T5: ADN

El ácido desoxirribonucleico, más conocido como ADN, se encuentra en el núcleo de las células. Es el principal responsable de la vida ya que contiene la información genética usada en el funcionamiento y desarrollos de los seres vivos, contiene la información para la síntesis de proteínas y es el transmisor de la herencia biológica, es decir, es el responsable de nuestras características (pelo moreno o rubio, ojos azules o marrones..etc).

Nuestro cuerpo está formado por unos 75 billones de células. El núcleo de cada célula contiene 46 cromosomas (23 pares) y dos millones de moléculas de ácido desoxirribonucleico.

Los cromosomas están formados por cadenas de ADN que se subdividen, a su vez, en nucleótidos. Estos están formados por un fosfato, un azúcar y una base.

El ácido desoxirribonucleico está formado por dos largas cadenas de fosfato y azúcares. Estas cadenas se unen mediante las bases, que tienen una manera específica para su unión.

Existen cuatro tipos de bases: la citosina (C), la timina (T), la guanina (G) y la adenina (A). (Denominaremos a las bases por su letra inicial). Estas bases siempre se unen A con T, y viceversa, y C con G, y viceversa. Una vez formadas estas cadenas se retuercen dando lugar a la famosa doble espiral.

Como dato curioso decir que el ADN se retuerce tanto que ocupa un pequeñísimo lugar que sería equivalente a 160 km de hilo metidos en un dedal, parece una locura.

Ahora vamos a pasar a contar un poco de historia para saber como se descubrió el ADN y los nombres más relevantes en estos descubrimientos.

Años atrás, los científicos descubrieron que nuestro organismo está compuesto de células y decidieron comenzar a estudiarlas. Observaron que estas estaban formadas por una capa exterior, un núcleo y una sustancia intermedia viscosa a la que denominaron protoplasma, pero no podían observar que era lo que ocurría exactamente en el interior de estas.

El doctor Friedrich Miescher, en el 1888, estudiaba las células en una pequeña ciudad alemana. La tarea de Miescher era estudiar los glóbulos blancos y decidió centrarse en el estudio de su núcleo. Por suerte o por desgracia la pequeña ciudad había estado en guerra hacía poco, por lo que los hospitales estaban llenos de soldados heridos. Miescher pudo aprovecharse de esta situación ya que las heridas producen pus y este pus tiene un gran número de glóbulos blancos necesarios para sus investigaciones. También le fue necesario conseguir pepsina, una sustancia que ayuda a digerir la comida por lo que utilizó estómagos de cerdo para conseguirla. Tras mezclar estas dos sustancias pudo observar el núcleo de los glóbulos aislado. Descubrió que había una molécula extraña en su interior  y tras meses estudiándola pudo observar que estaba formada por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo; este último elemento la hace totalmente diferente del resto de moléculas. Lo que Miescher llamó nucleina, ya que se encontraba en el núcleo, es lo que ahora conocemos como ADN.

Miescher decidió repetir el experimento con células seminales de distintos animales y siempre se encontraba con la misma molécula.

Pero este señor fue un adelantado para su época por lo que su trabajo pasó desapercibido.

No fue hasta finales de la década de los 40 cuando decidieron estudiar la estructura de la molécula del ADN. Por aquel entonces ya se sabía que lo que parecían manchas sin sentido en el interior de las células eran cromosomas, estos trasmitían los genes que estaban hechos de ADN. Así que decidieron estudiar la configuración del ADN para así averiguar como este afectaba al comportamiento de la célula.

El profesor británico Maurice Wilkins había estado trabajando durante la Segunda Guerra Mundial en la estructura de los átomos que había en el interior de la materia. Cuando finalizó la guerra el profesor estaba al frente de una investigación de la estructura de la molécula de ADN y había adquirido modernos aparatos de rayos X que le ayudarían a realizar el trabajo. Gracias a estos rayos podrían averiguar la disposición de los átomos dentro de la molécula.

En las investigaciones Wilkins contaba con la ayuda de Rosalind Franklin una gran experta en rayos X por lo que la institución esperaba ser la primera en hallar la estructura del ADN gracias a ella.

En una cámara especial, llena de hidrógeno para conseguir una mayor nitidez en la imagen, introducían filamentos de ADN a los que exponían a rayos X y la imagen resultante se proyectaba sobre una placa fotográfica. Estas exposiciones podían llegar a durar unas noventa horas, la experta llegó a realizar más de cien fotografías. La foto número 51 (a nuestra izquierda) fue la más nítida de todas. Su clara forma de X era la clave para el descubrimiento de su estructura. Sin embargo no fue Franklin quien descubrió la estructura del ADN. El profesor Wilkins, a espaldas de esta, le cedió la foto número 51 a otros científicos británicos Watson y Crick. Estos hombres, en un momento de inspiración, descubrieron la disposición de los átomos en la molécula del ADN. El 28 de febrero de 1953 Crick anunció el hallazgo que habían realizado.

Como dijimos antes, el ADN está formado por dos largas cadenas unidas por bases; estas bases siempre se unen siguiendo el mismo proceso (A con T y C con G). Sabiendo esto podemos explicar como se replican las células, es decir, como se autoduplican a partir de una sola.

Una pequeña encima se encarga de separar las dos cadenas. Al separar estas cadenas podemos saber cual es exactamente la que debería ser su acompañante ya que solo hay una manera de unir las bases. Otra encima se encarga de unir estas bases con sus correspondientes sin error. Cuando se produce un error hay una mutación en el individuo.

En la imagen podemos observar perfectamente el proceso.

Por último vamos a explicar la importantísima función del ADN, la síntesis de proteínas.

Comenzamos diciendo que una proteína está formada por una cadena de aminoácidos.

El proceso de la síntesis de proteínas se divide en dos fases:

-Transcripción: El ARN polimerasa divide las dos cadenas de ADN. Este ARN pasa a sintetizar al ARN mensajero. En este nuevo ARN sintetizado, lo que antes serían las letras A(adenina) ahora pasa a ser U(uracilo). Durante el proceso de maduración el ARN elimina toda la información innecesaria.

-Traducción: Una vez sintetizada la cadena de ARN mensajero este pasa a un ribosoma. Este ribosoma lee sus bases por tripletes dando lugar a un aminoácido por triplete. A medida que el ARN mensajero avanza por el ribosoma los aminoácidos van formando una cadena. Cuando se llega al triplete de parada la cadena se desprende y da lugar a la proteína.

Si tenemos en cuenta el número de bases y el número de combinaciones posibles entre ellas podemos observar que se pueden sintetizar una gran cantidad de diferentes proteínas.

Parece mentira que algo microscopico como es el ADN de lugar a tantas formas de vida simplemente variando el orden de unas bases.