Guia Completa sobre Àcids Nucleics: ADN, ARN i Enginyeria Genètica
Què són els àcids nucleics?
Els àcids nucleics emmagatzemen i transmeten la informació genètica. Són macromolècules formades per la unió d'unes unitats més senzilles, els nucleòtids. Cada nucleòtid està format per:
- Grup fosfat: compost per fòsfor i oxigen.
- Glúcid: una pentosa, que pot ser ribosa o desoxiribosa.
- Base nitrogenada: pot ser adenina, guanina, citosina, timina o uracil.
L'ADN (Àcid Desoxiribonucleic)
L'ADN conté tota la informació genètica necessària perquè un ésser viu funcioni i es desenvolupi.
Característiques de l'ADN:
- Estructura de doble hèlix.
- Cadenes antiparal·leles.
- Unides per enllaços d'hidrogen.
- Les cadenes són complementàries entre si.
L'ARN (Àcid Ribonucleic)
L'ARN participa en l'expressió de la informació que conté l'ADN per mitjà de la síntesi de proteïnes, que són les que regulen la majoria de processos d'un organisme. Existeixen diversos tipus, com l'ARN missatger (ARNm), l'ARN ribosòmic (ARNr) i l'ARN de transferència (ARNt).
La replicació de l'ADN
L'ADN té la capacitat de replicar-se, és a dir, de fer còpies idèntiques de si mateix.
Procés de replicació:
- Trencament d'enllaços: Es trenquen els enllaços d'hidrogen que uneixen les bases nitrogenades complementàries de les dues cadenes i els dos filaments es desenrotllen.
- Síntesi de noves cadenes: Cada cadena parental constitueix el motlle per a la síntesi d'una nova cadena complementària. Quan les dues se separen, uns enzims específics van llegint la informació i unint els nucleòtids complementaris.
- Formació de noves hèlixs: S'estableixen enllaços d'hidrogen entre les bases i els filaments es van enrotllant.
El resultat són dues molècules d'ADN idèntiques entre si i a la molècula original. La replicació de l'ADN és de tipus semiconservatiu, ja que cada nova hèlix conserva una cadena original que va servir de motlle i una cadena nova.
A la cèl·lula hi ha uns enzims de reparació que detecten els nucleòtids aparellats incorrectament, els retiren i els reemplacen pels correctes.
Conceptes clau: Gen i Genoma
Què és un gen?
Un gen és un fragment d'ADN que conté la informació genètica per a un caràcter determinat.
Què és el genoma?
El genoma és el conjunt complet de gens d'un organisme. És molt diferent entre organismes:
- Procariotes: El genoma està format per un sol cromosoma circular. Alguns bacteris també disposen de plasmidis.
- Eucariotes: La major part del genoma constitueix la cromatina. Una altra part de l'ADN es troba als cloroplasts i als mitocondris.
Les mutacions genètiques
Les mutacions són canvis aleatoris que tenen lloc en l'ADN d'un organisme. Constitueixen una font de variabilitat genètica i un motor per a l'evolució de les espècies. Tenen lloc a l'atzar per causes naturals o induïdes per agents mutàgens:
- Agents físics: Com les radiacions.
- Agents químics: Com certs fàrmacs o substàncies químiques.
- Agents biològics: Com alguns virus.
L'expressió de la informació genètica
El procés d'expressió genètica consta de dues fases principals:
- Transcripció del missatge: Consisteix a copiar la informació genètica que conté l'ADN a una molècula d'ARN.
- Traducció del missatge: Consisteix a traduir el missatge que conté l'ARNm al llenguatge de les proteïnes. La informació es llegeix en grups de tres bases nitrogenades, i cadascun d'aquests triplets s'anomena codó.
Què és la biotecnologia?
És la utilització d'éssers vius o d'una part d'aquests amb l'objectiu d'obtenir productes d'interès per a les persones. Algunes de les seves aplicacions inclouen:
- Producció de substàncies terapèutiques.
- Producció d'aliments.
- Eliminació de metalls pesants.
- Bioremediació.
- Producció d'energia.
L'enginyeria genètica
L'enginyeria genètica és la manipulació de l'ADN d'un organisme per aconseguir un objectiu pràctic. Un organisme transgènic és aquell al qual se li ha modificat el genoma amb gens d'altres organismes.
Eines principals:
- Enzims de restricció.
- Vector de transferència.
- Ligases d'ADN.
Aplicacions de l'enginyeria genètica
- Obtenció de fàrmacs.
- Millora en la producció agrícola i animal.
- Teràpia gènica.
Aliments transgènics
Un aliment transgènic és aquell al qual, per mitjà de l'enginyeria genètica, se li ha introduït un gen d'una altra espècie, anomenat transgen. Això permet aconseguir millores com:
- Endarreriment en la maduració.
- Producció de substàncies noves.
- Millora de la qualitat nutricional.
- Resistència a herbicides i insectes.
La clonació
La clonació consisteix a fer una o diverses còpies genèticament idèntiques a l'original. Es distingeixen dos tipus principals:
- Clonació reproductiva: El seu objectiu és aconseguir individus nous idèntics entre si i a l'original.
- Clonació terapèutica: El seu objectiu és tractar malalties i regenerar teixits.