La abreviatura internacionalmente reconocida del término inglés deoxyribonucleic acid (ácido desoxirribonucleico ) es DNA. Se compone de "de-oxy" (sin oxígeno), "ribo" (azúcar tipo ribosa) y "nucleic acid" (ácido nucleico). El término ADN (ácido desoxirribonucleico), que antes se utilizaba en los países de habla alemana, rara vez se emplea hoy en día para evitar confusiones con el Sistema de Nombres de Dominio (también DNS) de Internet.
Descifrar el ADN
La estructura del ADN fue descubierta en 1953 por los biólogos James Watson (*1928) y Francis Crick (1916-2004). Junto con Maurice Wilkins (1916-2004), recibieron el Premio Nobel de Medicina en 1962.
La primera descodificación del ADN humano tuvo lugar entre 1990 y 2003 en el marco del Proyecto Genoma Humano (PGH). Sin embargo, sólo se dispone de una secuencia completa desde 2022, después de que se descodificaran con nuevas tecnologías zonas antes de difícil acceso, como los centrómeros y los telómeros.
Humanos y vides
El ADN de los humanos es un 99% idéntico al de los chimpancés, un 99,9% idéntico al de todos los humanos y alrededor de un 50% idéntico al ADN de las vides (o de todas las plantas). La diferencia entre un chimpancé y un orangután es diez veces mayor que la de un ser humano. Un europeo y un negro africano pueden ser genéticamente más parecidos que dos europeos (por ejemplo, un siciliano y un noruego). El color de la piel es sólo un detalle insignificante.
Por lo tanto, el término "raza", que ya no es relevante en la ciencia, está obsoleto. Esto también se aplica al color de las bayas de las variedades de uva, que no es una característica de la especie. Pinot Noir, Pinot Gris y Pinot Blanc son en realidad una única variedad (véase el apartado Pinot). El hecho de que el ADN de las vides sea medio idéntico al de los seres humanos no es inusual, ya que muchos procesos metabólicos básicos de los seres humanos, los animales y las plantas son idénticos.
Estructura del ADN
El ADN se compone de tres elementos químicos básicos. Éstos son desoxirribosa (un derivado del azúcar ribosa, que consta de cinco átomos de carbono ), ácido fosfórico y cuatro bases orgánicas, que juntos forman el ácido nucleico. Se trata de una molécula en cadena que se encuentra en los núcleos celulares de todos los organismos vegetales, fúngicos y animales, incluido el ser humano. Como portador de información genética, sirve de plano, por así decirlo, para controlar y mantener todos los procesos biológicos de la vida y se hereda de los padres.
Tamaño y lugar de almacenamiento
La longitud del ADN es de algo menos de dos metros. Sin embargo, no es una sola hebra continua, ya que el ADN está dividido en cromosomas individuales, delimitados por claro. Como un ser humano está formado por unos 100 billones de células, la longitud total del ADN que contiene es de unos 150.000 millones de kilómetros. Esto equivale a unas mil veces la distancia de la Tierra al Sol, 150 millones de kilómetros. En cada célula individual, todo el ADN se encuentra en el núcleo celular. En las plantas, el núcleo celular se muestra con el número 5 en el siguiente diagrama.
Doble hélice
Las secciones individuales de ADN están estructuradas en una forma retorcida helicoidalmente, también conocida como doble hélice (hélix = enrollado). Puede visualizarse como una escalera de cuerda extremadamente larga y fina. Esta estructura constituye la base de todos los cromosomas en forma de espiral y muy condensada, en la que se almacena la información genética. El diagrama muestra una sección muy pequeña de una cadena de ADN con relativamente pocos genes.
Pares de bases
Los dos lados o varillas de la escalera (hebras) están formados por moléculas de fosfato y azúcar(desoxirribosa) a las que se unen las cuatro bases adenina, guanina, citosina y timina. Dos bases opuestas se denominan pares de bases. Un par de bases es la unidad más pequeña de información en el ADN. La conexión de los pares es el "peldaño" de la escalera, por lo que sólo hay dos pares diferentes que encajan como una cerradura y una llave: A y T forman un par, y C y G forman el otro. Si las moléculas de una hebra dan como resultado una sección de ADN "TAACGCCCTTA", entonces esto da como resultado la secuencia "ATTGGCGGGAAT" en la hebra opuesta.
