Qué es el ADN: la molécula que lleva tus instrucciones genéticas, explicada con sencillez
El ADN, o ácido desoxirribonucleico, es la molécula que lleva la información genética para el desarrollo y el funcionamiento de un organismo. Está formado por dos cadenas enrolladas en una doble hélice, y cada cadena es una sucesión de cuatro bases químicas: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). El orden de esas bases, unos 3000 millones de pares en un genoma humano, escribe las instrucciones para fabricar proteínas y ARN.
Al ADN se le llama a menudo el plano de la vida, una imagen cómoda pero demasiado ordenada. Esta guía explica de qué está hecho el ADN, cómo encajan los genes y los cromosomas, cómo lee el código una célula y cuánto se parecen dos personas.
Ideas principales
- ADN significa ácido desoxirribonucleico, una molécula con forma de escalera retorcida, la doble hélice.
- Se escribe con cuatro bases, A, T, C y G; la A se une siempre con la T y la C con la G, y su orden es el código.
- Un genoma humano tiene unos 3000 millones de pares de bases, empaquetados en 23 pares de cromosomas (46 en total) en casi todas las células.
- Un gen es un tramo de ADN con instrucciones, a menudo para una proteína; el recuento actual de genes humanos que codifican proteínas es de unos 19 900.
- El ADN de dos personas cualesquiera es idéntico en un 99,9 %, y el pequeño resto ayuda a hacer único a cada individuo.
De qué está hecho el ADN
El ADN se compone de dos cadenas largas que se enroscan una alrededor de la otra como una escalera retorcida, una forma llamada doble hélice. Cada cadena tiene un esqueleto de azúcar (desoxirribosa) y fosfato alternados, y a cada azúcar se une una de las cuatro bases.
Las cuatro bases son adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Los enlaces entre bases mantienen unidas las dos cadenas, y el emparejamiento es estricto: la A se une siempre con la T, y la C siempre con la G. Una base con su azúcar y su fosfato es un nucleótido, y un par de bases a través de la escalera es un par de bases.
Por la regla del emparejamiento, una cadena predice la otra. Eso permite a la célula copiar su ADN antes de dividirse: cada cadena sirve de molde para construir a su pareja, y cada célula nueva recibe una copia exacta.
Dónde está el ADN y cuánto hay
Casi todas las células del cuerpo de una persona llevan el mismo ADN. La mayor parte está en el núcleo de la célula, donde se llama ADN nuclear, y una pequeña cantidad está dentro de las mitocondrias, las estructuras que convierten el alimento en energía utilizable, donde se llama ADN mitocondrial.
Un genoma humano, un conjunto completo de instrucciones, tiene unos 3000 millones de pares de bases. La molécula está empaquetada: el ADN se enrolla con fuerza alrededor de proteínas llamadas histonas para formar los cromosomas. Cada célula suele tener 23 pares de cromosomas, 46 en total, formados por 22 pares de autosomas y un par de cromosomas sexuales. Los cromosomas solo se ven al microscopio mientras la célula se divide y su ADN está más compactado.
Estirado en línea recta, el ADN de una sola célula humana mediría aproximadamente dos metros, una estimación muy citada, y por eso hace falta un empaquetado tan apretado.
Los genes y cómo los lee una célula
Un gen es la unidad física y funcional básica de la herencia: un tramo de ADN que lleva instrucciones. Algunos genes son instrucciones para fabricar proteínas, que el cuerpo necesita para funcionar. Muchos genes no codifican proteínas y ayudan en cambio a controlar otros genes. Su tamaño va de unos cientos de pares de bases a más de 2 millones.
El Proyecto Genoma Humano, desarrollado de 1990 a 2003, estimó al principio entre 20 000 y 25 000 genes que codifican proteínas. Trabajos posteriores dan unos 19 900. Los genes que codifican proteínas son solo una parte del genoma, y el resto de los 3000 millones de pares de bases sigue en estudio.
Para usar un gen, la célula lo copia primero en una cadena de trabajo de ARN mensajero, un paso llamado transcripción; el ARN usa la letra U en lugar de la T. Un ribosoma lee después el ARN mensajero de tres en tres letras. Cada triplete, o codón, elige un aminoácido, y la cadena de aminoácidos se pliega en una proteína con una forma determinada.
