Genética: ADN y ARN
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Klíčové pojmy: ADN: doble hélice con pares A–T y C–G, ADN se encuentra en núcleo y organelos semiautónomos, Replicación: cada cadena actúa como molde, Enzimas de reparación reducen errores de replicación, Mutación: error no corregido que puede alterar proteínas, ARNm se organiza en codones (tripletes), ARNt transporta aminoácidos y tiene anticodón complementario, AUG es codón de inicio; UAA, UAG, UGA son de terminación, Traducción: ARNm → proteína con ARNt y ribosomas, Diferencias clave: ADN (desoxirribosa, T) vs ARN (ribosa, U)
## Introducción
La genética estudia cómo se almacena, transmite y expresa la información hereditaria en los seres vivos. En este material veremos las moléculas responsables de esa información (ADN y ARN), cómo se replican y cómo se traducen en proteínas, desglosando conceptos clave de manera clara y con ejemplos prácticos.
## 1. Moléculas de la herencia: ADN y ARN
### ¿Qué es el ADN?
> El ADN (ácido desoxirribonucleico) es la molécula que contiene la información genética organizada en una secuencia de bases nitrogenadas.
- Estructura: dos cadenas de polinucleótidos formando una doble hélice unidas por puentes de hidrógeno entre bases complementarias.
- Pares de bases (principio de complementariedad): adenina (A) — timina (T) y citosina (C) — guanina (G).
- Enlace entre bases: A–T forman dos enlaces de hidrógeno; C–G forman tres enlaces de hidrógeno.
### ¿Dónde se encuentra el ADN?
- Principalmente en el núcleo de las células eucariotas, asociado a proteínas llamadas **histonas** formando complejos (cromatina).
- También está en organelos semiautónomos como mitocondrias (y cloroplastos en plantas).
> Definición: Gen — fragmento de ADN que codifica información para producir un producto funcional (generalmente una proteína o ARN funcional).
### ¿Qué funciones cumple el ADN?
- Almacenar la información hereditaria.
- Replicarse para transmitir la información a células hijas.
- Servir de plantilla para sintetizar ARN (transcripción).
## 2. Replicación del ADN (duplicación)
> La replicación del ADN es el proceso por el cual una molécula de ADN se copia para generar dos moléculas idénticas.
- Mecanismo básico:
1. Separación de las dos cadenas originales.
2. Cada cadena sirve como molde para incorporar nucleótidos complementarios según las reglas A–T y C–G.
3. Unión de nucleótidos mediante enlaces fosfodiéster formando la nueva cadena.
- Resultado: cada molécula hija contiene una cadena original (antigua) y una cadena recién sintetizada.
### Precisión y reparación
- Existen enzimas con función correctora (enzimas de reparación del ADN) que disminuyen los errores.
- Cuando un error no se corrige y altera la secuencia de una proteína, se habla de **mutación**. Las mutaciones son la base molecular de la variabilidad y de la evolución.
## 3. ARN: tipos y funciones
> El ARN (ácido ribonucleico) es una molécula formada por una sola cadena de nucleótidos que participa en la expresión de la información genética.
- Diferencias clave con el ADN:
- Azúcar: ribosa en ARN vs desoxirribosa en ADN.
- Base: uracilo (U) en ARN reemplaza a la timina (T) del ADN.
- Cadena: ARN es generalmente monocatenario.
- Tipos principales y funciones:
- **ARN mensajero (ARNm)**: transporta la información codificada en el ADN desde el núcleo al citoplasma para dirigir la síntesis de proteínas. Está organizado en tripletes llamados codones.
- **ARN de transferencia (ARNt)**: pequeño (~70 nucleótidos), con plegamiento en forma de hoja de trébol; tiene un anticodón que reconoce codones en el ARNm y lleva un aminoácido específico.
- **ARN ribosómico (ARNr)**: componente estructural y funcional de los ribosomas, donde tiene lugar la síntesis de polipéptidos.
### Código genético y traducción
- El ARNm se lee en unidades de tres nucleótidos llamadas **codones**.
- Existen 64 codones posibles; algunos ejemplos importantes:
- $\mathrm{AUG}$: codón de inicio y codifica metionina.
- $\mathrm{UAA}$, $\mathrm{UAG}$, $\mathrm{UGA}$: codones de terminación (no codifican aminoácidos).
- El proceso de traducción en el ribosoma: los ARNt reconocen codones mediante su anticodón y colocan los aminoácidos en el orden correcto; los aminoácidos se unen mediante enlaces peptídicos formando polipéptidos.
## 4. Relación entre genes, ARN y proteínas
- Un gen (segmento de ADN) es transcrito a ARNm.
- El ARNm es traducido a proteína mediante la acción coordinada de ARNt y ribosomas.
- Esta secuencia de eventos (ADN → ARN → proteína) se conoce como el **dogma ce