El ADN y el ARN son la base de nuestro genoma. Pero, ¿cuánto sabemos sobre ellos? En este artículo estudiaremos en profundidad el ADN. ¿Qué funciones tiene?, ¿existen distintos tipos?, ¿qué es exactamente?, ¿qué diferencias hay con el ARN? A lo largo del artículo iremos explicando y dando forma a cada una de estas preguntas.
¿Qué es el ADN?
El ADN es una molécula cuya misión es almacenar toda la información necesaria (información genética codificada) para que un organismo funcione. Tanto el ADN como el ARN son el conjunto de “instrucciones” genéticas que se encuentran en una célula. Son los ácidos nucleicos que conforman la base de nuestro genoma.
En este sentido, el ADN (siglas de Ácido Desoxirribonucleico) contiene la información genética, mientras que el ARN (Ácido Ribonucleico) es el que permite que las células comprendan esta información dando lugar a las proteínas, imprescindibles para el funcionamiento de todos los tejidos y órganos del cuerpo.
El ADN, al contener las instrucciones de funcionamiento para las células del organismo, determina aspectos como el tipo de enfermedades hereditarias que podemos sufrir, de qué color son nuestros ojos, cómo nos crece el pelo, etc.
Por ello, cada organismo vivo tiene un ADN único que lo diferencia del resto de organismos de su especie. Excepto en el caso de los gemelos univitelinos que, al surgir de un mismo óvulo y espermatozoide, tienen exactamente el mismo ADN.
Se estima que en todo el cuerpo humano hay más de 4.800 millones de kilómetros de ADN.
¿Cuándo se descubrió el ADN?
El ADN fue descubierto, junto al ARN, a finales del siglo XIX por Johan Friedrich Miescher (1844-1895), un médico suizo que, trabajando con leucocitos y espermatozoides del salmón, aisló del núcleo de distintas células una sustancia ácida y rica en carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
A esta sustancia inicialmente la llamó Nucleína (por encontrarse en el núcleo), y se ha convertido ya en el primer ácido nucleico estudiado.
¿Cómo es su estructura?
El ADN, al igual que el ARN, es una molécula que se compone de pequeñas sucesiones de nucleótidos unidas por enlaces fosfodiéster.
Cada molécula de ácido nucleico (ADN o ARN) se compone a su vez de la repetición de un tipo de nucleótidos, compuestos cada uno por:
- Una pentosa (azúcar): un monosacárido de cinco carbonos que puede ser desoxirribosa o ribosa.
- Una base nitrogenada: puede ser adenina (A), guanina (G), timina (T), citosina (C) y uracilo (U).
- Un grupo fosfato: deriva del ácido fosfórico.
En el caso del ADN la estructura sería una doble cadena espiral de nucleótidos:
- Una de las cuatro bases nitrogenadas: adenina, guanina, citosina y timina.
- Una cadena de desoxirribosa (a diferencia del ARN que es ribosa).
- Un fosfato.
Además, la composición estructural de cada molécula se da en forma de doble hélice en el caso del ADN y tiene un mayor peso molecular en comparación con el ARN.
¿Dónde se encuentra el ADN?
El ADN se encuentra, en el caso de los organismos llamados eucariotas, dentro de la célula en un área denominada núcleo celular.
Los organismos tienen muchas moléculas de ADN por célula, por ello cada molécula de ADN debe estar “empaquetada” en forma de cromosoma, una estructura en forma de X alargada. En cada cromosoma se encuentran un número determinado de genes (cientos o miles) y varía según la especie.
En el caso de los seres humanos, nuestras células tienen 23 pares de cromosomas (en total son 46 cromosomas, la mitad heredados del padre y la otra mitad, de la madre).
En este sentido, el genoma es el conjunto de genes que contienen todos los cromosomas de una célula. O lo que es lo mismo, la secuencia de ADN de un ser vivo.
Por otra parte, además del ADN ubicado en el núcleo, los organismos complejos como el ser humano tienen una pequeña cantidad de ADN en otras estructuras celulares adicionales conocidas como mitocondrias. Las mitocondrias generan la energía que la célula necesita para funcionar correctamente.
¿Qué funciones tiene el ADN?
La función principal del ADN es guardar el código que determina todas las características y el funcionamiento de un individuo, pero también tienen otras funciones fundamentales:
Replicación
Gracias a su capacidad de hacer copias de sí mismo es posible que la información genética se transfiera de una célula a las células hijas y de generación en generación.
Codificación
El ADN es el transmisor de la herencia genética ya que la codificación de las proteínas adecuadas para cada célula se realiza gracias a la información que provee el ADN.
Metabolismo celular
El ADN interviene en el control del metabolismo celular con la ayuda del ARN y mediante la síntesis de proteínas y hormonas.
Mutación
Gracias a su capacidad de mutación podemos evolucionar como especie.
Aplicaciones de la genética en la salud
Por todos es conocida la importancia de la investigación en medicina para descubrir avances que mejoren nuestra calidad de vida y nos permitan prevenir ciertas enfermedades.
En este sentido, el estudio y aplicación de la genética es fundamental para:
Detección de enfermedades
Gracias al análisis del ADN es posible conocer la causa genética de más de 3000 enfermedades. Un número que aumenta día a día convirtiéndose en una herramienta fundamental muchas veces a la hora de confirmar un diagnóstico clínico basado en los síntomas.
Este tipo de diagnóstico es además posible realizarlo tanto en adultos como en niños y resulta fundamental en el diagnóstico prenatal en algunos casos.
Prevención
El análisis del ADN hace posible prevenir en muchas ocasiones enfermedades o dolencias de causa genética, adelantándose incluso a la aparición de síntomas.
Investigación de fármacos
El análisis genético resulta de mucha utilidad tanto en el desarrollo de fármacos como en la estimación de su efectividad en algunas enfermedades.
Vacunas
Tanto el ADN como el ARN están cobrando cada vez más importancia en la creación de vacunas. Algunos ejemplos son la vacuna de la hepatitis B, que se produce en células de levadura, o la vacuna para el virus del papiloma humano.
Texto revisado por la Doctora Pilar Arca Miguélez, Responsable Científica de Ampligen
