La estructura del ADN y el mecanismo de la herencia

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Los genes llevan información biológica que debe copiarse con precisión para transmitirla a la siguiente generación cada vez que una célula se divide para formar dos células hijas. Dos preguntas biológicas centrales surgen de estos requisitos: ¿cómo se puede transportar la información para especificar un organismo en forma química y cómo se copia con precisión? El descubrimiento de la estructura de la doble hélice del ADN fue un hito en la biología del siglo XX porque sugirió inmediatamente respuestas a ambas preguntas, resolviendo así el problema de la herencia a nivel molecular.

El ADN codifica información a través del orden, o secuencia, de los nucleótidos a lo largo de cada hebra. Cada base —A, C, T o G— puede considerarse como una letra en un alfabeto de cuatro letras que explica los mensajes biológicos en la estructura química del ADN. Los organismos difieren entre sí porque sus respectivas moléculas de ADN tienen diferentes secuencias de nucleótidos y, en consecuencia, llevan diferentes mensajes biológicos. Pero, ¿cómo se usa el alfabeto de nucleótidos para hacer mensajes, y qué explican?

Se sabía mucho antes de que se determinara la estructura del ADN que los genes contienen las instrucciones para producir proteínas. Por lo tanto, los mensajes de ADN deben codificar de alguna manera las proteínas. Esta relación hace que el problema sea más fácil de entender, debido al carácter químico de las proteínas. Las propiedades de una proteína, que son responsables de su función biológica, están determinadas por su estructura tridimensional, y su estructura está determinada a su vez por la secuencia lineal de los aminoácidos de los que está compuesta. La secuencia lineal de nucleótidos en un gen debe, por lo tanto, deletrear de algún modo la secuencia lineal de aminoácidos en una proteína. La correspondencia exacta entre el alfabeto de nucleótidos de cuatro letras del ADN y el alfabeto de aminoácidos de veinte letras de las proteínas —el código genético— no es obvia a partir de la estructura del ADN, y se tardó una década después del descubrimiento de la doble hélice antes de fue elaborado.

El conjunto completo de información en el ADN de un organismo se llama su genoma, y contiene la información de todas las proteínas que sintetizará el organismo. (El término genoma también se usa para describir el ADN que transporta esta información). La cantidad de información contenida en los genomas es asombrosa: por ejemplo, una célula humana típica contiene 2 metros de ADN. Escrita en el alfabeto de nucleótidos de cuatro letras, la secuencia de nucleótidos de un gen humano muy pequeño ocupa un cuarto de página de texto, mientras que la secuencia completa de nucleótidos en el genoma humano llenaría más de mil lbros del tamaño de este. Además de otra información crítica, contiene las instrucciones para aproximadamente 30.000 proteínas distintas.

En cada división celular, la célula debe copiar su genoma para pasarlo a ambas células hijas. El descubrimiento de la estructura del ADN también reveló el principio que hace posible esta copia: debido a que cada cadena de ADN contiene una secuencia de nucleótidos que es exactamente complementaria a la secuencia de nucleótidos de su cadena asociada, cada cadena puede actuar como una plantilla o molde., para la síntesis de una nueva hebra complementaria. En otras palabras, si designamos las dos cadenas de ADN como S y S ', la cadena S puede servir como plantilla para crear una nueva cadena S', mientras que la cadena S 'puede servir como plantilla para hacer una nueva cadena S. Por lo tanto, la información genética en el ADN se puede copiar con precisión mediante un proceso hermosamente simple en el que la hebra S se separa de la hebra S', y cada hebra separada sirve como plantilla para la producción de una nueva hebra complementaria que es idéntica a la anterior del compañero.

La capacidad de cada hebra de una molécula de ADN para actuar como una plantilla para producir una hebra complementaria permite a una célula copiar, o replicar, sus genes antes de pasarlos a sus descendientes.

Referencias: https://camstanbookspain.blogspot.com/p/enfermedades-geneticas-clasificacion.html