PREGUNTA 23: ¿PARA QUÉ SIRVE EL ADN?

(Podrás encontrar respuesta a ésta y otras preguntas en mi canal de youtube Un paseo con Darwin)

Las funciones biológicas del ADN se pueden sintetizar en tres: autoduplicación y transferencia a células nuevas; almacenamiento de genes; y la especificación de proteínas. Veamos un poco más en detalle en qué consisten cada una de estas funciones.

La autoduplicación del ADN se lleva a cabo mediante un proceso conocido como replicación. En éste, las dos cadenas de ADN se separan para servir de molde en la síntesis de dos nuevas cadenas que va a ser complementaria a las originales. El trabajo de duplicación es llevado a cabo por una enzima llamada ADN polimerasa, y el resultado final van a ser dos moléculas de ADN, exactamente iguales a la primera, que contendrán, cada una, una cadena original y otra nueva. Por este motivo, se dice que la replicación es un proceso semiconservativo. En los organismos eucariotas, dentro del ciclo celular existe una fase conocida como interfase que es en la que se da la duplicación del ADN. A continuación, gracias a otro proceso, denominado Mitosis, el material genético será separado y distribuido en las dos células hijas.

La segunda de las funciones, como hemos dicho, es la de almacenar genes. Éstos son la base de la herencia, es decir, son los responsables de hacer que las características de una célula o de un organismo se mantengan en su descendencia. Por eso es fundamental que esta información sea guardada de manera segura y precisa, y para que esto sea así, el ADN se dispone en cromosomas, que están altamente compactados y en ellos los genes se encuentran organizados y seguros de cualquier tipo de daño tanto físico como químico.  

La última de las funciones del ADN es la de servir como libro de instrucciones para dar lugar a las proteínas. Esto se lleva a cabo mediante la ejecución sucesiva de dos procesos conocidos como transcripción y traducción. Mediante el primero de ellos, el ADN genera un ARN llamado “mensajero” (mRNA) y mediante el segundo se generan las proteínas gracias a las reglas contenidas en el código genético, que permite establecer una relación única entre un triplete de mRNA y un aminoácido.

PREGUNTA 22: ¿QUÉ SON LAS PRUEBAS DE ADN?

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Normalmente, al hablar de pruebas de ADN la mayoría de la gente hace referencia a los test de paternidad. Y éstos se basan en el hecho de que la totalidad de nuestro ADN nuclear procede, al cincuenta por cierto, de nuestro padre y de nuestra madre (a través de sus óvulos y espermatozoides, respectivamente).

Estas pruebas vienen realizándose en su formato actual (con variaciones en el análisis matemático, pero igual en el fundamento genético) desde la década de los noventa del siglo XX. Anteriormente a esta fecha lo que se hacía era estudiar el grupo sanguíneo de los padre y del hijo, y compararlos. El inconveniente de este método era que la posibilidad de que aparecieran falsos positivos era altísima. Así que sólo era válido para resultados negativos.

Entonces, ¿qué paso para que esto dejara de ser así? ¿Por qué cambió la metodología? ¿Por qué hoy se dice que las pruebas son fiables en un 99,9999 de los casos? Pues lo que sucedió, sencillamente, fue que fueron descubiertas unas regiones del ADN llamadas microsatélites cuyo uso vino a revolucionar los análisis de paternidad. ¿Y qué son los microsatélites? Pues no son otra cosa que repeticiones en tándem de uno o varios nucleótidos (que son las unidades estructurales del ADN) un número de veces determinadas en una región del genoma. ¿Y cuántos tipos de microsatélites exitesn? Pues, básicamente, se diferencian en SSR o STR, según estén contenidos en la secuencia repetida un único nucleótido o varios, respectivamente, siendo los utilizados para realizar los análisis de paternidad los STR.

A efectos prácticos lo que se hace es, en primer lugar, extraer el ADN de una muestra biológica. Ésta puede proceder de cualquier tejido humano (pelo, uña, sangre, etc.) y no lleva más de una hora en cualquier laboratorio. A continuación se procede al análisis propiamente dicho, y mediante éste obtendremos un perfil genético determinado que va a ser único para cada individuo (salvo en el caso de gemelos univitelinos). Por último, un riguroso estudio matemático va a establecer relaciones entre los perfiles de los parentales y del hijo, y nos va a dar un número que representa la probabilidad de que exista un vínculo biológico entre los individuos.

PREGUNTA 21: ¿CÓMO PUEDO EXTRAER MI ADN?

