ADN, cromosomas y expresión génica

Oímos hablar del ADN todo el tiempo, ya sea en una noticia o en el último programa de crímenes de la televisión. Pero, ¿qué es exactamente el ADN? ¿Dónde se encuentra? ¿Por qué es importante? Para responder a estas preguntas, tenemos que echar un vistazo al interior de nuestras células.

El ADN se almacena en los cromosomas

Nuestro cuerpo está formado por billones de células. Cada célula contiene una serie de orgánulos diferentes que desempeñan un papel importante en la función celular, como la descomposición de los residuos o la producción de energía.

El núcleo de la célula es el orgánulo más importante, y es aquí donde encontramos nuestro ADN (ácido desoxirribonucleico) empaquetado firmemente en estructuras llamadas cromosomas. Los cromosomas son largas estructuras en forma de hilo formadas por una molécula de ADN y proteínas. Durante la división celular, los cromosomas se enrollan firmemente en forma de X y son más visibles al microscopio. Las células humanas tienen 23 pares de cromosomas.

El ADN se organiza en genes

Cada cromosoma está formado por una molécula de ADN, pero ¿qué aspecto tiene realmente una molécula de ADN y cómo almacena la información?

Una molécula de ADN está formada por una serie de nucleótidos dispuestos en 2 hebras que se asemejan a una escalera y se retuercen para formar una doble hélice.

Los nucleótidos están formados por una base, un azúcar y un fosfato. Las 4 bases – adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T) – se emparejan entre sí (A con T y G con C). Es el orden o la secuencia de estos pares de bases lo que proporciona la información necesaria para el crecimiento y el desarrollo de nuestro cuerpo. Puede ser útil visualizar las bases como letras del alfabeto que forman palabras cuando están en un determinado orden. Estas «palabras» se llaman genes y actúan como un conjunto de instrucciones para nuestras células.

Expresión de genes

Debido a la secuenciación del genoma humano, sabemos que los seres humanos tienen aproximadamente 25.000 genes. Cada gen proporciona las instrucciones para una proteína única (y a veces para muchas versiones de esa proteína). Cuando un gen produce proteínas en una célula, decimos que el gen se está expresando.

La expresión del gen tiene dos etapas principales. En primer lugar, unas estructuras celulares especializadas leen el gen y utilizan esta información para producir un mensaje molecular en forma de molécula de ARNm (ácido ribonucleico mensajero); este proceso se denomina transcripción. A continuación, la molécula de ARNm pasa del núcleo al citoplasma de la célula. Un ribosoma lee el mensaje y produce una proteína que coincide exactamente con las instrucciones codificadas en el gen – este proceso se llama traducción

Todas las células del cuerpo (excepto los gametos) contienen el mismo ADN y, en consecuencia, los mismos genes. Sin embargo, no todos los genes se expresan en todas las células. Cuando un gen concreto se expresa, decimos que ese gen está «encendido». Cuando un gen está activado, produce proteínas que afectan al funcionamiento o al desarrollo del organismo de alguna manera.

Decidir si un gen está activado o desactivado es un proceso muy específico y complejo. Está regulado por señales del interior y del exterior de las células y da lugar a la increíble diversidad de células que vemos en nuestro cuerpo. Por ejemplo, los genes que codifican las proteínas musculares, como la actina y la miosina, sólo se expresan en las células musculares y no en las demás células del cuerpo, aunque los genes estén presentes en esas otras células.

Naturaleza de la ciencia

El complejo trabajo realizado por los científicos en este contexto no sería posible sin la investigación celular y los descubrimientos del ADN realizados por científicos del pasado.

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