Catálogo de la Colección "Derecho, Economía y Sociedad" Sitio Oficial de la Facultad de Derecho de la Universidad de Buenos Aires

Regulación jurídica de las biotecnologías

Curso dictado por la Dra. Teodora Zamudio

Equipo de docencia e investigación UBA~Derecho

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ADN nuclear


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þPresupuestos & Condiciones de contorno

þHipótesis iniciales

Ud. está en esta Unidad pedagógica

1. Bases biológicas

otras Clases de esta Unidad Componentes y Evolución del mundo viviente
A- La materia inerte y los seres vivos
- 1. La célula
- 2. Las moléculas marginales de la biología
Sistematización biológica
B- Reproducción, herencia y evolución
Reproducción celular
Reproducción de los organismos vivos
- 1. Particulares de los reinos biológicos
- 2. Particularidades del Homo sapiens sapiens
C- La química de la herencia y la genética molecular
ADN nuclear
- 1. La replicación del ADN
- 2. La transcripción y la traducción
Otras organizaciones y expresiones génicas
Interacciones génicas
Genoma Humano
Anormalidades cromosomáticas
D- Selección natural y variabilidad
- 1. Evolución de los caracteres morfológicos
- 2. Caracteres culturales de la evolución
 

2. Herramientas biotecnológicas

3. Biodiversidad

4. Ecología/Alimentación

5. Genoma Humano

6. Economía

7. Análisis ético y bio-ético

Los cromosomas[1], al igual que todas las partes de una célula viva, están compuestos por átomos ordenados en moléculas. Los primeros análisis químicos del material hereditario mostraron que:

â el cromosoma eucariótico está formado por ácido desoxirribonucleico (ADN) y proteína, en cantidades aproximadamente iguales, y que

â cumple con los cuatro requisitos que le permiten desempeñar su función de responsable de la transmisión hereditaria:

jlleva la información genética de célula madre a célula hija, y de generación en generación; además, esta información es transmitida en grandes cantidades.

contiene información para poder hacer una copia de sí mismo y la hace con gran precisión.

les químicamente estable y de este modo garantiza el “transporte” fidedigno de la información genética.

es capaz de mutar, de alterar los genes y copiar tales “errores” tan fielmente como el original, con ello garantiza la variación y la evolución genética de las especies.

Las cadenas de ADN están formadas por el enlace de nucleótidos (los que también conforman el ARN, la molécula encargada de transcribir el mensaje genético del ADN y traducirlo a proteínas).

Gráfico 1 Conformación de la doble cadena de ADN.

 Los nucleótidos son moléculas complejas, formadas por un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos (que puede ser ribosa[2] o desoxirribosa[3]) y una base nitrogenada (que puede ser de dos tipos: purinas o pirimidinas)[4]. Los enlaces son posibles merced a las reacciones de condensación[5] que implican a los grupos hidroxilo de las subunidades de fosfato y de azúcar.

El esqueleto de la molécula de ADN[6] está dado por la secuencia fosfato-azúcar-fosfato de los nucleótidos[7] y su disposición en cada rama dependerá de los puentes de hidrogeno de su base nitrogenada -que está unida covalentemente al grupo fosfato y al azúcar- con la base nitrogenada del nucleótido complementario[8]. El ensamble, así logrado, mantendrá unidas a las dos ramas formando la doble cadena helicoidal, con gran variedad en la secuencia de bases y con una dirección (de 5´a 3´), opuesta en cada rama, que son, así, antiparalelas.  Una secuencia de nucleótidos que permite la síntesis de una proteína constituye un gen -unidad de la herencia en un cromosoma-. Los genes están ubicados linealmente sobre la cadena de ADN y cada uno de ellos ocupa un lugar particular llamado locus, el que puede ser o no, continuo. El conjunto completo de genes asociados de un organismo es llamado genoma.

Gráfico 2 Tipos de ADN: A-ADN, Z-ADN, B-ADN.

Fuente: The Tech. M.I.T.

