Las bases nitrogenadas enfrentadas estan unidas y así se unen las dos cadenas de nucleótidos. El ADN se empaqueta dentro del núcleo celular, en un célula humana hay 4 metro de ácido desoxirribonucleico se empaquetan en un espacio nuclear de 5 micras de diámetro. La unión de las bases de ambas cadenas siempre se hace según un patrón: Adenina-Timina y Citosina-GuAñadir leyendaanina. A lo largo del ciclo circular, la cantidad de ADN varia:

Estructura de los nucleótidos

• Fase G1: Sintesis de proteinas y crecimiento celular.
• Fase S: Replicación de ADN y síntesis de histonas.
• Fase G2: Preparación para la division celular.
• Fase de mitosis: division nuclear.
• Citocinesis.