El intercambio de genes entre especies es uno de los campos de estudio de la genética. Los seres vivos son estructuras complejas que necesitan de un plan para dirigir su construcción y su funcionamiento.
El plan está contenido en los genes, mientras que los bloques constructivos y funcionales son las proteínas. Como la formación de las proteínas es determinada por los genes, decimos que los genes especifican las proteínas.
Ahora sabemos que los genes tienen, básicamente, la misma organización y el mismo procedimiento para todos los seres vivos. Actualmente, con el desarrollo de la genética, somos capaces de identificar un gen particular y manipularlo.
Los genes se localizan en los cromosomas contenidos dentro del núcleo de las células, y están formados por un tipo especial de molécula orgánica llamada ácido desoxirribonucleico (ADN). Tanto las moléculas de ADN como las moléculas de proteínas son formadas por subunidades.
En el ADN, las subunidades de nucleótidos son las proteínas y aminoácidos. La secuencia de nucleótidos y de aminoácidos son colineales, es decir, los nucleótidos en el ADN están dispuestos en un orden correspondiente al orden de los aminoácidos de la proteína que este especifica.
La molécula de ADN es formada por dos cadenas complementarias de nucleótidos, espiraladas. Los desoxirribonucleotidos (nucleótidos de ADN) presentan un grupo de fosfato, un azúcar (desoxirribosa) y una base nitrogenada púrica (adenina y guanina) o primidíca (timina y citosina).
Los nucleótidos de una cadena están unidos entre sí por medio de enlaces azúcar-fosfato en el exterior de la molécula. Internamente, los nucleótidos están dispuestos en pares y conectados por enlaces de hidrógeno, adenina, en una cadena de emparejamiento con la otra cadena de timina y guanina emparejada con citosina. Los genes, por ser piezas de ADN, se estructuran en una secuencia de nucleótidos.
Durante el funcionamiento del gen (producción de proteínas), el ADN construye otro tipo de ácido nucleico, el ARN, que actuará como un intermediario entre la información genética y la síntesis de proteínas. El ARN, como el ADN, también se compone de los nucleótidos, pero muestra dos diferencias: la cadena principal de azúcar-fosfato contiene ribosa y la base timina se sustituye por uracilo, que se empareja con la adenina.
En la síntesis de proteínas, la primera etapa es la transcripción, en el que una de las cadenas de regiones específicas de ADN (genes) sirve como una plantilla para la producción de ARN mensajero (ARNm) que es responsable de la transmisión de la información genética (la secuencia nucleótidos) del núcleo a los ribosomas, donde se producirán construcción en la proteína (secuencia de aminoácidos).
Otros tipos de ARN también son producidos por el ADN y actúan en este proceso. El ARN transportador (ARNt), cuya apariencia se asemeja a una hoja de trébol, se unen a una extremidad a aminoácidos específicos y en la extremidad opuesta a trincas de nucleótidos complementarios en el ARNm.
Las trincas de nucleótidos en el ARNm se denominan codones, mientras que los ARNt poseen anticodones.
Otros ARN todavía son componentes de los ribosomas, los ARN ribosómicos (ARNr). El ARNm va al ribosoma y atrae para este los ARNt cargando sus aminoácidos respectivos. En el ribosoma, los aminoácidos se unirán de acuerdo a la secuencia de los codones presentes en la molécula de ARNm.
Traducción
Este proceso se conoce como traducción. El código genético ha sido muy conservado durante la evolución, y, con pocas excepciones, es el mismo en bacterias, plantas y seres humanos.
Como la estructura de los genes (secuencia de nucleótidos en la molécula de ADN) y el funcionamiento de estos (transcripción, conexión de aminoácidos y traducción) son básicamente iguales en todos los seres vivos, la retirada de un determinado gen de un organismo y su introducción en otro organismo de especie diferente se hace posible.
Hasta hace poco, la insulina requerida a los diabéticos se extrajo a partir del páncreas de cerdo. El gen que especifica la producción de esta hormona se ha identificado, aislado y se ha introducido en las bacterias. Estas bacterias transgénicas, es decir, que tiene uno o más genes de otra especie, comenzaron a producir insulina a escala industrial, con la mejor calidad y el precio más bajo.
El Proyecto del Genoma que actualmente está siendo desarrollado por varios países tiene como objetivo identificar y localizar los genes humanos en sus cromosomas. Con este conocimiento, será posible en un futuro próximo poder curar muchas enfermedades hereditarias, reducir al mínimo el riesgo de rechazo en los trasplantes de órganos, aumentar la producción de alimentos y mejorar la calidad y otros beneficios que hoy no podemos ni siquiera imaginar.