El ADN de cada cromosoma está formado por una sola molécula de, aproximadamente, 3 y 4 centímetros de largo, por lo que se calcula que el ADN de doble cadena de la totalidad de las células del cuerpo humano -con sus 46 cromosomas cada una- alcanza los 25.000 millones de kilómetros. La hélice que forma es habitualmente dextrosa (tipo B) y está fuertemente enrollada, pero puede estar débilmente enrollada (tipo A), o enroscarse hacia la izquierda (tipo Z, siniestrosa) lo que afecta la expresión de los genes. El ADN está asociado a proteínas y el conjunto es llamado cromatina; la mayor parte de esas proteínas son histonas, de carga positiva por lo que atrae al ADN que es ácido, negativo. Las histonas son las responsables primarias del plegamiento de las hebras de ADN que conforman los cromosomas.

La unidad de empaquetamiento fundamental de la cromatina es el núcleosoma (formado por algunos de los tipos de histonas), alrededor del cual se enrolla el ADN -como un hilo en un carretel-; el siguiente paso de la condensación tiene lugar cuando la fibra -el ADN enrollado sobre el núcleosoma- forma bucles, el conjunto de los cuales, aún más condensados, dan forma al cromosoma, a modo de “X”, que se ve durante la mitosis y la meiosis.

Para el cumplimiento de sus funciones, esto es: la transmisión hereditaria de la información genética y la dirección del metabolismo de los organismos vivos, el ADN debe llevar a cabo dos procesos específicos: su replicación, y su trascripción y su traducción, respectivamente.


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NOTAS:

[1] Cuando las células no van a reproducirse el ADN es sólo distinguible como una maraña de hilos largos y muy delgados, a este conjunto se lo llama cromatina;  pero tan pronto como la división se prepara, las moléculas se condensan, enrollándose sobre proteína histona, y constituyen los cromosomas que pueden verse a través del microscopio electrónico como pares ordenados en forma de X.

[2] En la ribosa, el carbono 2´ lleva un átomo de hidrógeno por encima del plano del anillo y un grupo hidroxilo por debajo del plano. Es la subunidad que forma el ácido ribonucleico (ARN)

[3] En la desoxirribosa, el carbono 2´ reemplaza el grupo hidroxilo por un átomo de hidrógeno. Es la subunidad que forma el ácido desoxirribonucleico (ADN).

[4] Las  purinas (adenina y guanina) tienen una estructura de dos anillos; y las pirimidinas (timina, citosina y uracilo -éste está presente en las cadenas de ARN en lugar de la timina del ADN-) tienen una estructura de un solo anillo.

[5] La condensación es un tipo de reacción química en la cual dos moléculas se unen para formar una más grande, escindiéndose simultáneamente una molécula de agua. Son ejemplos de este tipo de biosíntesis la formación de polímeros (v.gr., polisacáridos y polipétidos) a partir de monómeros (v.gr., monosacáridos y aminoácidos).

[6] Explicado en 1953, por James Watson (norteamericano) y Francis Crick (inglés) de acuerdo a un modelo construído en el laboratorio Cavendish de la Universidad inglesa de Cambridge sobre la base de las fotografías de difracción del ADN por rayos X tomadas, poco antes, por Maurice Wilkind y Rosalind Franklin en el King´s College de la Universidad de Londres. El ADN fue aislado por primera vez en 1869 por un médico alemán, Friedrich Miescher, (contemporáneo de Darwin y Mendel) y responsabilizado de la transmisión hereditaria por O.T. Avery de la Universidad Rockefeller, en 1943.

[7] Cada grupo fosfato está unido al carbono 5´ de una subunidad de azúcar y al carbono 3´ de la subunidad de azúcar del nucleótido contiguo (así cada rama de la cadena de ADN siempre comenzará en un extremo 5´ y concluirá en uno 3´).

[8] Los nucleótidos no pueden ser ligados de dos en dos de cualquier manera, sino por uniones débiles de hidrógeno (uniones hidrogenadas que involucran una purina y una pirimidina), que sólo pueden dar como complementarios a adenina (A) con timina (T) -formando dos puentes de hidrógeno- y guanina (G) con citosina (C) -formando tres puentes de hidrógeno-. Las parejas de base apareadas que se sitúan perpendicularmente al esqueleto molecular o eje de la rama conforman la hélice o escalones de la escalera en espiral.

 

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Colección: Derecho, Economía y Sociedad

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Última modificación: 09 de Julio de 2005

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