Todos sabemos que los elefantes solamente pueden engendrar crías de elefante y las jirafas crías de jirafa, los perros cachorros de perro y, así sucesivamente, en todas las especies de seres vivos.

La respuesta yace en una molécula llamada ácido desoxirribonucleico (ADN), la cual contiene las instrucciones biológicas que hacen de cada especie algo único.

En el ADN, están las instrucciones que se pasan de los organismos adultos a sus descendientes durante la reproducción.

Dónde se encuentra el ADN.
En las células llamadas eucariotas (que tienen un citoplasma), el ADN se encuentra en el nucleo de la célula.
Cada molécula de ADN debe estar empaquetada de forma muy compacta y precisa en el cromosoma.
Durante la división celular, el ADN se encuentra en su forma compacta de cromosoma para hacer posible la transferencia a nuevas células. El ADN se desenrolla para que pueda ser copiado.
El conjunto completo de ADN nuclear de un organismo se conoce como su genoma.

Además del ADN ubicado en el núcleo, los seres humanos y otros organismos complejos también tienen una pequeña cantidad de ADN en otras estructuras celulares adicionales conocidas como mitocondria, que son organismos celulares encargados de suministrar la mayor parte de energía que la célula necesita para funcionar correctamente.

Composición del ADN.
El ADN está formado por unos componentes químicos básicos denominados nucleótidos.
Estos componentes básicos incluyen un grupo fosfato, un grupo de azúcar y uno de cuatro tipos de bases nitrogenadas alternativas.
Para formar una hebra de ADN, los nucleótidos se unen formando cadenas, alternando con los grupos de fosfato y azúcar.
Los cuatro tipos de bases nitrogenadas encontradas en los nucleótidos son: adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C).

En el caso de los seres humanos, la colección completa de ADN, o el genoma humano, consta de tres mil millones de bases organizadas en 23 pares de cromosomas y, conteniendo, alrededor de 20 000 genes.

Qué hace el ADN
El ADN contiene las instrucciones que un organismo necesita para desarrollarse, sobrevivir y reproducirse. Para realizar estas funciones, las secuencias de ADN deben ser transcritas a mensajes que puedan traducirse para la fabricación proteínas, que son las moléculas complejas que hacen la mayor parte del trabajo en nuestro cuerpo.
Las instrucciones del ADN se usan para elaborar proteínas en un proceso de dos pasos, como sigue:
Primero, unas proteínas especializadas denominadas enzimas leen la información en una molécula de ADN y la transcriben a una molécula intermediaria llamada ácido ribonucleico mensajero, o ARNm.

La función del ADN
El ADN tiene la función de “guardar información”. Es decir, contiene las instrucciones que determinan la forma y características de un organismo y sus funciones.
A través del ADN se transmiten esas características a los descendientes durante la reproducción, tanto sexual como asexual. Todas las células, procariotas y eucariotas, contienen ADN en sus células.

La estructura del ADN
El ADN está organizado en cromosomas.
En las células eucariotas los cromosomas son lineales, mientras que los organismos procariotas como las bacterias, presentan cromosomas circulares.
Para cada especie, el número de cromosomas es fijo.
Los seres humanos tienen 46 cromosomas en cada célula somática (no sexual), agrupados en 23 pares, de los cuales 22 son autosomas y un par es sexual. Una mujer tendrá un par de cromosomas sexuales XX y un varón tendrá un par XY.

La síntesis de proteínas

Las proteínas son macromoléculas que cumplen funciones variadas. Hay proteínas estructurales, otras son enzimas, otras transportan oxígeno como la hemoglobina, hay proteínas involucradas en la defensa inmunitaria, como los anticuerpos, otras cumplen funciones de hormonas como la insulina, etc.
Así como el ADN está compuesto a partir de nucleótidos, las proteínas están compuestas a partir de aminoácidos.

Hay 20 aminoácidos diferentes y, cada proteína, tiene una secuencia de aminoácidos particular.
El proceso de síntesis de proteínas consta básicamente de dos etapas: la transcripción y la traducción. En la primera etapa, las “palabras” (genes) escritas en el ADN, en el lenguaje de los nucleótidos se copian o se transcriben a otra molécula, al ARN mensajero (ARNm).
En la segunda etapa, el ARNm se traduce al idioma de las proteínas, el de los aminoácidos.
Este flujo de información se conoce como el “dogma central de la biología”.

La transcripción.
Durante la transcripción la enzima ARN polimerasa, copia la secuencia de una hebra del ADN y fabrica una molécula de ARN, complementaria al fragmento de ADN transcripto.
El proceso es similar a la replica del ADN, pero la molécula nueva que se forma es de cadena simple y se denomina ARN.
Se denomina ARN mensajero, porque va a llevar la información del ADN hacia los ribosomas, las organelas encargadas de fabricar las proteínas. El ARN, o ácido ribonucleico, es similar al ADN, aunque, no igual. El ARN se diferencia del ADN, en que es de cadena simple, en lugar del azúcar desoxirribosa tiene ribosa y en lugar de la base nitrogenada timina, (T), tiene uracilo (U).

El ADN y la biotecnología moderna

Cuando los científicos comprendieron la estructura de los genes y cómo la información que portaban se traducía en funciones o características, comenzaron a buscar la forma de aislarlos, analizarlos, modificarlos y hasta de transferirlos de un organismo a otro para conferir una nueva característica. Justamente, de eso se trata la ingeniería genética, a la que podríamos definir como un conjunto de metodologías que nos permite transferir genes de un organismo a otro y que dio impulso a la biotecnología moderna. La ingeniería genética permite clonar (multiplicar) fragmentos de ADN y expresar genes (producir las proteínas para las cuales estos genes codifican) en organismos diferentes al de origen. Así, es posible obtener proteínas de interés en organismos diferentes del original del cual se extrajo el gen, mejorar cultivos y animales, producir fármacos y obtener proteínas que utilizan diferentes industrias en sus procesos de elaboración.

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