ADN
Col·laboració de Max Tovias per al capítol Visions de ciència
L’àcid desoxirribonucleic (ADN) és una macro-molècula extremadament simple d’estructura. Forma part dels anomenats àcids nucleics, igual que l’àcid ribonucleic (ARN). Aquests àcids són els responsables dels caràcters hereditaris i de la síntesi proteica. Nosaltres com a éssers vius tenim unes característiques físiques determinades, i aquesta informació es troba a l’ADN, a dins dels cromosomes, els quals al seu torn es troben a l’interior de les cèl·lules (la unitat funcional mínima), i aquestes cèl·lules constitueixen els teixits que permetran l’existència dels òrgans del cos d’un ésser humà i de qualsevol organisme viu.
Quan la cèl·lula està en fase de repòs, l’ADN es troba dispers en el nucli en forma de cromatina, però en el moment de la divisió cel·lular es condensa i adopta la forma de cromosomes.
Els segments d’ADN que porten aquesta informació genètica reben el nom de gens, però altres seqüències d’ADN tenen una funció estructural o estan implicats en la regulació de l’ús d’aquesta informació genètica.
L’ADN està constituït per quatre subunitats que es van repetint en una cadena molt llarga: els nucleòtids. Cada nucleòtid està format per 3 components: el fostat, el sucre i una base nitrogenada. Els dos primers son invariables i son presents en tots els nucleòtids, i el tercer component va canviant. Aquest canvi entre nucleòtids es dona perque existeixen fins a quatre tipus de bases nitrogenades a l’ADN: l’Adenina, la Citosina, la Guanina i la Timina.
El que permet diferenciar un nucleòtid d’un altre, doncs, és aquest tercer component (la base nitrogenada); per aquest motiu quan parlem d’una seqüència de l’ADN només fem menció de la seqüència de les seves bases. Aquests nucleòtids es disposen al llarg de dues cadenes complementaries que es retorcen com una doble hèlix. Diem complementaries perquè cada una només pot vincular-se amb una altra d’específica. Si en una de les cadenes hi ha una C, a l’altra hi haurà una G. Si hi ha una A, a l’altra, hi haurà una T. La successió d’aquests elements determina la constitució dels gens, que corresponen a fragments específics d’ADN.
L’àcid ribonucleic (ARN), l’altre dels àcids nucleics, és una molècula d’estructura similar a la de l’ADN. Només hi ha una petita diferencia entre l’una i l’altra. En comptes de tenir una timina, com en el cas de l’ADN, l’àcid ribonucleic té un quart element anomenat uracil.
La informació genètica que conté l’ADN ha de servir per formar proteïnes. I per a fer-ho utilitza l’ARN, que el que fa es copiar el material genètic. A l’ADN les cadenes es separen temporalment i una d’elles, només una, es copia i es reprodueix en forma d’ARN. Una vegada aquesta informació s’ha copiat, l’ARN surt del nucli i va cap al citoplasma (on es fan la gran majoria de les funcions cel·lulars) per formar la proteïna. Tot aquest procés de copiat rep el nom de “Transcripció”.
La informació continguda en l’ARN s’ha de traduir per a poder ser utilitzada. Aquest procés rep el nom de “Traducció”, i es porta a terme utilitzant el codi genètic. Aquest codi s’encarrega d’agrupar de tres en tres els nucleòtids per a després obtenir un aminoàcid i més tard la proteïna.
Un canvi per petit que sigui en un nucleòtid pot provocar un canvi també a la proteïna, una anomalia que pot desencadenar en una anèmia per exemple.
El gen és un fragment de l’ADN que porta la informació per a formar proteïnes. Però en un gen no tot es tradueix. No tot l’ADN es transcriu i posteriorment es tradueix. A l’ARN inicial s’eliminen una sèrie de trossos, els introns, i el resultat és un ARN madur, constituït només per la part que si es transcriurà, els exons.
En el procés de divisió cel·lular tot el genoma es duplica. Es fa una còpia de cada cèl·lula, i el resultat són dues dobles hèlix d’ADN, el doble del normal. La cèl·lula es divideix en dos i cada còpia anirà a una de les dues cèl·lules creades en la divisió. El mecanisme de la replicació és complex i requereix la intervenció de múltiples enzims i proteïnes iniciadores. Aquesta duplicació del material genètic fa que les dues cadenes complementàries d’ADN original (A i B) es separin. Aquestes cadenes (A i B) serviran de motlle per a la creació de dues noves cadenes complementaries (Aa i Bb). El resultat seran dues parelles de cadenes en forma d’hèlix. Aa serà complementaria de A, i Bb serà complementaria de B. En totes dues cadenes resultants hi ha una de les cadenes de l’ADN original.
L’ADN té la propietat de reproduir-se idènticament, i aquesta és la raó per la qual la informació genètica es transmet d’una cèl·lula mare a les cèl·lules filles. I aquesta és, també, l’essència de la herència del material genètic.
Col·laboració de Max Tovias per al capítol Visions de ciència