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ADN: el inicio.


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04/11/2012


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Estimado lector.


Tengo el agrado de encontrar tu atención posada en unas cuantas líneas que intentan brindarnos un panorama parcial, de mecanismos biológicos mucho más complicados de lo que podemos imaginar. Pues bien leyendo un periódico local y viendo el noticiero de la televisión, me di cuenta de que (por fortuna) la terminología usual en biología molecular se está expandiendo a nuevos horizontes, nunca imaginados por los pioneros en esta ciencia.

Como comente, me alegro el hecho de escuchar palabras como ADN, ARN, gen, epigenética, histonas, metilación, etc. Inmediatamente después me pregunte ¿si realmente entendemos estos términos? No hay nada más decepciónate, como profesor, que dar tu clase frente a un grupo y que al final preguntes si hay dudas y solo obtengas un movimiento negativo con la cabeza, de forma análoga considero que pasa en los medios de comunicación, diciendo que la pruebas de ADN, que el gen, que la genética…. Y todos afirmando cosas sin siquiera saber de qué diablos es el DNA o ADN.

Pues bien iniciemos por una hebra de la gran madeja que constituyen estas aseveraciones, es decir la estructura del ADN. La biología molecular y sus múltiples derivaciones, son ciencias muy nuevas, tanto así que ya bien entrada la década de 1930 aun estaba en discusión si la información heredada de padres a hijos, estaba almacenada en las proteínas y de hecho ya se sabía que existían ácidos nucleicos, pero se tenían como una cosa sin actividad celular (H.F. Judson 19853).

Poco después, se descubrió que en el núcleo de las células eucariotas y en el citoplasma de las bacterias se encontraban una clase especial de ácidos, los cuales podían ser de dos tipos, el que contienen en su estructura la desoxirribosa, nombrándose como ácido desoxirribonucleico (ADN) y la versión que presenta en su estructura la ribosa, el ácido ribonucleico (ARN). Pero hasta aquí no es suficiente para que sea ácido, puesto que tanto la ribosa como la desoxirribosa, son azúcares, para que tengan propiedades eminentemente ácidas, las ribosas están enlazadas a grupos fosfatos, los cuales confieren las características de ácido, los grupos fosfatos se unen a un extremo del azúcar, puede ser el extremo 5 o al 3. Por el otro lado se une una base nitrogenada en el carbono 1, esta base nitrogenada puede ser de cinco variedades: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G), Citocina (C) y Uracilo (U). La adenina y la guanina son bases de tipo pruicas, es decir, presentan dos anillos heterocíclicos. En cambio la timina, citocina y uracilo, se componen solamente de un anillo. En el ADN encontramos comúnmente A, T, G y C. En el ARN encontramos U en lugar de T.

Una vez más, aquí aparece un nuevo terminó, nucleótido; lo cual no es más que la unión de una base nitrogenada, con un azúcar (ribosa o desoxirribosa) más la unión de un grupo fosfato. Si solo se presenta una estructura de base y azúcar, se denomina nucleósido. La estructura del ADN no fue descrita, sino, hasta 1953 en un artículo clásico de J. Watson and F. Crick, en el cual proponen una estructura de doble hélice, la cual mantiene los grupos fosfatos hacia el exterior y las bases en el interior, uniéndose mediante diadas de AT y GC. Las cuales fueron nombradas como pares de Watson&Ckrick.

La estructura se obtuvo por una técnica conocida como cristalografía de rayos X, el cual consiste en cristalizar la muestra y hacer incidir una fuente de rayos X sobre de ella, en la parte posterior de la muestra, se coloca una placa de fotografía, la cual es velada por los rayos, como sabemos, los cuerpos sólidos difractan o desvían la trayectoria de los rayos X, entonces en la placa se observa la difracción causada por los átomos y se interpreta mediante una serie de procesos matemáticos. Bueno el hecho trascendente es que Watson y Crick logran interpretar y acomodar un modelo termodinámicamente estable. Quiero hacer un paréntesis, todo mundo piensa que a Rosalind Franaklin (investigadora contemporánea de Watson y Crick, que también trabajaba con la estructura del ADN) le fueron robadas las difracciones, lo cual es falso, de hecho ella misma había obtenido las difracciones y su estructura la planteaba con las bases hacia el exterior, desafortunadamente, cuando se acercaron diversos investigadores a  sugerir otra posibilidad, solo se toparon con su carácter seco. Solo era cuestión de tiempo para que alguno de los diversos grupos que estaban trabajando dieran con la respuesta.

Parece algo meramente trivial, ocupar tanto espacio para la estructura, sin embargo en la doble hélice que conforma el ADN se encuentra uno de los secretos de la vida, se conoce que la  hélice tiene un giro derecho, como si abrieras un grifo del agua o como una escalera de caracol. Además de ser complementaria y antiparalela, es decir, la hélice de un lado presenta una cadena exactamente igual del otro lado, pero en sentido contrario. Esto le confiere un carácter semiconservativo en la replicación, el dogma central de la biología molecular lo platicaremos en alguna oportunidad posterior.

Como te comentaba la estructura del ADN es muy importante, pero la secuencia que llevan esas bases unidas, es lo que nos hace diferentes a todos los organismos, en un código, el código genético de solo cinco letras encontramos toda la diversidad biológica que conocemos. Esencialmente las bases se repiten millones de veces, entre organismos distantes, por ejemplo un perro y pez, las secuencias tienen diferencias evidentes, pero entre las diversas razas de perros las diferencias no son tan notorias, de la misma manera pasa en los humanos. Las pequeñas diferencias son las que nos hacen ser únicos, puesto que en nuestro DNA se pueden rastrear secuencias provenientes de dinosaurios, virus y bacterias ¿Por qué no tenemos escamas o nos reproducimos cómo las bacterias? Pues bien resulta que los mecanismos que regulan la expresión de los genes, la síntesis de las proteínas, son tan eficientes que nos permiten tener una vida “normal”. De esta parte de la expresión de los genes platicaremos un poco después.

Quiero terminar comentándote un dato curioso, cuando se acepto que la herencia esta en el DNA, se pensaba que en los humanos todo el DNA codificaba proteínas, luego se descubrió que una parte no codificaba y se pensó que era como las cintas magnéticas, con espacios entre las canciones para regular la síntesis, ahora sabemos que cerca de un 80% o quizá más de DNA no codifica, en otras palabras, la ciencia es un sistema dinámico, aun nada está absolutamente dicho…



Etiquetas:   Genética

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