EL ADN

El ADN por las siglas de Acido Desoxirribonucleico, es una molécula de gran tamaño que guarda y transmite de generación en generación toda la información necesaria para el desarrollo de todas las funciones biológicas de un organismo. El ADN está formado por la unión paralela de dos cadenas, cada cadena se encuentra conformada por 4 diferentes nucleótidos. Lo que hace que el ADN sea tan variado (por ejemplo de peces, plantas, bichos, humanos etc.) es la posición y la cantidad de estos cuatro nucleótidos a lo largo de las dos cadenas, a esta secuencia se le llama código génico o genético, o bien genoma. El ADN de todos los organismos vivos está formado por solo éstos cuatro nucleótidos.

Su estructura fue dilucidada en 1953 por los científicos Watson y Crick, descubrimiento que años más tarde los haría ganadores del premio Nobel.

Si pudiésemos tomar una cadena de ADN humano y la estiráramos de forma lineal nos daríamos cuenta que el ADN humano tiene una longitud de extremo a extremo de 2 metros, el ADN se enrolla sobre proteínas y se compacta formando los cromosomas.

El ADN de manera global dirige la síntesis de todas las proteínas, se podría decir en términos más sencillos que el ADN es una acumulación de genes (fragmentos de ADN) y cada gen es la clave para la producción de una proteína.

Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno.

El ADN Mitocondrial

El ADN está presente dentro del núcleo de cada célula de nuestro cuerpo. Pero es el ADN de las mitocondrias de la célula el que ha sido usado más comúnmente para construir árboles evolutivos.

El ADN mitcondrial muestra tazas de mutación altas.

Las mitocondrias tienen su propio genoma de alrededor de 16,500 bases, el cual existe fuera del núcleo de las células. Cada genoma contiene 13 genes que codifican proteínas, 22 tARN y 2 rARN.

Grandes cantidades de mitocondrias están presentes en cada célula, lo cual requiere un menor número de muestras.

Tienen una tasa de substitución (mutaciones donde un nucleótido es reemplazado por otro) más alta que el ADN nuclear, lo cual hace más fácil la resolución de diferencias entre individuos cercanamente emparentados.

Ellas se heredan solo de la madre, lo cual permite trazar líneas genéticas directas.

Ellas no se recombinan. El proceso de recombinación en el ADN nuclear (con la excepción del cromosoma Y) mezcla secciones de ADN de la madre y del padre, creando así una historia genética mezclada e ilegible.

Oioooooo

Es el material genético de todos los organismos celulares y casi todos los virus. El ADN lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de proteínas y la replicación. Se llama síntesis de proteínas a la producción de las proteínas que necesita la célula o el virus para realizar sus actividades y desarrollarse. La replicación es el conjunto de reacciones por medio de las cuales el ADN se copia a sí mismo cada vez que una célula o un virus se reproduce y transmite a la descendencia la información de síntesis de proteínas que contiene. En casi todos los organismos celulares el ADN está organizado en forma de cromosomas, situados en el núcleo de la célula.

Estructura

Cada molécula de ADN está constituida por dos cadenas o bandas formadas por un elevado número de compuestos químicos llamados nucleótidos. Estas cadenas forman una especie de escalera retorcida que se llama doble hélice. Cada nucleótido está formado por tres unidades: una molécula de azúcar llamada desoxirribosa, un grupo fosfato y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina (abreviada como A), guanina (G), timina (T) y citosina (C). La molécula de desoxirribosa ocupa el centro del nucleótido y está flanqueada por un grupo fosfato a un lado y una base al otro. El grupo fosfato está a su vez unido a la desoxirribosa del nucleótido adyacente de la cadena. Estas subunidades enlazadas desoxirribosa-fosfato forman los lados de la escalera; las bases están enfrentadas por parejas, mirando hacia el interior, y forman los travesaños.

Los nucleótidos de cada una de las dos cadenas que forman el ADN establecen una asociación específica con los correspondientes de la otra cadena. Debido a la afinidad química entre las bases, los nucleótidos que contienen adenina se acoplan siempre con los que contienen timina, y los que contienen citosina con los que contienen guanina. Las bases complementarias se unen entre sí por enlaces químicos débiles llamados puentes de hidrógeno.

En 1953, el bioquímico estadounidense James Watson y el biofísico británico Francis Crick publicaron la primera descripción de la estructura del ADN. Su modelo adquirió tal importancia para comprender la síntesis proteica, la replicación del ADN y las mutaciones, que los científicos obtuvieron en 1962 el Premio Nobel de Medicina por su trabajo.

