¿Qué significa ADN?

El ácido desoxirribonucleico (inglés: ácido desoxirribonucleico, abreviatura: ADN), también conocido como ácido desoxirribonucleico, es una macromolécula biológica que puede formar instrucciones genéticas para guiar el desarrollo biológico y las operaciones de la función vital. La función principal es el almacenamiento de información, que puede compararse con un "plan" o "receta".

Contiene las instrucciones necesarias para construir otros compuestos en la célula, como proteínas y ácidos ribonucleicos. Los segmentos de ADN que codifican proteínas se llaman genes. Otras secuencias de ADN, algunas funcionan directamente como estructuras propias, mientras que otras participan en la regulación de la expresión de la información genética.

El ADN es un polímero de cadena larga cuyas unidades constituyentes se llaman nucleótidos, y los azúcares y fosfatos están conectados mediante enlaces éster para formar su columna vertebral de cadena larga. Cada unidad de azúcar está conectada a una de las cuatro bases. La secuencia de estas bases dispuestas a lo largo de la larga cadena de ADN puede formar el código genético y es la base para la síntesis de secuencias de aminoácidos de proteínas.

El proceso de lectura del código se llama transcripción, en el que se copia una molécula de ácido nucleico llamada ARN basándose en la secuencia del ADN. La mayoría de los ARN transportan información para la síntesis de proteínas y algunos tienen funciones especiales, como el ARN ribosómico, el ARN nuclear pequeño y el ARN interferencial pequeño.

En las células, el ADN se puede organizar en estructuras cromosómicas, y el conjunto completo de cromosomas se denomina colectivamente genoma. Los cromosomas se replican antes de que las células se dividan, un proceso llamado replicación del ADN. Para los eucariotas, como los animales, las plantas y los hongos, los cromosomas se almacenan en el núcleo; para los procariotas, como las bacterias, se almacenan en el nucleoide del citoplasma.

Las proteínas de cromatina en los cromosomas, como las histonas, pueden organizar y comprimir el ADN para ayudar al ADN a interactuar con otras proteínas para regular la transcripción genética.

Información ampliada:

Historia

La primera persona que aisló el ADN fue Friedrich Michel, un médico suizo que en 1869, a partir del pus que quedaba en los vendajes desechados , se encontraron algunas sustancias que sólo se pueden observar con un microscopio. Como estas sustancias se encuentran en el núcleo, Michel las llamó "nucleínas".

En 1919, Phoebus Levine identificó además las bases, los azúcares y las unidades de nucleótidos de fosfato que componen el ADN. Creía que el ADN puede estar compuesto de muchos nucleótidos a través de la conexión del grupo y la serie. . Sin embargo, en el concepto que propuso, la larga cadena de ADN es más corta y las bases están dispuestas repetidamente en un orden fijo. En 1937, William Astbury completó el primer patrón de difracción de rayos X, aclarando la regularidad de la estructura del ADN.

En 1928, Frederick Griffith descubrió a partir del experimento de Griffith que los neumococos de tipo liso pueden transformarse en bacterias de tipo rugoso de la misma especie al convertir cuerpos vivos muertos, lisos y rugosos, mezclados. Este fenómeno se llama "transformación".

Sin embargo, el factor que causa este fenómeno, el ADN, no fue identificado hasta 1943 por Oswald Avery y otros. En 1953, Alfred Hershey y Martha Chase confirmaron la función genética del ADN. Descubrieron en el experimento de Hirsch-Chase que el ADN es el material genético del bacteriófago T2.

2. Aplicación de la tecnología

1. Ingeniería genética

La tecnología del ADN recombinante se utiliza ampliamente en la biología y la bioquímica modernas. al ADN artificial elaborado combinando otras secuencias de ADN. Puede transportarse mediante un plásmido o un vector viral en el formato deseado para transformar el ADN en individuos biológicos. Los organismos que han sido modificados genéticamente se pueden utilizar para producir proteínas recombinantes para investigación médica o cultivo en agricultura.

2. Identificación forense

Los científicos forenses pueden utilizar el ADN de la sangre, el semen, la piel, la saliva o el cabello dejado en la escena del crimen para identificar a los posibles autores.

Este proceso se llama huella genética o perfiles de ADN. Este método de análisis compara la longitud de muchos fragmentos de ADN repetidos en diferentes individuos humanos. Estos fragmentos de ADN incluyen repeticiones cortas en tándem y secuencias de minisatélites. En general, se dice que es la tecnología de identificación criminal más confiable. .

Sin embargo, si la escena del crimen está contaminada por el ADN de varias personas, el asunto se volverá más complicado y difícil de resolver.

3. Historia y Antropología

Dado que el ADN acumula algunas mutaciones hereditarias durante un período de tiempo, la información histórica contenida en él puede transmitirse a través del ADN. La comparación de secuencias de ácidos nucleicos permite a los genetistas comprender la historia evolutiva de un organismo, conocida como línea germinal. Estos estudios son parte de la filogenia y una herramienta útil en biología evolutiva.

Los genetistas de poblaciones pueden conocer la historia de un grupo particular comparando secuencias de ADN dentro de las especies. Las aplicaciones de este método pueden variar desde la genética ecológica hasta la antropología; por ejemplo, se han utilizado pruebas de ADN en un intento de encontrar las diez tribus desaparecidas de Israel.

El ADN también se puede utilizar para investigar las relaciones de parentesco en las familias modernas, como por ejemplo para construir relaciones familiares entre los descendientes de Sally Hemings y Thomas Jefferson. El método de investigación es bastante similar a la investigación criminal antes mencionada. A veces, las investigaciones criminales se resuelven porque el ADN de la escena del crimen coincide con el ADN de los familiares del perpetrador.

4. Bioinformática

La bioinformática ha influido en el uso, la búsqueda y la extracción de datos de secuencias de ADN, y ha desarrollado varios métodos para almacenar y buscar ADN. La tecnología de secuencias de ácidos nucleicos se puede aplicar aún más. a la informática, especialmente a los algoritmos de búsqueda de cadenas, el aprendizaje automático y la teoría de bases de datos [128]. Los algoritmos de búsqueda o alineación de cadenas buscan la aparición de una secuencia única o unas pocas letras de una secuencia más grande o más letras, y pueden desarrollarse para buscar secuencias de nucleótidos específicas.

En otras aplicaciones, como los editores de texto, a menudo se pueden utilizar algoritmos simples para resolver problemas, pero tener solo una pequeña cantidad de secuencias de ADN identificables hace que estos algoritmos funcionen mal. La alineación de secuencias intenta identificar secuencias homólogas y localizar posiciones de mutación específicas que hacen que estas secuencias sean diferentes. Se puede utilizar tecnología de alineación de secuencias múltiples para estudiar las relaciones filogenéticas y las funciones de las proteínas.

Los datos formados por genomas completos contienen grandes cantidades de secuencias de ADN, como las estudiadas por el Proyecto Genoma Humano. Sería difícil mapear cada gen en cada cromosoma y la ubicación del gen que regula.

Las regiones de la secuencia de ADN que tienen características de codificación de proteínas o ARN se pueden identificar mediante algoritmos de reconocimiento de genes, lo que permite a los investigadores predecir los productos genéticos especiales que pueden expresarse en los organismos antes de realizar experimentos.