jueves, 11 de agosto de 2011

El ácido desoxirribonucleico (ADN)



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El médico suizo F. Miescher en 1869, a partir de núcleos celulares de leucocitos, una sustancia formada químicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo, a la que denominó nucleína. Posteriormente, se demostró que la sustancia aislada era un ácido, y se llamó ácido nucleico. En la década de los años treinta, A. Kossel y P. Levene establecieron que la nucleína era el ácido desoxirribonucleico (ADN), que, como sabemos, está constituido por subonidades que se repiten en la molécula. Estas subunidades son los nucleótidos.

Acido desoxirribonucleico o ADN en biologia

- ¿Qué es el ADN?


El ADN es un polímero lineal formado por desoxirribonucleótidos de adenina, guarina, citosina y timina. Al igual que ocurre con las proteínas, el ADN posee diferentes niveles de complejidad estructural.

- Estructura del ácido desoxirribonucleico


El ácido desoxirrobonucleico presenta, fundamentalmente, estructura primaria y secundaria; aunque asociado o no a proteínas nucleares, adopta estructuras superenrolladas o empaquetadas que equivaldrían a una estructura terciaria.

+ Estructura primaria del ADN


Es la secuencia de nucleótidos, de estructura y dimensiones conocidas, unidos por enlaces fosfodiéster. Los enlaces fosfodiéster se establecen entre el radical fosfato situado en el carbono 5' de un nucleótido y el radical hidroxilo (-OH) del carbono 3' del siguiente nucleótido (enlaces 5' -> 3').

Una 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. Cuando se representa una cadena de ADN, normalmente solo se indica la secuencia de desoxirribonucleótidos de manera abreviada. Así, la desoxiadenosín-5'-monofosfato (AMP) se abreviaría simplemente con la inicial de la base que contiene: A.

+ 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. Además, aprovecharon los trabajos realizados por Chargaff, Franklin y Wilkins sobre el contenido 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 en las proteínas.

. En la molécula existen detalles estructurales repetidos cada 0,34 nm y cada 3,4 nm.

. La composición en bases varía, pero para la misma especie, el contenido en bases púricas es igual al de pirimidínicas; o, lo que es lo mismo, la proporción de adenina es igual a la de timina, y la de citosina igual a la de guanina.

Watson y Crick propusieron un modelo que era compatible con estos datos y que permitía comprender el funcionamiento del ADN en la transmisión de la información genética:

El ADN es una doble hélice de 2 nm de diámetro, formada por dos cadenas de polinucleótidos enrolladas alrededor de un eje imaginario; las bases nitrogenadas se encuentran situadas en el interior. Los planos de sus anillos son paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la doble hélice. Así, esta estructura recuerda a una escalera de caracol en la que 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, es decir, que para que las dos cadenas se separen es necesario que se desenrollen.

. Cada pareja de nucleótidos está separada de la siguiente por una distancia de 0,34 nm, y cada vuelta de la doble hélice está formada por 10 pares de nucleótidos; esto supone una longitud de 3,4 nm por vuelta de hélice.

. Las dos cadenas de polinucleótidos son antiparalelas, es decir, los enlaces 5' -> 3' están orientados en sentidos opuestos y son complementarias, o, lo que es lo mismo, existe una correspondencia entre las bases nitrogenadas.