Cada forma de vida está hecha y controlada según una fórmula química, que responde a un código genético
GENES, CROMOSOMAS Y EL ADN
Cada forma de vida está hecha y controlada según una fórmula química, que responde a un código genético. Este código está contenido en las moléculas helicoidales (en forma de espiral) de ácido desoxirribonucleico, el ADN, colocadas en el interior de las células de los seres vivos.
El código genético es muy complejo. El de un cuerpo humano contiene entre 50.000 y 100.000 instrucciones separadas, llamadas genes, y cada una controla una característica diferente.
El cuerpo está formado por cien billones de células. Cada una de ellas posee un núcleo con miles de genes, unidades de la herencia que controlan la célula y definen algunas de nuestras características personales. Los genes que determinan el tipo de sangre que tenemos, la textura del cabello, el color de los ojos, etc.
Cada célula contiene dentro de sí un plano o código en miniatura formado por genes, que contiene las instrucciones necesarias para construir, reparar y mantener en funcionamiento el organismo.
Las primeras hipótesis
En el siglo IV a.C., Aristóteles planteó la hipótesis de que los caracteres biológicos se heredaban a través de la sangre. Esta teoría influyó mucho en la mentalidad del momento.
En el siglo XVII fueron descubiertos el óvulo y el espermatozoide, aunque no se entendieron bien sus funciones. Algunos pensaban que la célula masculina o la femenina portaba desde el principio una criatura diminuta totalmente formada. Las investigaciones del siglo XVIII revelaron que el espermatozoide se une al óvulo para formar un embrión.
Pero la explicación exacta de la herencia aún debía presentarse.
Primera teoría correcta de la herencia
Fue en 1866 cuando Gregor Mendel publicó la primera teoría correcta de la herencia. Descubrió lo que denominó rasgos hereditarios discretos ocultos en las células sexuales, y afirmó que éstos transmitían los caracteres a la descendencia, a través de sus experimentos con guisantes.
Estos rasgos hereditarios discretos hoy se llaman genes.
En 1910 se descubrió que los genes se hallan en los cromosomas, estructuras celulares formadas principalmente por proteína y ADN (ácido desoxirribonucleico).
Conociendo el importante cometido que desempeñaban las proteínas en otras funciones celulares, los científicos supusieron por años que las proteínas cromosómicas transmitían información genética, prueba de que los genes no se componían de proteína, sino de ADN.
En 1953, James Watson y Francis Crick descubrieron la estructura química del ADN (las hebras de moléculas dispuestas en espiral); la solución del misterio de la vida dio un paso tremendo.
El examen microscópico
La célula es la unidad básica de la vida. Todos los seres vivos vegetales, insectos, mamíferos, personas, están formados por células. Gracias al análisis del funcionamiento interno de éstas, se han descubierto muchos secretos de la biología molecular y la genética.
Un mundo microscópico
Las células presentan formas muy diversas: rectangulares, cuadradas, redondas, ovaladas o simplemente amorfas, como la ameba, que cambia de figura al moverse. La forma suele ser indicativa de la función. Así, algunas células musculares que se contraen al realizar su labor son largas y delgadas, y las células nerviosas, que transmiten mensajes por todo el cuerpo, poseen ramificaciones alargadas.
El tamaño de las células también varía. La mayoría son tan pequeñas que no se ven a simple vista, por esto han de estudiarse con aparatos especiales como el microscopio.
Ciertos detalles son tan complejos que no llegan a distinguirse completamente aún observándolas a través de él.
Cada célula está repleta de diminutas estructuras en miniatura. Sus diversos componentes se ensamblan para formar un todo que funciona de manera óptima.
El ADN: la molécula de la herencia
En su origen, el ser humano, al igual que las plantas y los animales pluricelulares, comienza a partir de la división celular en dos, luego en cuatro, y así sucesivamente. Luego se transforman mientras se van dividiendo las células en: musculares, nerviosas, cutáneas etc, hasta agruparse para formar tejidos (por ejemplo, un conjunto de células musculares produce tejido muscular). A su vez, los diversos tejidos forman órganos, como el corazón, los pulmones y los ojos.
