Àcids Nucleics: ADN, Replicació i Expressió Genètica
Àcids Nucleics
Els àcids nucleics emmagatzemen i transmeten la informació genètica. Són macromolècules formades per la unió d'unitats més senzilles anomenades nucleòtids.
Cada nucleòtid està compost per tres subunitats:
- Un grup fosfat (fòsfor i oxigen).
- Un glúcid de cinc àtoms de carboni (ribosa o desoxiribosa).
- Una base nitrogenada (adenina, guanina, citosina, timina o uracil).
Els nucleòtids s'uneixen formant llargues cadenes o polinucleòtids.
L'ADN conté la informació genètica essencial per al funcionament i desenvolupament dels éssers vius. L'estructura de l'ADN va ser establerta el 1953 per Francis Crick i James Watson, basant-se en dades de Maurice Wilkins i Rosalind Franklin.
- Cada molècula està formada per dues llargues cadenes de polinucleòtids, enrotllades en espiral formant una doble hèlix. Les pentoses i els grups fosfat formen l'esquelet extern de l'hèlix, i les bases nitrogenades es disposen cap a l'interior.
- Les dues cadenes són antiparal·leles, és a dir, es disposen de manera paral·lela però en sentits oposats.
L'ARN participa en l'expressió de la informació de l'ADN mitjançant la síntesi de proteïnes, que regulen la majoria de processos d'un organisme. En les cèl·lules eucariotes, l'ARN es localitza al nucli i al citoplasma. Estructuralment, està format per una sola cadena de nucleòtids.
Replicació de l'ADN
L'ADN té la capacitat de replicar-se, és a dir, pot fer còpies idèntiques de si mateix.
- La replicació comença amb el trencament dels enllaços d'hidrogen entre les bases nitrogenades complementàries de les dues cadenes.
- Cada cadena parental serveix de motlle per a la síntesi d'una nova cadena complementària. Uns enzims específics llegeixen la informació i uneixen els nucleòtids complementaris.
- A mesura que es formen les noves cadenes, s'estableixen enllaços d'hidrogen entre les bases, i els filaments s'enrotllen. El resultat són dues molècules d'ADN idèntiques a l'original.
ADN, Portador de la Informació Genètica
El 1928, Griffith va fer experiments amb el bacteri Streptococcus pneumoniae, causant de la pneumònia. Va observar dues variants: la soca S, patògena, i la soca R, no virulenta. La diferència principal era la presència d'un embolcall bacterià en la soca S, determinant la seva virulència.
Concepte de Gen
Des del punt de vista estructural: fragment d'ADN en un cromosoma que determina una característica de l'ésser viu.
Des del punt de vista funcional: fragment d'ADN que conté la informació per fabricar una proteïna.
El conjunt de gens d'un individu s'anomena genoma.
Mutacions
Canvis aleatoris en el material genètic d'un individu. Són una font de variabilitat genètica i un motor per a l'evolució de les espècies. Poden ser naturals o induïdes per agents mutàgens.
Expressió de la Informació Genètica
La informació de l'ADN es descodifica per sintetitzar proteïnes en dues fases:
- Transcripció: pas de la informació genètica de l'ADN a l'ARNm.
- Traducció: el missatge genètic de l'ARNm es tradueix per sintetitzar una proteïna, utilitzant un codi genètic universal.