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Existen, básicamente, tres formas de extraer el ADN: mediante kits comerciales; mediante metodologías clásica de laboratorio, a través de un protocolo en el que eres tú quien prepara las disoluciones; y a nivel casero, aprovechando algunos productos que todos tenemos a mano.

El uso de los kits comerciales permite extraer ADN de un gran número de muestras de manera sencilla, rápida, reproducible y relativamente barata. Distintas casas comerciales ofrecen kits para 50 muestras, como mínimo, a un precio que rondan los 5 € por muestra.

Los protocolos de laboratorio y las experiencias caseras son aún más baratas, pero todo el proceso es más engorroso y tedioso. Además, la calidad obtenida de ADN con los protocolos caseros no es tan buena como en los otros ya que junto a éste se arrastran otros productos no deseados debido a la pobre purificación.

En cualquier caso, los pasos a seguir son siempre los mismos –independientemente del método elegido–. En primer lugar hay que romper las paredes celulares ya que es dentro de la célula –en el núcleo– donde se encuentra el ADN. En el protocolo casero esto lo conseguimos añadiendo al tejido elegido un poco de detergente –lavavajillas, por ejemplo– y un poco de sal. En los protocolos de laboratorio y al usar kits comerciales, simplemente tendremos que añadir una disolución de concentración y pH determinado. A continuación tendremos que separar el ADN de todos los restos celulares que no nos interesan. Esto lo haremos pasando toda la mezcla por un colador, en el protocolo casero o mediante el uso de una centrífuga, en el laboratorio. El paso siguiente consiste en hacer precipitar al ADN utilizando etanol para poder lavarlo después. Y por último resuspenderemos el ácido nucleico en una solución determinada que, en el método casero, puede ser agua.

PREGUNTA 20: ¿QUIÉN DESCUBRIÓ EL ADN?

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Como pasa en la mayoría de los grandes logros sucedidos en el campo de la genética, el descubrimiento del ADN no se debe a una única persona, sino a muchas y en distintos momentos. Y esto es así porque el grado de aproximación a la cuestión ha sido –y es– cada vez mayor. Así, por ejemplo, en el siglo XIX sólo se podía observar el ADN de manera macroscópica mientras que a mediados del siglo XX el uso de la cristalografía permitió dilucidar la estructura de la molécula.

Por eso tenemos que hacer un repaso cronológico de la mano de varios de estos científicos para entender cómo se produjo el descubrimiento del ADN.

Para empezar, fue Friedrich Miescher, en1869, el primero en conseguir aislar la materia contenida en el interior del núcleo celular a partir de pus encontrada en vendas quirúrgicas. Por entonces este material carecía de nombre y, dado su origen, el médico suizo decidió llamarle nucleína. Unos años después, en 1889, un discípulo de Miescher llamado Richard Altmann consiguió eliminar las proteínas de la nucleína obteniendo una sustancia de carácter ácido a la que llamó ácido nucleico.

Más tarde, ya en el siglo XX –más concretamente en el año 1914–, Robert Feulgen desarrolló un método que le permitió teñir el ADN y darse cuenta de que estaba presente en todas las células que trató. En esa misma década –en 1919– el bioquímico Phoebus Levene fue el descubridor de la estructura primaria del ADN. Es decir, éste fue el encargado de ver que la molécula estaba formada por la unión de varias subunidades compuestas siempre por una base nitrogenada (adenina, guanina, timina y citosina), un azúcar y un grupo fosfato.

En 1946 un bioquímico checo llamado Chargaff estableció el que es hoy en día conocido como Principio de complementariedad de las bases que consistía es establecer una igualdad entre el número de bases de adenina y timina, por un lado, y de citosina y guanina, por otro. Este descubrimiento fue fundamental a la hora de establecer, pocos años después, la estructura tridimensional de la molécula de ADN.

Pero, sin duda, si hay un periodo de gloria para el despegue del ADN como molécula fundamental en la célula, ése es el sucedido entre los años 1944 y 1953. En primer lugar, los científicos Oswald Avery, Colin MacLeod y Maclyn McCarty determinaron que el ADN era la molécula a la que habían llamado “factor transformante”, encargada de transferir unas características determinadas de una cepa bacteriana a otra. Después fueron Alfred Hershey y Martha Chase, en 1952, quienes terminaron por demostrar, gracias a un famoso experimento llevado a cabo con un fago, que en el ADN se hallaba la base molecular de la herencia. Tradicionalmente, se considera este momento como el del nacimiento de la genética molecular. Por último, en 1953, experimentos de Rosalind Franklin, Maurice Wilkins, James Watson y Francis Crick permitieron establecer el modelo de doble hélice para explicar la estructura tridimensional de la molécula de ADN.