ADN: Estructura, Funció, Replicació i Aplicacions Biotecnològiques
Què és l'ADN? Estructura i Funció
L'ADN és la biomolècula encarregada d'emmagatzemar la informació genètica de la cèl·lula. Es troba al nucli de les cèl·lules eucariotes i forma part dels cromosomes. Està format per la unió d'unitats petites anomenades nucleòtids, que es formen per la unió de tres molècules: un monosacàrid, àcid fosfòric i una base nitrogenada. Hi ha 4 tipus de nucleòtids diferents: adenina (A), timina (T), citosina (C) i guanina (G).
L'estructura de doble hèlix de l'ADN
La molècula d'ADN està formada per dues cadenes de nucleòtids enrotllades; aquestes cadenes formen una estructura que coneixem com a doble hèlix. S'uneixen entre si per mitjà d'enllaços entre les bases nitrogenades, que només es formen entre les bases A-T i C-G a causa de la interacció entre les bases. Les dues cadenes de nucleòtids són complementàries. (Watson i Crick, 1953, Universitat de Cambridge, Premi Nobel 1962).
Seqüència de Nucleòtids
La seqüència de nucleòtids és l'ordre en què es disposen els nucleòtids.
Replicació de l'ADN
Abans de cada divisió cel·lular, la cèl·lula fa una còpia exacta del seu ADN per tal de repartir informació genètica idèntica entre les seves dues cèl·lules filles. Aquest procés s'anomena duplicació o replicació de l'ADN, es produeix al nucli durant la interfase del cicle cel·lular i es duu a terme d'aquesta manera:
- La doble hèlix de l'ADN s'obre i les dues cadenes se separen.
- Els nucleòtids lliures de què disposa la cèl·lula al nucli es poden unir als nucleòtids de l'ADN per mitjà de les seves bases complementàries.
- Els nous nucleòtids incorporats s'uneixen entre si i donen lloc a les noves cadenes d'ADN.
Aquest procés dona com a resultat la formació de dues molècules filles d'ADN, cadascuna té una de les cadenes originals de la molècula mare i una cadena complementària acabada de sintetitzar. Les dues cadenes filles d'ADN tenen una seqüència de nucleòtids idèntica.
Genotip i Fenotip
La informació genètica que defineix les característiques de cada individu es troba en la seqüència de nucleòtids del seu ADN (genotip). Aquesta informació genètica és la que determina quines proteïnes han de produir les cèl·lules de cada individu, que són les responsables del fenotip.
El Gen: Unitat d'Informació Genètica
Un gen és un segment d'ADN que conté informació genètica per produir una proteïna. El conjunt de gens d'un individu és el que determina el conjunt de proteïnes que fabricaran les seves cèl·lules. Les proteïnes són biomolècules que estan formades per la unió d'aminoàcids.
L'ordre o seqüència en què s'uneixen els aminoàcids determina el tipus de proteïna.
Transcripció i Traducció
La seqüència de nucleòtids d'un gen determinat de l'ADN es copia a una molècula d'ARN missatger (transcripció).
L'ARN viatja al citoplasma, on serveix de motlle perquè els ribosomes sintetitzin la proteïna (traducció).
El Codi Genètic
El codi genètic és un conjunt de regles que permeten relacionar la seqüència de nucleòtids de l'ADN amb la seqüència dels aminoàcids d'una proteïna. Les lletres són els nucleòtids que formen l'ADN, i 3 nucleòtids formen un triplet o codó.
Mutacions
Les mutacions són canvis en l'ADN de les cèl·lules, que es produeixen espontàniament i a l'atzar. Poden esdevenir en qualsevol cèl·lula d'un ésser viu. Els agents mutagènics poden ser radiacions, substàncies químiques o constants ambientals. Són una font important de variabilitat genètica, que permet la diversitat d'organismes i l'evolució de les espècies.
Biotecnologia i Enginyeria Genètica
La biotecnologia és el conjunt de tècniques o processos que fan servir organismes vius o biomolècules que en provenen per obtenir productes útils per a les persones, la indústria o el medi ambient.
Enginyeria Genètica i OMGs
L'enginyeria genètica és el conjunt de tècniques que permeten la transferència d'ADN d'un organisme a un altre, per millorar les propietats o fabricar productes d'interès. Els organismes obtinguts per enginyeria genètica s'anomenen organismes modificats genèticament (OMG). L'ADN que conté fragments d'ADN d'origen divers s'anomena ADN recombinant.