El ADN

El ADN

El ADN está presente en todas las células y es el responsable de codificar la información genética del organismo. La estructura del ADN es de una molécula lineal que se suele representar con forma de escalera de caracol, siendo los lados de la escalera cadenas lineales

Según Watson y Crick, si se toma una escalera de mano y se tuerce formando una hélice, manteniendo dos peldaños perpendiculares, constituiría un modelo apropiado para el ADN.

Los peldaños de la escalera estarán formados por bases nitrogenadas: Adenina (a), Tinina (t), Guanina (g) y Citosina (c), una base por cada azúcar - fosfato y dos bases formando cada peldaño. Las dos bases emparejadas se encuentran a través de una hélice y se mantienen juntas mediantes puentes de hidrógeno, enlace químicos relativamente débiles..

El ADN es por lo común el constituyente básico de la cromatina (cromosoma) nuclear en las células eucarióticas, pero también existe en pequeña cantidad en las mitocondrias y cloroplastos, Existen diferentes tipos que los podemos dividir en:

-ADN de copia única (el 57 % del total) formados por segmentos de aproximadamente 1000 pares de nucleótidos del longitud, una pequeña parte de este ADN contiene los genes.

-ADN repetitivo (20 %) son unidades de aproximadamente 300 pares de nucleótidos que se repiten en el genoma unas 105 veces (unidades de repetición). Se intercalan con el ADN de copia única.

-ADN satélite (altamente repetitivo: 28 %) son unidades cortas de pares de nucleótidos que se repiten en el genomio. Son característicos en cada especie y pueden ser separados por centrifugación. Constituyen la heterocromatina y no se le conoce función.

Los porcentajes indicados son del hombre y el ratón, y las proporciones serían las mismas en otras especies.

Si bien para la constitución del ADN se unifica a un solo grupo fosfato, existen en las células una serie de nucleótidos de singular importancia en el metabolismo celular. Estos producen enlaces muy ricos de energía y los di- y tri- nucleótidos como el adenosin-tri-fosfato (ATP) son los encargados de muchos procesos metabólicos.

La función principal del ADN es mantener a través de una sistema de claves (código genético) la información necesaria para que las células hijas sean idénticas a las progenitoras (información genética). Este proceso se almacena en la secuencia de las bases (aparentemente aleatoria), que tiene una disposición que es copiada al ARN para que en el ribosoma sintetice determinada proteína. Este proceso es también denominado "dogma central de la biología molecular". Por medio de los mecanismos de recombinación y mutaciones se obtienen las variaciones necesarias para adaptaciones y evoluciones.

El ADN contiene la información hereditaria correspondiente a la especie, el papel de las moléculas de ADN en la transmisión del código genético rompiendo células de Escherichia Coli, una bacteria de la flora intestinal, separando sus componentes en varias fracciones. Pero si el ADN es el responsable de la transmisión de la información genética debe ser capaz, no solo de reproducirse, con lo cual se consigue conservar esta información de padre a hijos sino también debe poder transmitirlo.

El ADN tiene la capacidad de hacer copias o réplicas de su molécula. Este proceso es fundamental para la transferencia de la de generación en generación. Las moléculas se replican de un modo semi-conservativo. La doble hélice se separa y cada una de las cadenas sirve de molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. El resultado final son dos moléculas idénticas a la original.

Nucleosomas: Son unidades repetitivas formadas por un octámero de histonas (H2A, H2B, H3 y H4, dos de cada una), a manera de esferas aplanadas de 10 NM, alrededor del cual se arrolla una porción de ADN de 140 pares de bases en dos vueltas y sellados por fuera con la H1 en correspondencia con 60 pares de bases más, que actúan como un puente a otros núcleosomas. Esto hace que a la microscopía electrónica, por la digestión de ácidos débiles(se desprende la H1)se observen una estructura semejante a cuentas de un collar.

Las bases nitrogenadas:

anillos heterocíclicos compuesto además del carbono e hidrógeno por nitrógeno. Son de dos tipos fundamentales.

las bases púricas: (por ser derivadas de la purina, de dos anillos heterocíclicos)

las bases pirimídicas: (por ser derivadas de la pirimidina de un solo anillo).

Dichas bases son cinco, pero en realidad solamente cuatro aparecen en el ADN. Las bases púricas presentes son la adenina y guanina. Las bases pirimídicas son la citosina y la timina (el uracilo es característico del ARN).

Aparte de las Cuatro bases nitrogenadas mayoritarias de los ácidos nucleicos, existen otras bases púricas y pirimidínicas minoritazrias que también forman parte de ciertos tipos de ácidos nucleicos. Estas son, por ejemplo:dihidrouracilo, 5-metilcitosina, tiouracilo, [bases Q e Y]], etc. Existen otras bases nitrogenadas que se forman como intermedios del metabolismo de los ácidos nucleicos como la xantina o la hipoxantina. Además, hay que destacar que diversos análogos de las bases nitrogenadas se utilizan como fármacos (ver fármaco) en la terapia anticancerosa y antiviral (6-mercaptopurina, 6-tioguanina, 5-fluorouracilo, 2',3'-didesoxi-3'azidotimidina o AZT, etc.).

Debido al fenómeno de la tautomería cetoenólica, las bases nitrogenadas pueden presentar diversas formas tautoméricas en función del pH del medio. A pH fisiológico, la estructura ceto es predominante. Las formas tautoméricas de las bases nitrogenadas difieren en su capacidad para formar enlaces por puentes de hidrógeno siendo este tipo de enlace fundamental para las interacciones moleculares de los ácidos nucleicos, que afectan, tanto a su propia síntesis como a la síntesis de proteínas.

Ácido Ribonucleico (ARN):

Este ácido, al igual que el ADN, está compuesto por tres sustancias: ácido fosfórico, un monosacárido del tipo pentosa (la ribosa) y una base nitrogenada cíclica que puede ser púrica (uracilo) o pirimidínica (adenina o citosina). La unión de la base nitrogenada con la pentosa forma un nucleósido, el cual al unirse con el ácido fosfórico da un nucleótido; la unión entre sí en enlace diester da el polinucleótido, en este caso el ácido ribonucleico. En algunos virus el ARN es el material de la herencia y experimenta autoduplicación; pero

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