Núcleo celular y ADN
Descubre cómo mediante la información contenida en el Núcleo celular, se organizan todos los procesos internos de la célula.
Uno de los rasgos distintivos del modelo celular eucarionte es la presencia del organelo llamado núcleo celular. Muchas veces se describe este organelo como el “cerebro o control maestro” de la célula, pero más allá de eso, es la estructura que contiene toda la información necesaria para que la célula y todos los procesos que tienen lugar en ella puedan realizarse como tal.
Si se proyecta esta idea al nivel de organismo, el núcleo celular contiene toda la información necesaria que determina a un organismo completo, desde sus interrelaciones con el entorno hasta los fenómenos energéticos que ocurren en su interior. El núcleo de las células eucariontes mantiene cifrado en código esta información, la cual es conocida universalmente como información genética. El código en base al cual está escrita la información genética queda determinado por la estructura de una biomolécula denominada ácido desoxirribonucleico (ADN).
El ADN es una biomolécula que pertenece a los ácidos nucleicos, y su estructura permite la codificación de gran cantidad de información, al igual que un computador es capaz de almacenar información bajo el código binario. La ausencia de núcleo en las células procariontes no es sinónimo de ausencia de información genética: se debe recordar que esta se encuentra dispersa y libre en el citoplasma procarionte. Gracias a la organización de la información genética en la biomolécula del ADN, esta puede pasar de generación en generación, de modo que la información perteneciente a una especie y/o población se conserva (relativamente) en el tiempo evolutivo.
Estructura general del ADN
De manera muy simplificada, la estructura del ADN como biomolécula debe ser entendida como un polímero (molécula formada por unidades repetitivas). La unidad básica del ADN recibe el nombre de nucleótido. Un nucleótido tendrá la composición básica de un carbohidrato llamado desoxirribosa, un grupo fosfato, y un grupo rico en nitrógeno llamado base nitrogenada.
En el ADN, la base nitrogenada otorgará la variabilidad a los nucleótidos, y sentarán la base del lenguaje en código en el que se cifra la información genética. Existen 4 posibilidades (variables) de bases nitrogenadas para el ADN: adenina (A), guanina (G), timina (T) y citosina (C). Cada molécula de ADN estará formada por dos cadenas (hebras) de desoxirribosa unidas entre si por los grupos fosfato, y entre si por el apareamiento de bases nitrogenadas, de modo que las A pueden relacionarse con las T por medio de 2 enlaces, y las G pueden relacionarse con las C por medio de 3 enlaces.
Expresión de la información genética
Cada cierta cantidad de nucleótidos se establece un gen, entendido como una porción de ADN que guarda información capaz de expresarse en un producto, el cual por lo general es una proteína. Se pensaba hasta hace muy poco que aquellas porciones del ADN que expresaban su información como productos proteicos eran genes activos o “útiles”, en tanto que el resto del ADN era simple relleno o basura molecular, sin embargo se ha comprobado que todo el ADN, aunque no exprese su información como resultado proteico juega un rol fundamental en el control de los procesos que tienen lugar en el núcleo, como la expresión de otros genes, la formación de productos no proteicos o la constitución de estructuras como los cromosomas. En ese sentido, la información genética contenida en el núcleo celular está bajo la forma de cromatina, una forma relajada y difusa del ADN, la cual existe mientras la célula realiza sus funciones vitales, pero cuando ésta va a entrar en el proceso de división celular, debe organizarse y compactarse en un número determinado de unidades discretas llamadas cromosomas.
Cada especie posee un número distintivo de cromosomas que dependerá de la cantidad de genes y ADN que posea: para el caso humano, corresponde a 46 cromosomas en una célula somática (del cuerpo). Se estima que en general un humano posee aproximadamente 25000 genes distribuidos en los 46 cromosomas, los cuales expresan su información en una serie de procesos genéticos que tienen lugar tanto en el mismo núcleo como en el retículo endoplasmático rugoso, gracias a la acción de los ribosomas.