El ADN: el libro de recetas de la vida
Dentro de cada una de las células hay un libro de instrucciones llamado ADN (ácido desoxirribonucleico). Su función es guardar y transmitir la información genética que nos hace ser como somos. El ADN tiene una estructura de doble hélice, similar a una escalera de caracol, y está compuesto por cuatro bases: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Estas bases siempre se emparejan de la misma manera: A con T y C con G. Si quieres conocer más acerca de su descubrimiento, aquí te lo hemos contado: James Watson y la genética – Día Mundial del ADN – On Science
La mayor parte del ADN se encuentra en el núcleo y, en las células humanas, contiene alrededor de 3.000 millones de pares de bases. Esto equivale a hasta 2 metros de información en cada célula, meticulosamente plegados y organizados. Pero el récord del genoma más largo, hasta el momento, lo tiene el pequeño helecho Tmesipteris oblanceolata, con más de 160.000 millones de pares de bases.
Los genes: el texto subrayado
Aunque todos hemos oído hablar de genes, la ciencia sigue discutiendo su definición. La definición más tradicional es que los genes son segmentos específicos del ADN que contienen las instrucciones para construir proteínas. Menos del 2% del total del ADN cumple esta función. Con los avances en tecnología e investigación, nuestra comprensión de la complejidad y diversidad de los genes ha evolucionado.
Esta definición se ha ampliado para incluir también los genes no codificantes, aquellos que producen ARN que no se traduce en proteínas. Estos ARN pueden tener funciones reguladoras y estructurales, por ejemplo los llamados ARN largos no codificantes (lncRNAs) y los microARN (miRNAs). Así, una definición amplia de genes sería cualquier intervalo de ADN que se transcribe en una molécula de ARN funcional o que se transcribe en ARN y luego se traduce en una proteína funcional. La clave está en la funcionalidad.
Cocinando proteínas: los pilares funcionales
Las proteínas son moléculas compuestas por aminoácidos, y realizan todas las tareas importantes en las células, desde construir tejidos hasta combatir enfermedades. La forma en que los genes producen proteínas es la expresión génica, un proceso altamente regulado y preciso que consta de dos etapas.
Primero, el escriba copia la receta del gen en una molécula de ARN mensajero (ARNm), que viaja desde el núcleo hasta el citoplasma. Esta es la transcripción del mensaje.
Luego, contrata un intérprete para la traducción. Usando un código universal los ribosomas consiguen leer la receta contenida en el ARNm y con ayuda del ARN de transferencia (ARNt) se crean las proteínas.
Diferenciación celular: elige tu propia aventura
Si todas las células tienen el mismo ADN, ¿cómo saben en qué convertirse? La respuesta está en la diferenciación celular. Dependiendo de señales químicas y físicas del entorno, como proteínas y hormonas, ciertas partes del ADN se activan o desactivan. Es como si cada célula leyera una parte específica del libro de recetas, guiada por señales externas. Así, con el mismo ADN, se pueden formar distintos tipos celulares como en los libros de “elige tu propia aventura”. Las células especializadas luego se agrupan y comunican, formando estructuras complejas como el corazón, los pulmones o el cerebro.
Es asombroso cómo una molécula tan pequeña como el ADN puede contener toda la información necesaria para crear y mantener la vida. En sus secuencias de bases, se guardan las recetas para producir proteínas esenciales y regular todas las funciones celulares. La complejidad y exactitud de este proceso reflejan la maravilla de cómo una simple cadena de moléculas puede dar lugar a la diversidad y funcionalidad de los organismos vivos.