ADNADN

¿QUÉ ES EL ADN?

El ácido desoxirribonucleico es un tipo de ácido nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células. Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos conocidos y de algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria.

Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos. Cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada nucleótido con el siguiente.

En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno

Una doble cadena de ADN mide de 2,2 a 2,6 nanómetros de ancho, y una unidad (un nucleótido) mide 0,33 nm. de largo. Aunque cada unidad individual que se repite es muy pequeña, los polímeros de ADN pueden ser moléculas enormes que contienen millones de nucleótidos. Por ejemplo, el cromosoma humano más largo, el cromosoma número 1, tiene aproximadamente 220 millones de pares de bases

COMPONENTES DE LOS NUCLEÓTIDOS

Ácido Fosfórico (Grupo fosfato)

Desoxirribosa (Glúcido)

Base Nitrogenada (Adenina, Timina, Guanina

Citosina)

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 nucleótidos monofosfato.

DESOXIRRIBOSA Es un monosacárido de 5 átomos de carbono (una

pentosa). Su fórmula es C5H10O4. 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»). 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.

DESOXIRRIBOSA

BASES NITROGENADAS

Las cuatro bases nitrogenadas que se encuentran en el ADN son: Adenina, Guanina, Citosina y Timina. Cada una de estas bases esta unida al nucleótido a través del carbono 1´ de la desoxirribosa. Las bases son compuestos heterocíclicos y aromáticos con dos o más átomos de nitrógeno, y se clasifican en dos grupos: las bases purinas (adenina y guanina) formadas por dos anillos unidos entre sí, y las bases pirimidinas (citosina y timina), con un solo anillo

ADENINA Es un derivado de la purina con

un grupo amino en la posición 6. Forma el nucleótido desoxiadenosina en el ADN. 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.

GUANINA

Es un derivado púrico con un grupo oxo en la posición 6 y un grupo amino en la posición 2. Forma el nucleótido desoxiguanosina . 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.

CITOSINA Es un derivado pirimidínico, con un grupo amino en posición

4 y un grupo oxo en posición 2. Forma el nucleótido desoxicitidina en el ADN. 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.

TIMINA

Es un derivado pirimidínico con un grupo oxo en las posiciones 2 y 4, y un grupo metil en la posición 5. Forma el nucleótido desoxitimidina. 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.

PROPIEDADES DE LAS BASES NITROGENADAS

Carácter aromático: Es consecuencia de la presencia en el anillo de dobles enlaces en posición conjugada. Les confiere la capacidad de absorber luz en la zona ultravioleta del espectro en torno a los 260 nm, lo cual se usa para determinar el coeficiente de extinción del ADN y hallar la concentración existente de los ácidos nucleicos.

Tautomería o isomería de grupos funcionales : Un átomo de

hidrógeno unido a otro átomo puede migrar a una posición vecina.

Presenta dos tipos de tautomerías: tautomería lactama-lactima,

donde el hidrógeno migra del nitrógeno al oxígeno del grupo oxo y

viceversa , y tautomería imina-amina primaria, donde el hidrógeno

puede estar formando el grupo amina o migrar al nitrógeno

adyacente.

Carácter polar: Aunque se trate de moléculas apolares, las bases

nitrogenadas establecen puentes de hidrógeno, ya que tienen

átomos muy electronegativos (nitrógeno y oxígeno) que presentan

carga parcial negativa, y átomos de hidrógeno con carga parcial

positiva, que forman dipolos que permiten que se formen estos

enlaces débiles.

ESTRUCTURA DEL ADN

Estructura primaria: Es la secuencia de nucleótidos encadenados. Es en estas cadenas donde se encuentra la información genética, y dado que el esqueleto es el mismo para todos, la diferencia de la información radica en la distinta secuencia de bases nitrogenadas. Esta secuencia presenta un código, que determina una información u otra, según el orden de las bases

Estructura secundaria: Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN. Es una cadena doble, dextrógira. Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina y la guanina de una cadena se unen, respectivamente, a la timina y la citosina de la otra. Ambas cadenas son antiparalelas, pues el extremo 3´ de una se enfrenta al extremo 5´ de la homóloga.

Estructura terciaria: Se refiere a cómo se almacena el ADN en un espacio reducido, para formar los cromosomas. Varía según se trate de organismos procariotas o eucariotas:

En procariotas, mitocondrias y cloroplastos, el ADN se pliega como una súper-hélice, generalmente en forma circular y asociada a una pequeña cantidad de proteínas.

En eucariotas, dado que la cantidad de ADN de cada cromosoma es muy grande, el empaquetamiento ha de ser más complejo y compacto; para ello se necesita la presencia de proteínas, como las histonas y otras proteínas de naturaleza no histónica.

DOBLE HÉLICE

La doble hélice es una espiral dextrógira, esto es, cada una de las cadenas de nucleótidos gira hacia la derecha; girando cada par de bases respecto al anterior unos 36º.

Cuando las dos hebras de ADN se enrollan una sobre la otra, se forman huecos o hendiduras entre una hebra y la otra. En la conformación más común que adopta el ADN aparecen, como consecuencia de los ángulos formados entre los glúcidos de ambas cadenas de cada par de bases nitrogenadas, dos tipos de hendiduras alrededor de la superficie de la doble hélice. Una de ellas, la hendidura o surco mayor mide 22 Å (2,2 nm) de ancho, y la otra, la hendidura o surco menor, mide 12 Å (1,2 nm) de ancho. Cada vuelta de hélice, que es cuando ésta ha realizado un giro de 360º, medirá por tanto 34 Å.