Síntesis proteica

El ADN incorpora las instrucciones de producción de proteínas. Una proteína es un compuesto formado por moléculas pequeñas llamadas aminoácidos, que determinan su estructura y función. La secuencia de aminoácidos está a su vez determinada por la secuencia de bases de los nucleótidos del ADN. Cada secuencia de tres bases, llamada triplete, constituye una palabra del código genético o codón, que especifica un aminoácido determinado. Así, el triplete GAC (guanina, adenina, citosina) es el codón correspondiente al aminoácido leucina, mientras que el CAG (citosina, adenina, guanina) corresponde al aminoácido valina. Por tanto, una proteína formada por 100 aminoácidos queda codificada por un segmento de 300 nucleótidos de ADN. De las dos cadenas de polinucleótidos que forman una molécula de ADN, sólo una, llamada paralela, contiene la información necesaria para la producción de una secuencia de aminoácidos determinada. La otra, llamada antiparalela, ayuda a la replicación.

La síntesis proteica comienza con la separación de la molécula de ADN en sus dos hebras. En un proceso llamado transcripción, una parte de la hebra paralela actúa como plantilla para formar una nueva cadena que se llama ARN mensajero o ARNm (véase Ácido ribonucleico). El ARNm sale del núcleo celular y se acopla a los ribosomas, unas estructuras celulares especializadas que actúan como centro de síntesis de proteínas. Los aminoácidos son transportados hasta los ribosomas por otro tipo de ARN llamado de transferencia (ARNt). Se inicia un fenómeno llamado traducción que consiste en el enlace de los aminoácidos en una secuencia determinada por el ARNm para formar una molécula de proteína.

Un gen es una secuencia de nucleótidos de ADN que especifica el orden de aminoácidos de una proteína por medio de una molécula intermediaria de ARNm. La sustitución de un nucleótido de ADN por otro que contiene una base distinta hace que todas las células o virus descendientes contengan esa misma secuencia de bases alterada. Como resultado de la

sustitución, también puede cambiar la secuencia de aminoácidos de la proteína resultante. Esta alteración de una molécula de ADN se llama mutación. Casi todas las mutaciones son resultado de errores durante el proceso de replicación. La exposición de una célula o un virus a las radiaciones o a determinados compuestos químicos aumenta la probabilidad de mutaciones.

Replicación

En casi todos los organismos celulares, la replicación de las moléculas de ADN tiene lugar en el núcleo, justo antes de la división celular. Empieza con la separación de las dos cadenas de polinucleótidos, cada una de las cuales actúa a continuación como plantilla para el montaje de una nueva cadena complementaria. A medida que la cadena original se abre, cada uno de los nucleótidos de las dos cadenas resultantes atrae a otro nucleótido complementario previamente formado por la célula. Los nucleótidos se unen entre sí mediante puentes de hidrógeno para formar los travesaños de una nueva molécula de ADN. A medida que los nucleótidos complementarios van encajando en su lugar, una enzima llamada ADN polimerasa los une enlazando el grupo fosfato de uno con la molécula de azúcar del siguiente, para así construir la hebra lateral de la nueva molécula de ADN. Este proceso continúa hasta que se ha formado una nueva cadena de polinucleótidos a lo largo de la antigua; se reconstruye así un nueva molécula con estructura de doble hélice.

Investigación y aplicaciones

El ADN continúa siendo objeto de estudio, y los resultados de la investigación se aplican a muchas disciplinas. El llamado Proyecto Genoma Humano es un programa de investigación financiado por el gobierno de Estados Unidos para determinar la secuencia de bases de los tres mil millones de pares de nucleótidos que forman el material genético humano. El programa permitirá analizar las mutaciones que causan las enfermedades genéticas y, por tanto, proporcionará la información necesaria para desarrollar medicamentos y tratamientos de tales enfermedades.

La medicina forense utiliza técnicas desarrolladas en el curso de la investigación sobre el ADN para identificar delincuentes. Las muestras de ADN tomadas de semen, piel o sangre en el escenario del crimen se comparan con el ADN del sospechoso; el resultado es una prueba que puede utilizarse ante los tribunales.

La agricultura y la ganadería se valen ahora de técnicas de manipulación de ADN conocidas como ingeniería genética y biotecnología. Las estirpes de plantas cultivadas a las que se han transferido genes pueden rendir cosechas mayores o ser más resistentes a los insectos. También los animales se han sometido a intervenciones de este tipo para obtener razas con mayor producción de leche o de carne o variedades de cerdo más ricas en carne y con menos grasa.

EXTRACCION Un experimento de laboratorio en el que se pueda extraer el DNA (Deoxyribonucleic acid - ADN - Ácido desoxirribonucleico) de las frutas puede ser muy interesante para los alumnos, sobre todo porque este tópico está continuamente en los medios. Los componentes de laboratorio de un curriculum de ciencia apoya la información presentada y estudiada en la clase y refuerza el proceso y las técnicas científicas. Un experimento de extracción del ADN usando frutas invlolucra elementos y equipos disponibles diseñados para hacerlo durante una hora de clase.

