¿Qué es la genética molecular?

Cadenas de ADN.

La genética molecular es una rama de la genética que se enfoca en el estudio de los aspectos más íntimos y fundamentales de la herencia y la biología molecular. Esta disciplina se ha convertido en una pieza clave en la comprensión de los procesos biológicos que subyacen en la vida de todos los seres vivos, desde microorganismos hasta plantas, animales y seres humanos. En este artículo vamos a conocer en detalle qué es la genética molecular, cómo ha evolucionado a lo largo del tiempo y cuáles son sus aplicaciones en la actualidad.

¿Cuál es la estructura del ADN?

La genética molecular centra sus estudios en el tránsito y regulación de la información genética entre ADN, ARN y proteínas, abarcando dos campos, los genómicos y los proteómicos. Los ácidos nucleicos son biomoléculas que portan la información genética de los seres vivos.

El ADN (ácido desoxirribonucleico), es el ácido nucleico fundamental en la herencia de los organismos vivos. Es una molécula de dos cadenas dispuestas en doble hélice, cada una de ellas compuesta por unidades más pequeñas llamadas nucleótidos. Cada nucleótido consta de un azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada. Las bases nitrogenadas son esenciales en la información genética, ya que determinan la secuencia de ADN y, por lo tanto, la información genética que se hereda.

Las cuatro bases nitrogenadas que componen el ADN son adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Estas bases se unen por parejas específicas: adenina con timina (A-T) y citosina con guanina (C-G). Esta estructura de pares de bases es fundamental para la replicación y transmisión precisa de la información genética de una generación a otra.

Evolución de la genética molecular

La genética molecular ha experimentado un rápido desarrollo desde su inicio en el siglo XX hasta la actualidad. Algunos hitos importantes en su evolución incluyen:

1. Descubrimiento de la doble hélice del ADN (1953): James Watson y Francis Crick, junto con Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, describieron la estructura en forma de doble hélice del ADN formada por dos cadenas orientadas en direcciones opuestas (antiparalelas). Este descubrimiento fue fundamental para comprender cómo se almacena y se transmite la información genética.

2. Código genético (1960s): El desciframiento del código genético, que establece cómo las secuencias de ADN se traducen en proteínas, fue un avance fundamental en la genética molecular, ya que se entendió la base fundamental de la generación fisiológica de los organismos como sus tejidos.

3. Secuenciación del genoma humano (2003): El proyecto del Genoma Humano culminó en la secuenciación completa del ADN humano. Este logro revolucionó la medicina y la investigación genética, permitiendo la identificación de genes asociados con enfermedades y el desarrollo de terapias dirigidas.

Principales conceptos en genética molecular

Para comprender completamente la genética molecular, es importante familiarizarse con algunos conceptos clave:

1. Genes: Los genes son fragmentos de ADN que contienen información para la síntesis de proteínas específicas. Los genes son las unidades fundamentales de la herencia.

2. Replicación del ADN: Es el proceso mediante el cual el ADN se duplica. Antes de que una célula se divida, para que cada célula hija tenga el correspondiente juego cromosómico completo, es esencial que el genoma se duplique. Por lo tanto, la replicación es esencial para transmitir información genética a la descendencia.

3. Transcripción: La transcripción es el proceso en el que se genera una molécula de ARN a partir de una secuencia de ADN concreta de un gen. El ARN mensajero (ARNm) lleva la información genética fuera del núcleo celular para la síntesis de proteínas.

4. Traducción: La traducción es el proceso en el que el ARNm se utiliza como molde para generar proteínas a partir de aminoácidos. Este proceso ocurre en los ribosomas, pequeños orgánulos celulares.

5. Mutaciones: Las mutaciones son cambios en la secuencia de ADN de un determinado organismo. Pueden ser la base de la variación genética y, en algunos casos, están relacionadas con enfermedades genéticas.

6. Regulación genética: Los genes pueden activarse o desactivarse en respuesta a señales celulares y ambientales. La regulación genética es fundamental para el funcionamiento adecuado de las células y los tejidos en el organismo.

¿Para qué sirve la genética molecular?

La genética molecular tiene una amplia gama de aplicaciones en diversos campos, incluyendo:

1. Medicina: La genética molecular identifica genes relacionados con enfermedades. Estos conocimientos se utilizan en el diagnóstico, prevención, tratamiento, monitorización y pronóstico de dichas enfermedades.

2. Biotecnología: La modificación genética de organismos para la creación o modificación de productos para usos específicos, como por ejemplo la generación de organismos modificados genéticamente (OMG), se realizan mediante procesos de ingeniería genética, una rama de la genética molecular.

3. Evolución y Ecología: La genética molecular tiene su aplicación en el proceso de rastrear la evolución de especies y comprender las interacciones entre organismos en los ecosistemas.

4. Criminalística: La genética molecular, en particular el análisis de ADN se emplea en la identificación de personas en investigaciones criminales y pruebas de paternidad.

5. Investigación básica: La genética molecular se utiliza en la investigación científica para comprender los procesos biológicos más básicos y fundamentales.

Conclusión

La genética molecular es una disciplina que ha transformado nuestra comprensión de la herencia, la biología y la medicina. Al estudiar la estructura y función del ADN, los procesos de replicación, transcripción y traducción, así como el desarrollo de técnicas moleculares tan importantes como la secuenciación, los científicos han logrado avances significativos en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades genéticas, la modificación genética de organismos y la comprensión de la evolución y la ecología. La genética molecular sigue siendo un campo en constante evolución, con el potencial de continuar transformando nuestra comprensión de la vida en el futuro.

Completa tu formación en Biología para la enseñanza en Bachillerato con el Curso de cualificación para la enseñanza de Biología de la Universidad Isabel I.