Cuánto nos parecemos y cómo se halló la doble hélice
Según el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de EE. UU., el ADN de dos personas cualesquiera es idéntico en un 99,9 %. El 0,1 % restante contiene variaciones que, junto con el entorno y la experiencia, ayudan a hacer único a cada individuo. Un pequeño número de genes, menos del 1 % del total, existe en versiones ligeramente distintas llamadas alelos.
La doble hélice fue descrita en 1953 por James Watson y Francis Crick en un artículo de dos páginas de la revista Nature, publicado el 25 de abril. Su modelo se apoyó en imágenes de rayos X del ADN, entre ellas la famosa Fotografía 51 de Rosalind Franklin y Raymond Gosling.
Lee tú mismo una cadena de ADN: el capítulo de VJOURNAL SMART BOOK
El libro de Biología de la serie VJOURNAL SMART BOOK, en VITON13 SCHOOL, tiene un capítulo titulado «Células y ADN». Un modelo 3D vivo está junto al texto y recorre cinco momentos: la multitud de unos 37 billones de células de un cuerpo (una estimación), el interior de una célula, la doble hélice con sus pares A-T y C-G, el camino del ADN al ARN y a la proteína, y la división celular.
En el laboratorio de pruebas bajo la imagen escribes una cadena de ADN y aparece la cadena pareja, con cada letra emparejada según la regla anterior, junto con el mensaje de ARN construido a partir de tu cadena. El capítulo termina con un breve test y las fuentes de sus datos.
En palabras sencillas
El ADN es un libro de recetas larguísimo escrito con solo cuatro letras. La célula guarda el libro a salvo en su núcleo y copia una receta cada vez para la cocina, donde se cocinan las proteínas.
Pruébalo
Abre el capítulo de las células, escribe la cadena ATGCCA en el laboratorio de pruebas y lee la cadena pareja que aparece.
Resultado esperado
La cadena pareja TACGGT, formada emparejando A con T, T con A, G con C y C con G.
Comprueba tu respuesta: Una cadena de ADN dice GGATC. ¿Qué dice la cadena pareja?
CCTAG, porque la G se empareja con la C, la A con la T y la T con la A.
Preguntas y respuestas
¿Qué significan las siglas ADN?
Ácido desoxirribonucleico. El nombre viene del azúcar de su esqueleto, la desoxirribosa, y de que es un ácido nucleico.
¿Qué diferencia hay entre ADN, gen y cromosoma?
El ADN es la molécula en sí. Un gen es un tramo de ADN que lleva instrucciones, a menudo para una proteína. Un cromosoma es ADN enrollado con fuerza con proteínas en un solo paquete; los humanos suelen tener 46, en 23 pares.
¿Cuánto ADN comparten dos personas?
El ADN de dos personas cualesquiera es idéntico en un 99,9 %, según el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de EE. UU. El 0,1 % restante contiene las variaciones que ayudan a hacer único a cada individuo.
¿Todo el ADN está en el núcleo de la célula?
Casi todo, pero una pequeña cantidad está dentro de las mitocondrias como ADN mitocondrial, según MedlinePlus Genetics.
¿En qué se diferencia el ARN del ADN?
El ARN suele ser una sola cadena que sirve de copia de trabajo de un gen, y usa la base U (uracilo) en lugar de la T. El ARN mensajero lleva el mensaje del núcleo al ribosoma, que construye la proteína.
Recuerda la regla del emparejamiento, A con T y C con G, y abre después el capítulo de las células, escribe una cadena y mira cómo aparecen su cadena pareja y su mensaje de ARN.
Fuentes y lecturas
- MedlinePlus Genetics, US National Library of Medicine: What is DNA? ↗Fuentes revisadas:
- NHGRI, US National Human Genome Research Institute: Deoxyribonucleic Acid (DNA) ↗Fuentes revisadas:
- MedlinePlus Genetics: What is a gene? ↗Fuentes revisadas:
- MedlinePlus Genetics: How many chromosomes do people have? ↗Fuentes revisadas:
- Nature, 1953: Watson and Crick, Molecular Structure of Nucleic Acids ↗Fuentes revisadas: