ADN: Estructura, Función y Tipos en Células Procariotas y Eucariotas

Función Biológica del ADN

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es el almacén de la información genética y la molécula encargada de transmitir a la descendencia las instrucciones necesarias para construir todas las proteínas presentes en un ser vivo. Para ello, tiene la capacidad de realizar copias de sí mismo mediante un mecanismo, la replicación, que se basa en la complementariedad entre las bases nitrogenadas de las dos cadenas del ADN.

El ADN en las Células Eucariotas y Procariotas

En ambos tipos celulares, el ADN puede adoptar diversas formas y niveles de complejidad.

• En las procariotas existe una molécula de ADN circular (extremos cerrados) que recibe el nombre de cromosoma bacteriano. A veces, contiene moléculas circulares más pequeñas llamadas plásmidos.
• En las eucariotas, el ADN se encuentra en el interior del núcleo formando largas moléculas lineales asociadas a proteínas básicas. Cada molécula de ADN forma una fibra, y el conjunto de estas fibras constituye la cromatina. Cuando la célula se va a dividir, cada fibra de cromatina se compacta y forma los cromosomas. Se calcula que todo el ADN contenido en los 46 cromosomas de una célula humana mida unos 236 metros.

La mayor parte del ADN de las células eucariotas se encuentra en el núcleo, pero también se encuentra en las mitocondrias y cloroplastos.

• En los virus, el ADN puede adoptar varias formas. Los virus contienen una sola molécula que puede ser monocatenaria o bicatenaria y pueden presentarse de forma lineal o circular.

El ARN (ácido ribonucleico) es monocatenario, salvo en algunos virus que es bicatenario. Existen algunas zonas en los monocatenarios donde algunas moléculas se denominan horquillas. El ARN toma una parte de él como molde y realiza la función de transmitir la información genética.

Existen varios tipos diferentes de ARN con la misma composición química, pero con distinta estructura y función.

Estructura del ADN

El ADN es un polímero lineal formado por desoxirribonucleótidos de adenina, guanina, citosina y timina. Al igual que ocurre con las proteínas, el ADN posee diferentes niveles de complejidad estructural. Presenta estructura primaria, secundaria, y a veces, terciaria.

Estructura Primaria (desoxirribonucleótidos)

Tiene dirección 5' → 3'. La cadena de ADN presenta dos extremos libres: el 5', unido al grupo fosfato, y el 3', unido a un hidroxilo.

Las cadenas de nucleótidos se diferencian en el tamaño, en la composición y en la secuencia de bases que indica el orden en que A, T, C y G se sitúan en la cadena.

La información genética contenida en una porción concreta de ADN (lo que se denomina en genética molecular, gen) lleva la información necesaria para que los aminoácidos se unan en un determinado orden.

Estructura Secundaria: El Modelo de Watson y Crick

La estructura espacial del ADN fue establecida en 1953 por Watson y Crick.

Ya se sabía que estaba formado por nucleótidos de estructura y dimensiones conocidas, unidos por enlaces fosfodiéster. Aprovecharon los trabajos realizados de las bases nitrogenadas y la difracción de rayos X, como base para descubrir la estructura del ADN.

• El ADN es una molécula larga, rígida y no plegada, como ocurre con las proteínas.
• En la molécula existen detalles estructurales repetidos cada 0.34 nm y cada 3.4 nm.
• El contenido en bases púricas es igual al de pirimidínicas (la proporción de adenina es igual a la de timina, y la de citosina a la de guanina).

El ADN es una doble hélice de 2 nm de diámetro, formada por dos cadenas enrolladas alrededor de un eje imaginario (su estructura recuerda a la de una escalera de caracol, donde los peldaños son las bases nitrogenadas y los pasamanos las cadenas formadas por el azúcar y el ácido fosfórico).

• El enrollamiento es dextrógiro (hacia la derecha) y plectonémico (para que las dos cadenas se separen es necesario que se desenrollen).
• Cada pareja de nucleósidos está separada por 0.34 nm.
• Las dos cadenas son antiparalelas 5' → 3' y complementarias. 3' → 5'