Ácido desoxirribonucleico (ADN) - ciencias de la naturaleza.

« 4 REPLICACIÓN En casi todos los organismos celulares, la replicación de las moléculas de ADN tiene lugar en el núcleo, justo antes de la división celular.

Empieza con la separación de lasdos cadenas de polinucleótidos, cada una de las cuales actúa a continuación como plantilla para el montaje de una nueva cadena complementaria.

A medida que la cadenaoriginal se abre, cada uno de los nucleótidos de las dos cadenas resultantes atrae a otro nucleótido complementario previamente formado por la célula.

Los nucleótidos seunen entre sí mediante enlaces de hidrógeno para formar los travesaños de una nueva molécula de ADN.

A medida que los nucleótidos complementarios van encajando en su lugar, una enzima llamada ADN polimerasa los une enlazando el grupo fosfato de uno con la molécula de azúcar del siguiente, para así construir la hebra lateral de lanueva molécula de ADN.

Este proceso continúa hasta que se ha formado una nueva cadena de polinucleótidos a lo largo de la antigua; se reconstruye así un nueva moléculacon estructura de doble hélice. 5 HERRAMIENTAS Y TÉCNICAS PARA EL ESTUDIO DEL ADN Existen numerosas técnicas y procedimientos que emplean los científicos para estudiar el ADN.

Una de estas herramientas utiliza un grupo de enzimas especializadas,denominadas enzimas de restricción, que fueron encontradas en bacterias y que se usan como tijeras moleculares para cortar los enlaces fosfato de la molécula de ADN en secuencias específicas.

Las cadenas de ADN que han sido cortadas con estas enzimas presentan extremos de cadena sencilla, que pueden unirse a otros fragmentos de ADNque presentan extremos del mismo tipo.

Los científicos utilizan este tipo de enzimas para llevar a cabo la tecnología del ADN recombinante o ingeniería genética.

Estoimplica la eliminación de genes específicos de un organismo y su sustitución por genes de otro organismo. Otra herramienta muy útil para trabajar con ADN es un procedimiento llamado reacción en cadena de la polimerasa (RCP), también conocida como PCR por su traduccióndirecta del inglés ( polymerase chain reaction ).

Esta técnica utiliza una enzima denominada ADN polimerasa que copia cadenas de ADN en un proceso que simula la forma en la que el ADN se replica de modo natural en la célula.

Este proceso, que ha revolucionado todos los campos de la biología, permite a los científicos obtener gran número decopias a partir de un segmento determinado de ADN. La tecnología denominada huella de ADN ( DNA fingerprinting ) permite comparar muestras de ADN de diversos orígenes, de manera análoga a la comparación de huellas dactilares.

En esta técnica los investigadores utilizan también las enzimas de restricción para romper una molécula de ADN en pequeños fragmentos que separan en un gelal que someten a una corriente eléctrica (electroforesis); de esta manera, los fragmentos se ordenan en función de su tamaño, ya que los más pequeños migran másrápidamente que los de mayor tamaño.

Se puede obtener así un patrón de bandas o huella característica de cada organismo.

Se utiliza una sonda (fragmento de ADNmarcado) que hibride (se una específicamente) con algunos de los fragmentos obtenidos y, tras una exposición a una película de rayos X, se obtiene una huella de ADN, esdecir, un patrón de bandas negras característico para cada tipo de ADN. Un procedimiento denominado secuenciación de ADN permite determinar el orden preciso de bases nucleótidas (secuencia) de un fragmento de ADN.

La mayoría de lostipos de secuenciación de ADN se basan en una técnica denominada extensión de oligonucleótido ( primer extension ) desarrollada por el biólogo molecular británico Frederick Sanger.

En esta técnica se lleva a cabo una replicación de fragmentos específicos de ADN, de tal modo que el extremo del fragmento presenta una formafluorescente de una de las cuatro bases nucleótidas.

Los modernos secuenciadores de ADN parten de la idea del biólogo molecular estadounidense Leroy Hood, incorporandoordenadores y láser en el proceso. Los científicos ya han completado la secuenciación del material genético de varios microorganismos, incluyendo la bacteria Escherichia coli .

En 1998 se llevó a cabo el reto de la secuenciación del genoma de un organismo pluricelular, un gusano nematodo conocido como Caenorhabditis elegans. Desde entonces, la lista de organismos cuyo genoma ha sido secuenciado ha continuado aumentando e incluye, entre otros, la mosca del vinagre ( Drosophila melanogaster ), el arroz, el ratón, el protozoo Plasmodium falciparum y el mosquito Anopheles gambiae .

Más recientemente, en abril de 2003, el consorcio público internacional que integra el Proyecto Genoma Humano anunció el desciframiento de la secuencia completa del genoma humano. 6 APLICACIONES La investigación sobre el ADN tiene un impacto significativo, especialmente en el ámbito de la medicina.

A través de la tecnología del ADN recombinante los científicospueden modificar microorganismos que llegan a convertir en auténticas fábricas para producir grandes cantidades de sustancias útiles.

Por ejemplo, esta técnica se haempleado para producir insulina (necesaria para los enfermos de diabetes) o interferón (muy útil en el tratamiento del cáncer).

Los estudios sobre el ADN humano tambiénrevelan la existencia de genes asociados con enfermedades específicas como la fibrosis quística y determinados tipos de cáncer.

Esta información puede ser valiosa para eldiagnóstico preventivo de varios tipos de enfermedades. La medicina forense utiliza técnicas desarrolladas en el curso de la investigación sobre el ADN para identificar delincuentes.

Las muestras de ADN tomadas de semen, piel osangre en el escenario del crimen se comparan con el ADN del sospechoso; el resultado es una prueba que puede utilizarse ante los tribunales.

Véase Pruebas de ADN. El estudio del ADN también ayuda a los taxónomos a establecer las relaciones evolutivas entre animales, plantas y otras formas de vida, ya que las especies más cercanasfilogenéticamente presentan moléculas de ADN más semejantes entre sí que cuando se comparan con especies más distantes evolutivamente.

Por ejemplo, los buitresamericanos están más emparentados con las cigüeñas que con los buitres europeos, asiáticos o africanos, a pesar de que morfológicamente y etológicamente son mássimilares a estos últimos. La agricultura y la ganadería se valen ahora de técnicas de manipulación de ADN conocidas como ingeniería genética y biotecnología.

Las estirpes de plantas cultivadas a lasque se han transferido genes pueden rendir cosechas mayores o ser más resistentes a los insectos.

También los animales se han sometido a intervenciones de este tipopara obtener razas con mayor producción de leche o de carne o razas de cerdo más ricas en carne y con menos grasa. Véase también Ácidos nucleicos; Genética. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993--2008 Microsoft Corporation.

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