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Significado

El ADN (Ácido desoxirribonucleico) está presente en el núcleo de las células de plantas y animales. A través de los artículos en los diarios y la televisión, el público está ampliamente expuesto a las referencias al ADN, al que se nombra en investigaciones científicas y criminalistas para determinar el dibujo genético o las huellas de los organismos vivos. Los estudiantes pueden aprender las funciones del ADN en el proceso de la vida durante la clase de ciencias. Aunque se necesitan instrumentos complejos para extraer y purificar el ADN, los experimentos que se hacen con frutas se pueden hacer en laboratorios colegiales para que se pueda estudiar el proceso por el que se extrae y purifica.

Función

Las frutas contienen células de plantas, que están protegidas por una pared celular. Esta pared se puede destruir físicamente para exponer los contenidos de la célula. Hacer pulpa de la fruta rompiendo las células permite que los contenidos sean expuestos a los agentes para la extracción y separación. Los agentes usados para el experimento de extracción ayudan a extractar el ADN del núcleo y separarlo visiblemente de los otros materiales.

Materiales

Los materiales para la extracción del ADN de la fruta se pueden obtener en una verdulería y en un almacén (como la fruta, bolsas de plástico con cierre, recipientes transparentes, detergente, sal, filtros de café, alcohol y termómetro). Los electrodomésticos y el equipo básico de laboratorio prestan los ambientes necesarios de calor y frío para la extracción

(incluyendo los utensilios y recipientes, agua caliente, cubos de hielo, jarras, jeringas y pipetas y una balanza). La técnica de laboratorio se ve reforzada con el proceso de una medición cuidadosa, y de la dosificación y combinación de agentes y materiales.

Consideraciones

Para optimizar el tiempo de la clase, elige una fruta que pueda ser picada y pisada fácilmente y prepara los cubos de hielo de antemano. Haz que los estudiantes trabajen en pequeños grupos, para que cada uno de ellos tenga el tiempo suficiente para observar y practicar los pasos necesarios del proceso. Los estudiantes deben estar familiarizados con el proceso del laboratorio para que puedan documentar el experimento y las observaciones y hasta citar detalles como tiempos y temperaturas. Los tubos de ensayo y un estante para ellos harán que estabilice el paso final del experimento, cuando los fragmentos del ADN se separan de la precipitación como una capa espumosa. La cantidad y la calidad del ADN extraído (por ejemplo fragmentos cortados vs tiras) dependen de la técnica de laboratorio, así que las variaciones les ayudará a los estudiantes a desarrollar sus propias habilidades.

Beneficios

El experimento de laboratorio para extraer ADN lleva una materia técnica a la práctica y puede inspirar a los chicos de la escuela media a interesarse en la biotecnología y genética. Esta clase de ejercicio reforzará las clases teóricas que han tenido sobre las células, el ADN y la biología molecular. Se puede extender este experimento a subsecuentes sesiones en el laboratorio para observar a través de un microscopio, agregándole a las actividades un tono práctico e intrigante.DE adn jhuygoyuhgbvovyuhftgtgfvytgtkuyhijookpl

Los usos de extracción de ADN

Extracción del ADN de las frutas como proyecto de ciencias

Necesitarás

1 cucharadita de sal Detergente Alcohol etílico LicuadoraLista completa

Instrucciones

1

Usa alcohol etílico.

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Llena una taza con alcohol etílico y colócala en el congelador durante 30 minutos antes de comenzar con el experimento.

2

Remueve la cáscara de la naranja.

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Pela la naranja y córtala en pedazos pequeños.

3

Usa una licuadora de cocina normal para licuar las naranjas.

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Coloca los pedazos de naranja en una licuadora y cúbrelos con agua tibia. Añade una cucharadita de sal, y luego licua todo hasta que se forme un líquido espeso y fácil de servir.

4

Posiciona el filtro de café sobre un tarro de vidrio y vierte la mezcla allí hasta que el tarro se llene hasta la mitad. Remueve el filtro.

5

Usa un detergente común.

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Añade 2 cucharaditas de detergente dentro del tarro y mezcla todo cuidadosamente. Evita formar burbujas.

6

Usa un mondadientes para recoger el ADN.

Comstock/Comstock/Getty Images

Remueve el alcohol frío del congelador y viértelo lentamente en la mezcla de naranja, por el costado del tarro. Puedes usar un gotero para hacerlo. No lo viertas directamente en el medio de la mezcla. Solo usa suficiente alcohol como para formar una capa delgada que esté separada de la mezcla de naranja en la parte superior de la misma. Deja que la mezcla se asiente durante 10 minutos. El ADN se fusionará y formará una tira blanca larga que flotará a la parte superior del alcohol. Usa un mondadientes para recogerla y estudiarla.