Conceptos básicos de genética

Siempre se habla mucho de genes, ADN y ARN, células eucariotas y procariotas, pero nunca nos hemos parado a decir qué es cada cosa para aquellos que están un poco perdidos en este mundo. Así que vamos a empezar con un breve resumen de lo que es cada cosa y meternos un poco en el mundo de la biología más básica.
Las células pueden ser de dos tipos: eucariotas o procariotas. La principal característica es que las eucariotas tienen el material genético encerrado en un núcleo (gracias a un sistema de membranas que hace que existan más orgánulos) y las procariotas no. El material genético de todos los seres vivos es ADN de doble cadena, mientras que en los virus (en la frontera de lo que es un ser vivo) puede haber ARN de cadena sencilla o doble o ADN de una o dos cadenas.

El ADN es una molécula de doble cadena en forma de hélice mucho más estable que el ARN y sirve como almacén de la información genética. Es como el disco duro de la célula donde se guarda cómo tiene que ser, cómo debe alimentarse, relacionarse con el medio, reproducirse… El ARN en cambio son un conjunto de moléculas que realizan diversas funciones. Hay tres tipos principales de ARN: el ARN ribosómico, el transferente y el mensajero.
El ARN mensajero (ARNm) es el mediador entre en ADN y la proteína. Es decir, él mismo lleva la información para que se fabriquen las proteínas gracias a su secuencia. El ARN ribosómico (ARNr) forma, junto con algunas proteínas, el ribosoma, la gran factoría de proteínas de la célula. Y el ARN transferente (ARNt) transporta aminoácidos hasta el ribosoma para poder formar la proteína. Existen otro tipos de ARN que tienen actividades reguladoras y otros con funciones catalíticas (típicas de las enzimas, un tipo de proteínas) de los que aun se desconocen muchas cosas y en los que se está avanzando mucho en su estudio. El proceso que hace que pase la información del ADN al ARN se llama transcripción (retrotranscripción si pasamos de ARN a ADN), y la traducción es el que pasa del ARN a la proteína. Un gen no sería más que un fragmento de ADN que codifica para una proteína o un ARN, es decir, ADN que se transcribe.

El ADN de los procariotas se encuentra en el citoplasma (ya que no existe núcleo) aunque se agrupa en una zona llamada nucleoide y es circular. Además del ADN cromosómico existe el ADN plasmídico o plásmido, que es material genético accesorio no indispensable para la célula, no presente en todas las células y que puede otorgar diferentes funciones como resistencias a antibióticos, factores de virulencia para causar enfermedades, o genes para degradar moléculas complejas.
En los eucariotas el ADN es lineal y se encuentra en el núcleo (es lo que conocemos como cromosomas), pero además lo podemos encontrar en las mitocondrias y los cloroplastos. El ADN de estos orgánulos es circular, debido a que el origen de ambos orgánulos son unas bacterias que entraron en simbiosis con la célula y se quedaron a vivir allí. Podemos decir que son células dentro de células. Con el tiempo han ido perdiendo algunos genes que no les eran esenciales, puesto que esas funciones las realizaban proteínas codificadas por genes del núcleo o mandaron a sus propios genes al núcleo donde se integraron en el ADN nuclear.

El material genético puede ser intercambiado de forma natural entre microorganismos, sobre todo en bacterias, pero también hay casos documentados en eucariotas, como animales con genes de hongos (el caso de pulgones y ácaros que tienen los genes de la síntesis de los carotenos de hongos). Este fenómeno se llama Transferencia Horizontal de Genes (la vertical es pasar tus genes a tu descendencia) y es más común de lo que se pensaba, ya que los recientes proyectos de secuenciación de genomas lo están poniendo de manifiesto y es el mismo por el cual mitocondrias o cloroplastos pasan genes al núcleo celular.
En procariotas ocurren generalmente de tres formas: transformación, transducción y conjugación.
La transformación es el proceso por el que una célula incorpora ADN o ARN y lo expresa de otra célula que había en el medio y que es lisada (se le rompe la membrana celular y su contenido es vertido al medio). Esta técnica es utilizada también en los laboratorios para introducir ADN exógeno en una célula (eucariota o procariota) y se hace de diversas modos, como bombardeando la célula, dando choques osmóticos y térmicos o eléctricos o en el caso de la plantas, usando una bacteria, Agrobacterium, que inyecta de manera natural, un trozo de ADN en la planta.
La transducción es el proceso por el que el ADN de una bacteria pasa a otra a través de un virus bacteriano (bacteriófago o fago). El empaquetamiento del genoma del fago suele ser poco fiel y a veces se empaquetan de forma accidental pequeños fragmentos de ADN bacteriano junto al genoma del fago. Y también genes del fago pueden quedar en el cromosoma bacteriano. En células animales también se introduce el ADN mediante virus y el proceso a veces es llamado transfección.
La conjugación es el proceso por el que una célula bacteriana viva transfiere material genético a través del contacto con otra célula mediante una estructura proteica que se conoce como pilus a través de la formación de un puente de conjugación que conecta el citosol de ambos organismos.

Víctor Tagua

Victor Tagua

Doctor en Genética y Biología Molecular. Investigador en Biomedicina y Biotecnología. Apasionado de la divulgación en varios formatos.
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