Dónde se encuentra el ADN
El ácido desoxirribonucleico (ADN) es una molécula que contiene las instrucciones biológicas que hacen que cada especie sea única. El ADN, junto con las instrucciones que contiene, se transmite de los organismos adultos a su descendencia durante la reproducción.
En los organismos llamados eucariotas, el ADN se encuentra dentro de una zona especial de la célula llamada núcleo. Como la célula es muy pequeña y los organismos tienen muchas moléculas de ADN por célula, cada molécula de ADN debe estar bien empaquetada. Esta forma empaquetada del ADN se llama cromosoma.
Durante la replicación del ADN, éste se desenrolla para poder ser copiado. En otros momentos del ciclo celular, el ADN también se desenrolla para que sus instrucciones puedan utilizarse para fabricar proteínas y para otros procesos biológicos. Pero durante la división celular, el ADN se encuentra en su forma compacta de cromosomas para permitir su transferencia a nuevas células.
Además del ADN situado en el núcleo, los seres humanos y otros organismos complejos también tienen una pequeña cantidad de ADN en estructuras celulares conocidas como mitocondrias. Las mitocondrias generan la energía que la célula necesita para funcionar correctamente.
Cadena de ADN
En los años 50, Francis Crick y James Watson trabajaron juntos en la Universidad de Cambridge (Inglaterra) para determinar la estructura del ADN. Otros científicos, como Linus Pauling y Maurice Wilkins, también exploraban activamente este campo. Pauling había descubierto la estructura secundaria de las proteínas mediante la cristalografía de rayos X. La cristalografía de rayos X es un método para investigar la estructura molecular mediante la observación de los patrones formados por los rayos X disparados a través de un cristal de la sustancia. Los patrones proporcionan información importante sobre la estructura de la molécula en cuestión. En el laboratorio de Wilkins, la investigadora Rosalind Franklin utilizaba la cristalografía de rayos X para comprender la estructura del ADN. Watson y Crick fueron capaces de reconstruir el rompecabezas de la molécula de ADN utilizando los datos de Franklin (Figura 9.2). Watson y Crick también disponían de información clave de otros investigadores, como las reglas de Chargaff. Chargaff había demostrado que de los cuatro tipos de monómeros (nucleótidos) presentes en una molécula de ADN, dos tipos estaban siempre presentes en cantidades iguales y los dos tipos restantes también estaban siempre presentes en cantidades iguales. Esto significaba que siempre estaban emparejados de alguna manera. En 1962, James Watson, Francis Crick y Maurice Wilkins recibieron el Premio Nobel de Medicina por sus trabajos para determinar la estructura del ADN.
Molécula de ADN
La información genética está codificada en moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN). Por lo tanto, el ADN es un componente esencial de los organismos vivos de forma independiente. Los genes son los segmentos de ADN que transportan la información genética (1).
Algunas secuencias de ADN no codifican genes y tienen funciones estructurales (por ejemplo, en la estructura de los cromosomas), o participan en la regulación del uso de la información genética; por ejemplo, los sitios represores son secuencias de ADN que permiten la unión de un represor, que detiene el proceso de expresión de los genes.
El ADN está formado por dos largos polímeros (llamados hebras) que van en direcciones opuestas y forman la geometría regular de la doble hélice. Los monómeros del ADN se llaman nucleótidos. Los nucleótidos tienen tres componentes: una base, un azúcar (desoxirribosa) y un residuo de fosfato. Las cuatro bases son adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). El azúcar y el fosfato crean una columna vertebral a cada lado de la doble hélice. Las bases interactúan mediante enlaces de hidrógeno con las bases complementarias de la otra cadena de ADN de la hélice.
Guanina
El azúcar y el grupo fosfato constituyen la columna vertebral de la doble hélice del ADN, mientras que las bases se encuentran en el centro. Un enlace químico entre el grupo fosfato de un nucleótido y el azúcar de un nucleótido vecino mantiene unida la columna vertebral. Los enlaces químicos (enlaces de hidrógeno) entre las bases que están cruzadas mantienen unidas las dos hebras de la doble hélice.
Las bases son la parte del ADN que almacena la información y da al ADN la capacidad de codificar el fenotipo, los rasgos visibles de una persona. La adenina y la guanina son bases purinas. Son estructuras compuestas por un anillo de 5 y 6 caras. La citosina y la timina son pirimidinas que son estructuras compuestas por un solo anillo de seis lados. La adenina siempre se une a la timina, mientras que la citosina y la guanina siempre se unen entre sí. Esta relación se denomina paridad de bases complementarias. Estas bases complementarias se unen entre sí mediante enlaces de hidrógeno, que pueden romperse fácilmente cuando el ADN necesita descifrarse y duplicarse.