Tema 5

1. ADN y cromosomas

Escribe un artículo en el que quede claro qué es el ADN, cuál es su función en las células y cómo es su estructura.
Te puede ayudar, además de tu libro de texto, el siguiente material:
Infografía: ¿Qué es el ADN? (sólo la primera parte)
Genética básica
La doble hélice

Bien, como el propio ejercicio lo dice, en este artículo voy a escribir para que quede claro qué es el ADN, cuál es su función en las células y cómo es su estructura, pero además, también explicaré un poco sobre la historia del ADN, quiénes lo descubrieron y cómo se desarrolló.

Todos hemos escuchado sobre el ADN un montón de veces pero, ¿qué es el ADN?
Ácido desoxirribonucleico. El ADN es la molécula que lleva la información genética utilizada por una célula para la creación de proteínas (macromoléculas que constituyen el principal nutriente para la formación de los músculos del cuerpo). Contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos. La función principal de las moléculas de ADN es el almacenamiento a largo plazo de la información genética.

Dicho esto, empecemos desde el principio.

Johan Friedrich Miescher (1844-1895).
En 1869, Miescher era estudiante de medicina y en el laboratorio de Hoppe-Seyler, su maestro, comenzó a analizar los restos de pus de los desechos quirúrgicos, aislando los núcleos de los glóbulos blancos y extrayendo una sustancia ácida y cargada de fósforo a la que denominó "nucleína" (hoy sabemos que son los ácidos nucleicos). Y así preparó el camino para su identificación como los portadores de la información hereditaria, el ADN.
Su descubrimiento se publicó en 1871.

Bueno, ya se sabía algo sobre el ADN pero, ¿cómo era exactamente? ¿qué estructura tenía?

La doble hélice del ADN.
A mediados del siglo XX, el físico Maurice Wilkins y la química y cristalógrafa Rosalind Franlkin se pusieron a trabajar sobre la estructura del ADN mediante la difracción de rayos X. No obstante, estas dos personas mantuvieron una relación compleja y difícil, por lo que llegaron a trabajar prácticamente por separado. Un día, Wilkins pasaba por el lugar de trabajo de Franklin y casualmente encontró una imagen que sería la clave para el descubrimiento. El hombre se alegró mucho y la cogió sin el permiso de su compañera. Esta imagen se llamaba "fotografía 51".
A continuación, Maurice Wilkins mostró la fotografía 51 a James D. Watson y, con la participación de Francis Crick, se convirtió en la prueba decisiva que llevó a la confirmación de la estructura doble helicoidal del ADN que había sido postulada a lo largo de 1953 en una serie de cinco artículos publicados en la revista "Nature".
De ahí que Wilkins, Watson y Crick recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1962. Rosalind Franlkin murió en 1958 y no vivió lo suficiente desgraciadamente.

Rosalind Franlkin (1920-1958).

Maurice Wikins (1916-2004).

James D. Watson (izquierda, 86 años) y Francis Crick (derecha, 1916-2004).

Fotografía 51.

Una vez sabido esto, pasamos a Severo Ochoa, un científico español que aportó mucho a la comprensión de la secuencia del ADN.
En 1955, Severo Ochoa logró aislar a partir de bacterias una enzima especial: si se añadía a un tubo de ensayo en el que había nucleótidos de ARN, los unía entre sí y formaba largas cadenas de ARN. Por eso la llamó ARN polinucleótido fosforilasa (enzima que es capaz de unir nucleótidos de ARN).
Después, se le ocurrió lo siguiente:
Añadió la enzima a un tubo de ensayo en el que había nucleótidos de ARN, pero sólo de Adenina. Comprobó que tras actuar la enzima se había formado una larga cadena de ARN formada sólo por un tipo de nucleótidos (de Adenina).
La secuencia de la cadena era: AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA...
Por eso, denominó a estas cadenas ARN Poli-A.
Repitiendo el experimento con otros nucleótidos obtuvo:
Con nucleótidos de Citosina: Poli-C (CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC...)
Con nucleótidos de Guanina: Poli-G (GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG...)
Con nucleótidos de Uracilo: Poli-U (UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU...)
En 1959, Severo Ochoa recibió el Premio Nobel de Medicina o Fisiología.

Severo Ochoa (1905-1993).

Por otra parte, como ahora el científico español estaba ocupado dando conferencias y haciendo viajes no tenía tiempo para seguir con su avance. Por eso, personas como Ghabind Khorana y Marshall Nirenberg introdujeron un Poli-U en un tubo de ensayo junto con todos los componentes necesarios para producir una proteína, y comprobaron que se producía una proteína a partir de ese ARN Poli-U. Lo que tenía de especial esa proteína era que estaba formada por la repetición de moléculas de un único aminoácido: la fenilalanina.
CONCLUSIÓN: como ya se sabía que cada tres bases del ARN (triplete o codón) determinaban la unión al ribosoma de un aminoácido, el aminoácido fenilalanina estaba codificado por el triplete UUU.

Har Gobind Khorana (1922-2011).

Marshall Nirenberg (1927-2010).
Por tanto, se había descubierto la primera clave del código genético.

Hoy en día, el ADN tiene una gran utilidad para el mundo. Gracias al proyecto genoma humano hemos podido determinar la secuencia de pares de bases químicas que componen el ADN e identificar y cartografiar los aproximadamente 20.000-25.000 genes del genoma humano desde un punto de vista físico y funcional.
Una vez que comprendemos y dominamos el ADN, podemos usarlo a nuestro favor para prevenir o curar enfermedades genéticas de todo tipo, desde la incapacidad para la adecuada coagulación de la sangre (enfermedad de Von Willebrand), hasta un síndrome severo que se pueda evitar preferentemente.
Y no sólo eso, sino también podemos evitar los cánceres en las personas, como por ejemplo, la primera niña española que ha nacido libre de cáncer de mama, porque se le quitó el gen que, afectado, producía esa enfermedad.
Todavía hay más, sabiendo manipular el ADN, no nos limitamos en usos medicinales, sino además en los económicos y comerciales, como los alimentos transgénicos, aquellos que incluyen en su composición algún ingrediente procedente de un organismo al que se le ha incorporado, mediante técnicas genéticas, un gen de otra especie.
Gracias a los alimentos transgénicos, el alimento o el producto puede desarrollarse mucho antes, mantener un aspecto mucho más estético, que se mantenga en mejores condiciones, que sea más barato producirlo, que tenga un sabor particular, etc...

Para completar, cabe añadir que, con esto de la transgénesis (proceso de transferir genes en un organismo) como por ejemplo producir conejos con bioluminiscencia a partir de un gen de una medusa, además, sabiendo manipular el ADN podemos manejar ciertos genes sin necesidad de recurrir a la transgénesis, por ejemplo, los pollos que crecen sin plumas. ¿Cómo se ha conseguido? Pues fácil, simplemente se le ha quitado al cigoto el gen que hace crecer plumas por su cuerpo y listo. Este ejemplo hace referencia al muy acelerado metabolismo que tienen las gallinas, por lo que generan calor y necesitan quitarse ese "abrigo" de plumas.