Cromosomas Y Acidos Nucleicos

CROMOSOMAS

En biología, se denomina cromosoma a cada uno de los pequeños cuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular durante las divisiones celulares. En las células eucariotas y en las arqueobacterias, el ADN siempre se encontrará en forma de cromatina, es decir asociado fuertemente a unas proteínas denominadas histonas. Este material se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y se visualiza como una maraña de hilos delgados. Cuando el núcleo celular comienza el proceso de división, esa maraña de hilos inicia un fenómeno de condensación progresivo que finaliza en la formación de entidades discretas e independientes: los cromosomas. Por lo tanto, cromatina y cromosoma son dos aspectos morfológicamente distintos de una misma entidad celular.

COMPOSICION QUIMICA DE LOS CROMOSOMAS

Los cromosomas están formados por compuestos orgánicos llamados proteínas y un conjunto de macromoléculas denominadas ácidos nucleicos.

Estos componentes se encuentran en el núcleo celular, formando un complejo denominado núcleo-proteína.

Los ácidos nucleicos, que forman parte de las nucleoproteínas, de acuerdo a su estructura química, se dividen en:

Acido Desoxirribunucleico (ADN): Constituye una estructura fundamental donde se encuentra contenida la información del material genético.

Acido Ribunucleico (ARN): Es el encargado de transcribir la información contenida en las moléculas de ADN

COMPOSICION QUIMICA DE LOS ACIDOS NUCLEICOS

EL ADN

Ácido fosfórico:

Su fórmula química es H3PO4. Cada nucleótido puede contener uno (monofosfato: AMP), dos (difosfato: ADP) o tres (trifosfato: ATP) grupos de ácido fosfórico, aunque como monómeros constituyentes de los ácidos nucleicos sólo aparecen en forma de nucleósidos monofosfato.

Desoxirribosa:

Es un monosacárido de 5 átomos de carbono (una pentosa) derivado de la ribosa, que forma parte de la estructura de nucleótidos del ADN. Su fórmula es C5H10O4. Una de las principales diferencias entre el ADN y el ARN es el azúcar, pues en el ARN la 2-desoxirribosa del ADN es reemplazada por una pentosa alternativa, la ribosa.25

Las moléculas de azúcar se unen entre sí a través de grupos fosfato, que forman enlaces fosfodiéster entre los átomos de carbono tercero (3′, «tres prima») y quinto (5′, «cinco prima») de dos anillos adyacentes de azúcar. La formación de enlaces asimétricos implica que cada hebra de ADN tiene una dirección. En una doble hélice, la dirección de los nucleótidos en una hebra

(3′ → 5′) es opuesta a la dirección en la otra hebra (5′ → 3′). Esta organización de las hebras de ADN se denomina antiparalela; son cadenas paralelas, pero con direcciones opuestas. De la misma manera, los extremos asimétricos de las hebras de ADN se

denominan extremo 5′ («cinco prima») y extremo 3′ («tres prima»), respectivamente.

Bases nitrogenadas:

Las cuatro bases nitrogenadas mayoritarias que se encuentran en el ADN son la adenina (A), la citosina (C), la guanina (G) y la timina (T). Cada una de estas cuatro bases está unida al armazón de azúcar-fosfato a través del azúcar para formar el nucleótido completo (base-azúcar-fosfato). Las bases son compuestos heterocíclicos y aromáticos con dos o más átomos de nitrógeno, y, dentro de las bases mayoritarias, se clasifican en dos grupos: las bases púricas o purinas (adenina y guanina), derivadas de la purina y formadas por dos anillos unidos entre sí, y las bases pirimidínicas o bases pirimídicas o pirimidinas (citosina y timina), derivadas de la pirimidina y con un solo anillo.25 En los ácidos nucleicos existe una quinta base pirimidínica, denominada uracilo (U), que normalmente ocupa el lugar de la timina en el ARN y difiere de ésta en que carece de un grupo metilo en su anillo. El uracilo no se encuentra habitualmente en el ADN, sólo

aparece raramente como un producto residual de la degradación de la citosina por procesos de desaminación oxidativa.