El citoplasma, fluido gelatinoso, se encuentra bajo la delgada cubierta de cada célula. Luego viene el núcleo, separado del citoplasma por una fina membrana que se considera el centro de control, ya que dirige casi todas las actividades de la célula. El programa genético de la célula se encuentra en el núcleo, “escrito” con ADN.
Las moléculas de ADN están enroscadas estrechamente en los cromosomas de las células. Los genes, (segmentos de las moléculas de ADN), poseen toda la información necesaria para que seamos como somos.
El programa genético que porta el ADN es muy complejo y diferencia a cada ser vivo de los demás, logra que el perro sea distinto del pez; la cebra, de la rosa, y el sauce, de la avispa. Hace que cada ser humano sea diferente.
El ADN de una sola célula contiene muchísima información.
Se encarga de pasar la información hereditaria de una generación de células a la siguiente.
¿Cuál es su apariencia?
Es semejante a una escalera de caracol, o una escalera de travesaños retorcida y se compone de dos hebras enroscadas, una en torno de la otra. Ambas hebras se conectan entre sí por medio de combinaciones de cuatro compuestos llamados bases. Cada base de una hebra forma pareja con una base de la otra. Estos pares son los peldaños. La información genética que porta está determinada por el orden exacto que siguen las bases en la molécula de ADN. Esta secuencia determina casi todo lo referente al individuo: color del cabello, forma de la nariz, el color de ojos, etc.
El ADN, el ARN y la proteína
Las macromoléculas que más abundan en las células son las proteínas, al grado de constituir más de la mitad del peso neto de la mayoría de los seres. Éstas se componen de aminoácidos, algunos elaborados por el cuerpo y otros recibidos en la nutrición.
Funciones de las proteínas: transportan el oxígeno a todo el cuerpo de esto se encarga la hemoglobina, proteína que se halla en los glóbulos rojos de la sangre ayudan al organismo a combatir las enfermedades, los anticuerpos, que también son proteínas, y la insulina, que contribuye al metabolismo de los alimentos y a la regulación de diversas funciones celulares.
El organismo posee miles de proteínas de distintos tipos. De hecho, una sola célula puede contener centenares. Cada proteína desempeña un cometido específico, determinado por su gen del ADN.
Reproducción en 3D de la estructura del ADN
La elaboración de las proteínas: la información genética almacenada en el ADN se transfiere primero del núcleo al citoplasma, sede de los ribosomas (fábricas que sintetizan proteínas). La transferencia se realiza mediante un intermediario: el ARN (ácido ribonucleico). Los ribosomas leen las instrucciones del ARN y ensamblan la secuencia correcta de aminoácidos para formar la proteína que se precisa. Así pues, existe interdependencia entre el ADN, el ARN y la formación de las proteínas.
¿Que hay tras el misterio de la vida?
Es muy importante la actuación de las moléculas del ADN. El material genético debe realizar dos funciones requeridas por las células, de éstas se ocupa el ADN.
Primero se duplica con exactitud para que la información se transmita de una célula a otra. Segundo, la secuencia del ADN indica a la célula qué proteínas elaborará, con lo que determina el tipo y cometido de la célula. El ADN, con la colaboración de multitud de proteínas especializadas, lleva a cabo estos procesos.
Ahora bien, el ADN no puede crear vida por sí solo. Sus genes almacenan las instrucciones necesarias para elaborar las diversas proteínas que necesita la célula, entre ellas las que copian el ADN para la siguiente generación de células y las que lo ayudan a elaborar nuevas proteínas. No obstante, de nada valdría esa increíble cantidad de información si no se dispusiera del ARN y de las proteínas especializadas (entre ellas los ribosomas) que permiten leerla y utilizarla.
Tampoco pueden las proteínas producir vida por sí solas. De ahí que una proteína aislada no tenga la capacidad de formar el gen que contiene el código necesario para hacer más proteínas del mismo tipo.
