Tema 5: La revolución genética. Ejercicio 1: ADN y Cromosomas

-Introducción: El ADN.

        

El ácido desoxirribonucleico (ADN): material genético que se transmite de padres a hijos en los seres vivos. Su estructura contiene las instrucciones que necesita un organismo para nacer y desarrollarse a partir de su primera célula y se organiza en unidades mas pequeñas, llamadas genes(Fragmentos de ADN que contienen la información necesaria sobre los caracteres hereditarios. James Watson y Francis Crick fueron los que descubrieron la estructura de la doble hélice del ADN

 -¿Qué es el ADN?

El ácido desoxirribonucleico (ADN) es una larga cadena enrollada a forma de hélice y formada por una secuencia de unidades elementales llamadas nucleótidos. Un nucleótido está formado por:

   -Un hidrato de carbono con 5 carbonos que se llama desoxirribosa

   -Una base nitrogenada. Puede ser de 4 tipos: Adenina (A), Guanina (G), Timina (T) y Citosina (C).

   -Ácido fosfórico.

El ADN presenta distintos niveles estructurales:

 - Estructura primaria

Los nucleótidos se unen entre sí mediante el grupo fosfato del segundo nucleótido, que sirve de puente de unión entre el carbono 5' del primer nucleótido y el carbono 3'de siguiente nucleótido.

Como el primer nucleótido tiene libre el carbono 5' y el siguiente nucleótido tiene libre el carbono 3', la secuencia de nucleótidos se ordena desde  5' - 3'.

 - Estructura secundaria

Este modelo esta formado por dos hebras de nucleótidos. Estas hebras se encuentran dispuestas de forma antiparalela, una de ellas en sentido 5´ - 3´ y la otra 3´- 5´ formando puentes de hidrogeno entre ambas.

Cuando en una hebra encontramos Adenina en la otra encontramos Timina. Cuando en una hebra encontramos Guanina en la otra encontramos Citosina.

Las dos hebras están enrolladas en un eje imaginario.  Esta estructura permite que las hebras que se formen gracias a la duplicación del ADN sean copias complementarias de cada una de las hebras existentes.

 - Estructura terciaria

Cuando el ADN se une con proteínas la estructura esta mas compactada.

Las proteínas básicas son las histonas , la unión con cada uno de los histonas  genera los nucleosomas.

El conjunto de la estructura se denomina fibra de cromatina 100 A, esta tiene un aspecto similar a un collar de perlas, donde las perlas serian los nucleosomas.

 - Estructura cuaternaria                               

La cromatina en el núcleo tiene un grosor de 300Å. La fibra de cromatina de 100Å se empaqueta formando una fibra de cromatina de 300Å. El enrollamiento que sufre el conjunto de nucleosomas recibe el nombre de solenoide.

Los solenoides se enrollan formando la cromatina del núcleo interfásico de la célula eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando los cromosomas.

-Introducción cromosomas.

Un cromosoma es una estructura muy organizada, que está formada por ADN y proteínas y contiene la información genética del individuo.

 En un núcleo eucariota no hay cromosomas, lo que existe es la cromatina que es una estructura dinámica que adapta su estado de compactación para optimizar los procesos de replicación, transcripción y reparación del ADN. Es durante el proceso de división celular en los distintos organismos que la cromatina se condensa formando los cromosomas, estas estructuras poseen los caracteres hereditarios, y cuando se forman estas estructuras se empieza a dar el fenómeno de división celular conocido como ciclo celular. En este momento, el núcleo como estructura membranosa, ha desaparecido por lo que decimos que cuando hay núcleo no hay cromosoma y cuando hay cromosoma no hay núcleo.

  

-Morfología de los cromosomas.

Cada cromosoma está formado por dos cromátidas, que resultan de la condensación del ADN que se encuentra duplicado cuando la célula se va a dividir. Los cromosomas tienen una zona donde se juntan las dos cromátidas, esa zona se denomina centrómero, los extremos se llaman telómeros.

 -Tipos de cromosomas.

El mejor momento para estudiar la morfología de los cromosomas es durante la división del núcleo celular en metafase, cuando se encuentran duplicados. Los cromosomas se clasifican de acuerdo a la posición que ocupa el centrómero con respecto al cuerpo del mismo.

    Metacéntricos: El centrómero se encuentra aproximadamente hacia el centro del cromosoma. En este caso los dos brazos son aproximadamente iguales.

    Submetacéntricos: El centrómero se halla desplazado hacia uno de los extremos del cromosoma y se forman dos brazos desiguales. En este caso siempre los brazos cortos se sitúan en la parte superior del cromosoma.

    Acrocéntricos: Cuando el centrómero se halla desplazado muy cerca del telómero, el brazo corto tiene una estructura especial conocida como "satélite".

    Telocéntricos: El centrómero está en el extremo del cromosoma lo que forma cromosomas de un solo brazo. No está presente en el ser humano pero si en otros mamíferos.