• Timina:

En el código genético se representa con la letra T. Es un derivado pirimidínico con un grupo oxo en las posiciones 2 y 4, y un grupo metil en la posición 5. Forma el nucleósido timidina (siempre desoxitimidina, ya que sólo aparece en el ADN) y el nucleótido timidilato o timidina monofosfato (dTMP). En el ADN, la timina siempre se empareja con la adenina de la cadena complementaria mediante 2 puentes de hidrógeno, T=A. Su fórmula química es C5H6N2O2 y su nomenclatura 2, 4-dioxo, 5-metilpirimidina.

• Citosina:

En el código genético se representa con la letra C. Es un derivado pirimidínico, con un grupo amino en posición 4 y un grupo oxo en posición 2. Forma el nucleósido citidina (desoxicitidina en el ADN) y el nucleótido citidilato o (desoxi)citidina monofosfato (dCMP en el ADN, CMP en el ARN). La citosina siempre se empareja en el ADN con la guanina de la cadena complementaria mediante un triple enlace, C≡G. Su fórmula química es C4H5N3O y su nomenclatura 2-oxo, 4 aminopirimidina. Su masa molecular es de 111,10 unidades de masa atómica. La citosina se descubrió en 1894, al aislarla del tejido del timo de carnero.

• Adenina:

En el código genético se representa con la letra A. Es un derivado de la purina con un grupo amino en la posición 6. Forma el nucleósido adenosina (desoxiadenosina en el ADN) y el nucleótido adenilato o (desoxi)adenosina monofosfato (dAMP, AMP). En el ADN siempre se empareja con la timina de la cadena complementaria mediante 2 puentes de hidrógeno, A=T. Su fórmula química es C5H5N5 y su nomenclatura 6-aminopurina. La adenina, junto con la timina, fue descubierta en 1885 por el médico alemán Albrecht Kossel.

• Guanina:

En el código genético se representa con la letra G. Es un derivado púrico con un grupo oxo en la posición 6 y un grupo amino en la posición 2. Forma el nucleósido (desoxi)guanosina y el nucleótido guanilato o (desoxi)guanosina monofosfato (dGMP, GMP). La guanina siempre se empareja en el ADN con la citosina de la cadena complementaria mediante tres enlaces de hidrógeno, G≡C. Su fórmula química es C5H5N5O y su nomenclatura 6-oxo, 2-aminopurina.

Azúcar:

El azúcar, que forma parte del ácido desoxirribunucleico, se encuentra formado por 5 átomos de carbono (pentosa) formando un anillo

EL ARN

Bases Nitrogenadas:

Al comparar las bases nitrogenadas que poseen el ADN y el ARN, encontramos que: el ácido desoxiribunucleico tiene adenina, guanina, timina y citocina; y el acido ribunucleico tiene adenina, guanina, citocina y uracilo.

Azúcar:

Se caracteriza por presentar dos grupos, uno ubicado en el carbono dos y otro en el carbono tres.

Acido Fosfórico:

Sirve de unión entre las moléculas de azúcar.

ESTRUCTURA DEL ADN

MODELO DE WATSON Y CRICK

Cuando los científicos se dieron cuenta que el ADN determina la herencia, se interesaron por comprender su estructura y pensaron que podían sabe cómo funcionaban este acido nucleico.

Los científicos desean conocer como se unían entre si los nucleótidos. Se obtuvieron muestras purificadas de ADN y se estudio su estructura molecular mediante el procedimiento de difracción de rayos X. El cual consiste en colocar una pequeña cantidad de sustancia química frente a una fuente de rayos X; estos, al pasar a través de la sustancia, son desviados en diferentes direcciones. El grado de desviación depende de la estructura molecular de la sustancia química.

De acuerdo a estas evidencias, se compararon varias moléculas de ADN de diferentes organismos y se encontró que en cualquiera de estos ADN en número de nucleótidos de adenina era igual al de nucleótidos de timina; y también que el número de nucleótidos de guanina era igual al de nucleótidos de citosina. Estas evidencias indicaban que los nucleótidos se presentaban en pares dentro de la molécula de ADN.

Tomando en cuenta estos datos, James Watson y Francis Crick, propusieron en 1953 un modelo que representara la estructura molecular de ADN.

Según ellos, la molécula de ADN está constituida por dos bandas enrolladas en forma de doble hélice. Esta descripción nos muestra al ADN como una escalera que se tuerce formando un espiral y que mantiene sus peldaños de manera perpendicular.

Siguiendo esta descripción tenemos que los lados longitudinales de la escalera están formados por moléculas de azúcar y fosfato alternadas. Los peldaños de escalera están formados

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