Estructura y Niveles de Organización del ADN y ARN: Componentes y Funciones

Estructura del ADN

El ADN (ácido desoxirribonucleico) está constituido por dos cadenas de nucleótidos enrolladas formando una doble hélice. Cada cadena está formada por la unión de nucleótidos que contienen las bases nitrogenadas Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) y Guanina (G).

Localización del ADN

• Células eucariotas: Se encuentra principalmente en el núcleo, pero también en mitocondrias y cloroplastos.
  • ADN nuclear: Unido a proteínas básicas denominadas histonas.
  • ADN mitocondrial y de cloroplastos: Similar al ADN de las células procariotas.
• Células procariotas: El ADN está asociado a proteínas similares a las histonas, ARN y proteínas no histónicas, formando una condensación denominada nucleoide.

Estructura Primaria del ADN

Es la secuencia de nucleótidos de una sola cadena, que puede presentarse como un simple filamento o bien ligeramente doblado sobre sí mismo. El número de hebras diferentes de ADN puede resultar de combinar los cuatro tipos de nucleótidos (A, T, C, G).

Estructura Secundaria del ADN

Se forma una doble hélice, con las bases nitrogenadas enfrentadas y unidas mediante enlaces de hidrógeno. La densidad y viscosidad del ADN son superiores a las esperadas, es decir, a las que se calculan a partir de su composición química y su masa molecular. Todos los ADN tienen A, T, C y G, que son complementarias entre sí (A con T, y C con G). El ADN tiene una estructura fibrilar de 20 Å de diámetro.

Modelo de la Doble Hélice

El ADN es una doble hélice formada por dos cadenas polinucleotídicas enrolladas alrededor de un eje imaginario, unidas mediante puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas. Las pentosas y los grupos fosfato quedan en el exterior, lo que proporciona un carácter ácido a estas macromoléculas. La doble hélice de ADN es muy estable, pero si se calienta, las cadenas se pueden separar; es decir, se produce la desnaturalización.

Estructura Terciaria del ADN

El ADN se encuentra retorcido sobre sí mismo formando una superhélice. Se genera porque una de las cadenas da más vueltas a la derecha que la otra, y la tensión aumenta.

Niveles de Empaquetamiento del ADN

El ADN en las células eucariotas se organiza en varios niveles de empaquetamiento:

1. Primer nivel (Collar de perlas): Se encuentra en el núcleo durante la interfase de las células eucariotas. Su estructura es una fibra de cromatina denominada nucleosomas, que está formada por un octámero de histonas. Se extiende desde el extremo que une el nucleosoma anterior hasta el extremo posterior.
2. Segundo nivel (Solenoide): Se forma por el enrollamiento sobre sí mismo del collar de perlas, es decir, la fibra que contiene la histona H1. Cada vuelta tiene seis histonas H1 que se agrupan entre sí y forman el eje central de la fibra, provocando un acortamiento de longitud.
3. Tercer nivel (Bucles): Los bucles quedan estabilizados por un andamio proteico o armazón nuclear.

Estructura del ARN

El ARN (ácido ribonucleico) está constituido por nucleótidos de ribosa y cuatro bases nitrogenadas: Adenina (A), Citosina (C), Guanina (G) y Uracilo (U). Estos nucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster en sentido 5'→3', igual que el ADN.

Localización y Tipos de ARN

Se encuentra en muchos tipos de virus y en células eucariotas y procariotas. Existen varios tipos de ARN, con la misma composición química, pero distinta estructura y función:

• ARN mensajero (ARNm): Contiene la información genética procedente del ADN para la síntesis de proteínas; determina el orden en que se unirán los aminoácidos. Es monocatenario. Los ARNm eucarióticos son monocistrónicos (contienen información para una sola cadena polipeptídica), mientras que en los procariotas suelen ser policistrónicos (codifican más de una proteína).
• ARN de transferencia (ARNt): Transporta los aminoácidos hasta el ribosoma. El aminoácido específico se une en el extremo 3' del ARNt mediante la acción de la enzima aminoacil-ARNt sintetasa. El anticodón del ARNt se une al codón del ARNm mediante apareamiento de bases complementarias (A=U, C=G).