La Genética y la Replicación del ADN

El Proceso de Replicación del ADN

La replicación del ADN es un mecanismo biológico esencial que permite duplicar la información genética de una célula para su transmisión a las células hijas. Este proceso inicia en puntos específicos de los cromosomas llamados orígenes de replicación y procede en dos direcciones, formando horquillas de replicación que avanzan en sentidos opuestos. Las enzimas helicasas desenrollan la doble hélice del ADN, y las proteínas de unión a cadena simple previenen que las cadenas se vuelvan a aparear. Las topoisomerasas alivian la tensión que se produce por el desenrollamiento, cortando y religando las cadenas de ADN. La síntesis de ADN comienza con un cebador de ARN, colocado por la ARN primasa, que proporciona un punto de inicio para la adición de nucleótidos por parte de las ADN polimerasas. La cadena líder se sintetiza de manera continua, mientras que la cadena rezagada se forma en segmentos discontinuos conocidos como fragmentos de Okazaki, que son unidos por la ADN ligasa. En eucariotas, la telomerasa añade secuencias repetitivas en los extremos de los cromosomas para prevenir la pérdida de información genética durante la replicación. La replicación es antiparalela, con una nueva cadena creciendo en dirección 5' a 3' y la complementaria en dirección opuesta. La ADN polimerasa también posee una función de revisión para corregir errores que puedan surgir durante la síntesis de ADN.

El Dogma Central de la Biología Molecular

El Dogma Central de la Biología Molecular establece el flujo unidireccional de información genética desde el ADN a las proteínas, a través de dos procesos fundamentales: la transcripción y la traducción. En la transcripción, una secuencia de ADN sirve de molde para la creación de una molécula de ARN mensajero (ARNm), que luego se desplaza al citoplasma en eucariotas o permanece en el mismo lugar en procariotas. En eucariotas, la transcripción y la traducción están separadas tanto espacial como temporalmente, con la transcripción ocurriendo en el núcleo y la traducción en el citoplasma. El ARNm eucariótico es procesado antes de la traducción, incluyendo la adición de una tapa al 5' y una cola poli-A al 3', así como el empalme para eliminar intrones y unir exones. La traducción convierte la secuencia de bases del ARNm en una secuencia de aminoácidos, formando una proteína, mediante el código genético, que asigna a cada codón un aminoácido específico. Este código es casi universal y es compartido por la mayoría de los organismos vivos.

La Estructura y Función de los Cromosomas

Los cromosomas son estructuras complejas compuestas por ADN y proteínas, principalmente histonas, que organizan y compactan el material genético en la cromatina dentro de las células eucariotas. Los nucleosomas, formados por ADN enrollado alrededor de octámeros de histonas, son la unidad fundamental de la cromatina. La condensación de la cromatina varía a lo largo del ciclo celular, alcanzando su máxima compactación en los cromosomas durante la mitosis y la meiosis. Cada cromosoma consiste en dos cromátidas hermanas unidas por un centrómero durante estas fases. La morfología de los cromosomas, determinada por la posición del centrómero y la longitud de los brazos, se clasifica en metacéntricos, submetacéntricos y acrocéntricos. Las células somáticas son diploides, con dos juegos de cromosomas homólogos, mientras que las células germinales o gametas son haploides, con un solo juego de cromosomas, lo que es fundamental para la diversidad genética y la reproducción sexual.

Diploidía y Haploidía en la Genética

La diploidía y la haploidía son conceptos clave en genética que describen el número de conjuntos de cromosomas en una célula. Las células somáticas son diploides (2n), conteniendo dos juegos de cromosomas homólogos, uno heredado de cada progenitor. Las células sexuales, o gametas, son haploides (n), con un solo juego de cromosomas. La unión de gametas haploides durante la fertilización forma un cigoto diploide, restableciendo el número diploide característico de la especie. Los cromosomas homólogos tienen la misma estructura y secuencia de genes, pero pueden portar alelos diferentes, lo que contribuye a la variabilidad genética. La conservación del número de cromosomas a través de las generaciones es esencial para la herencia genética y la estabilidad de las especies.