La "escalera de ADN" también se conoce como el "alfabeto genético", en el que la secuencia de los pares de bases desempeña un papel importante. El código genético es leído (descodificado) por la célula y las proteínas se construyen a partir de la información que contiene. Las proteínas están formadas por aminoácidos unidos entre sí en una secuencia definida con precisión. Cada una de las proteínas tiene una función específica. La secuencia de pares de bases determina cómo se componen las proteínas y cómo se organiza el organismo en todos sus detalles.
Nucleótidos
Un grupo fosfato y una unidad de azúcar forman la columna vertebral de una molécula (parte de la banda azul). Junto con una base, forman un nucleótido (elipses rojas). Muchos de estos nucleótidos se combinan para formar la macromolécula de ADN. Además de su función de almacenamiento de información, los ácidos nucleicos, considerados las "moléculas clave de la vida", también pueden servir como transmisores de señales o catalizar (iniciar) reacciones bioquímicas.
Genes
Un gen es el término general para designar una pequeña sección de la cadena de ADN. Cada gen es responsable de determinadas funciones en un organismo, ya sea solo (monogénico) o en combinación con otros (poligénico). Son, por ejemplo, el color de los ojos, el grupo sanguíneo o los rasgos de carácter en los seres humanos, así como la formación de las flores, el color de las bayas, la altura de crecimiento, la forma de las hojas o el tiempo de maduración en la vid.
Además de la composición genética, el medio ambiente también desempeña un papel importante en el desarrollo de un organismo. No está claro si influyen más los factores genéticos o los medioambientales. En la mayoría de los casos existe una interacción: a veces predomina uno, a veces el otro, dependiendo del contexto y de la fase de desarrollo.
ARN y ARNm
Un gen contiene la información para la formación de un ARN (ácido ribonucleico) mediante el proceso de transcripción (del latín transcribere = transcribir). En este proceso, un único gen se transcribe a partir del ADN para que la célula pueda trabajar con él. Así se crea un ARNm (ARN mensajero). Se trata de un tipo de copia del gen que puede salir del núcleo celular y viajar hasta la fábrica de proteínas de la célula. Allí se produce una proteína de acuerdo con este modelo. A diferencia del ADN, el ARN no se presenta como una doble hélice, sino como una sola hebra. Contiene el azúcar ribosa en lugar de desoxirribosa y la base uracilo en lugar de timina (bases nucleicas).
La función del ARN es "leer" la información almacenada en el ADN y transportarla a distintos lugares de la célula. Una función esencial del ARN en la célula es la conversión de la información genética en proteínas. Cuando se construye una casa, el plano podría describirse como ADN y los artesanos que trabajan en él como ARN. El ser humano tiene unos 25.500 genes, mientras que la pulga de agua tiene 30.000 y el pez pulmonado de África occidental hasta 40.000. Por tanto, lo importante no es el número de genes, sino su regulación, interconexión e interacciones.
Alelo
Un alelo (variante genética) es el término que designa una variante específica de un gen (pequeño segmento de ADN) que se encuentra en un locus genético (localización) concreto de un cromosoma. Los alelos son responsables de muchas características genéticas, como el color, el crecimiento, la forma de las hojas, el tiempo de maduración o la resistencia a las enfermedades. Muchos de los llamados biomarcadores se basan en estas diferencias alélicas. Los alelos pueden ser idénticos = homocigóticos o diferentes = heterocigóticos. En los organismos diploides, están presentes por pares, ya que cada cromosoma está presente dos veces: uno procedente de la madre y otro del padre (para más información sobre este fenómeno, véanse las dos palabras clave alelos y heterocigosidad).
Célula
La célula es la unidad funcional más pequeña de todos los organismos vivos. Consta de muchas zonas separadas con funciones diferentes. El diagrama muestra la organización interna y...
