El ADN y ARN // Moléculas // Análisis
Los estudios de James Watson y Francis Crick sobre la molécula de ADN, con la técnica de difracción de rayos X, les permitieron conocer distintos datos sobre las dimensiones y la estructura de las moléculas, está formada por dos cadenas helicoidales arrolladas alrededor de un mismo eje. Los enlaces entre nucleótidos tienen lugar de tal forma, que lo grupos fosfato están unidos con el carbono5´de la pentosa de un nucleótido y el carbono3´ de la pentosa del nucleótido siguiente, la pentosa y los grupos fosfato constituyen el esqueleto de la hélice, donde la base se sitúan hacia su interior por eso su forma dextrógiras y antiparalelas, el diámetro de la hélice es constante, de tal forma si se unen las bases púricas de una cadena con las pirimidímica de la otra.
Las únicas uniones posibles debían ser citosona-guanina y adenina-timina, la secuencia de las bases en una cadena no parece tener ninguna restricción, mientras que la secuencia de la segunda cadena está determinada por ser la complementaria de la primera.
Animación de parte de una estructura de ADN de doble hélice, fuente imagen de dominio de Wikimedia Commons
Ya considerando que el ácido nucleico, va estar definido por macromolécula formada por el encadenamiento de varios nucleótidos, según esta descripción el ADN, tiene todas las propiedades que deben tener el material genético, debido a que las cuatros bases pueden presentarse, en una de las cadenas en cualquier orden, la secuencia puede trasmitir cualquier información. Al igual que en el sistema Morse, con solo tres símbolo los puede trasmitir información.
La información genética debe poder trasmitirse, la estructura en doble hélice de las dos cadenas y el hecho de que están sean complementarias, hace pensar en la posibilidad de que cada una de ellas, por separados hasta el punto que pueden llegar a reproducir la cadena complementaria.
La molécula que contenga la información genética deber ser muy estable, pero también debe existir la posibilidad, que cada una de ellas de incorporar pequeños cambios, que expliquen los fenómenos de la evolución. La molécula del ADN, debido a los múltiples enlaces de hidrógeno y a las interacciones hidrófobas, que presenta, es muy estable, pero pequeños cambios en la estructura de sus de complementariedad, lo que puede inducir cambios en la información, ya que se encuentran doblados en pares de llamados cromosomas.
Situación del ADN dentro de una célula eucariota, fuente imagen de dominio de Wikimedia Commons
La cantidad de cromosomas es propio de cada organismo. Los seres humanos tienen 23 pares o 46 cromosomas en comparación con el helecho Ophioglussum recitulatum con 630 pares o 1260 cromosomas, la planta con más cromosomas que se conoce.
Los cromosomas son compuestos de muchos genes, que se encargan de mandar las instrucciones, para que las proteínas empiecen a trabajar, para la formatación y funcionamiento de los organismos. La secuencia de las base en una cadena no parece tener ningunas restricción, mientras que la secuencia de la otra está por ser la complementaria de la primera, también durante el ciclo celular, se duplican antes de que la célula se divida.
 Fuente imagen de dominio de Wikimedia Commons | James Dewey Watson (Chicago, 6 de abril de 1928), es un biólogo estadounidense, famoso por ser uno de los tres descubridores de la estructura molecular del ADN en 1953, junto con el biofísico británico Francis Crick, y la química Rosalind Franklin lo que le valió el reconocimiento de la comunidad científica a través del Premio Nobel en Fisiología o Medicina. |
 Fuente imagen de dominio de Wikimedia Commons | Francis Harry Compton Crick, OM, FRS (8 de junio de 1916-28 de julio de 2004), fue un físico, biólogo molecular y neurocientífico británico, conocido sobre todo por ser uno de los tres descubridores de la estructura molecular del ADN en 1953, junto con James Dewey Watson y Rosalind Franklin |
Los organismos eucariotas por ejemplo, animales, plantas y hongos, almacenan la mayor parte de su ADN dentro del núcleo celular y una mínima parte en elementos celulares llamados mitocondrias, y en los plastos y los centros organizadores de microtúbulos o centríolos, en caso de tenerlos; los organismos procariotas, bacterias y arqueas, lo almacenan en el citoplasma de la célula y por último, los virus ADN lo hacen en el interior de la cápside de naturaleza proteica. Existen multitud de proteínas, como por ejemplo las histonas y los factores de transcripción, que se unen al ADN dotándolo de una estructura tridimensional determinada y regulando su expresión.
Los factores de transcripción reconocen secuencias reguladoras del ADN y especifican la pauta de transcripción de los genes. El material genético completo de una dotación cromosómica se denomina genoma y, con pequeñas variaciones, es característico de cada especie.
Comparativa entre ARN y ADN, fuente imagen de dominio de Wikimedia Commons
Aprovecho también la oportunidad de comentar sobre el ARN, donde el ácido ribonucleico está formado a igual que el ADN, por dos bases púricas y dos bases pirimidímica, pero es diferente por la timina no se encuentra en toda las especies de ARN, sino que algunas presenta la base también pirimidímica uracilos. A pesar de que, en algunos virus el ARN, pueden llevar la información genética a igual, que lo hace el ADN, en las células procariotas y eucariotas, la misión fundamental de ARN, es la de trasportar genética guardad en el ADN cromosómico, desde el núcleo hasta el citosol, donde será traducida para sintetizar proteínas.
Existen distintos tipos de ARN, cada uno de los cuales tiene estructuras y funciones muy específica en la expresión de la función genética de las células y los tipos de mensajero tenemos: ARNm, ARNr y de trasferencia el ARNt, a diferencia del ADN, las moléculas de ARN, suelen ser de cadena simple y no forman dobles hélices extensas, no obstante, en las regiones con bases apareadas sí forma hélices como motivo estructural terciario.
Una importante característica estructural del ARN, que lo distingue del ADN, es la presencia de un grupo hidroxil en posición 2' de la ribosa, que causa que las dobles hélices de ARN adopten una conformación A, en vez de la conformación B, que es la más común en el ADN, esta hélice A, tiene un surco mayor muy profundo y estrecho y un surco menor amplio y superficial, una segunda consecuencia de la presencia de dicho hidroxilo, es que los enlaces fosfodiéster del ARN de las regiones, en que no se forma doble hélice son más susceptibles de hidrólisis química que los del ADN; los enlaces fosfodiéster del ARN se hidrolizan rápidamente en disolución alcalina, mientras que los enlaces del ADN son estables.
Bibliografía
Fundamentos de bioquímica estructural - Página 277 POR José María Teijón - 2006.
Biología: conceptos y relaciones - Página 187 POR Neil A. Campbell - 2001.
Biología General - Página 117 POR Julián Monge-Nájera - 2002.
