Estructura del ADN

Te explicamos qué es la estructura del ADN, qué tipos existen y cómo fue descubierta. Además, la estructura del ARN.

¿Cómo es la estructura del ADN?

La estructura molecular del ADN (o simplemente la estructura del ADN) es el modo en que está compuesto bioquímicamente, o sea, es la forma de organización específica de las proteínas y biomoléculas que constituyen la molécula de ADN.

Para empezar, recordemos que ADN son las siglas del Ácido DesoxirriboNucleico. El ADN es un biopolímero de nucleótidos, o sea, una larga estructura molecular compuesta por segmentos (nucleótidos) compuestos a su vez por un azúcar (ribosa) y una base nitrogenada.

Las bases nitrogenadas del ADN pueden ser de cuatro tipos: adenina (A), citosina (C), timina (T) o guanina (G), junto a un grupo fosfato. En la secuencia de este compuesto se almacena toda la información genética de un ser vivo, indispensable para la síntesis de proteínas y para la herencia reproductiva, es decir, que sin ADN no habría transmisión de caracteres genéticos.

En los seres vivos procariotas, el ADN suele ser lineal y circular. Pero en los eucariotas, la estructura del ADN tiene forma de doble hélice. En ambos casos, es una biomolécula bicatenaria, o sea, compuesta por dos largas cadenas dispuestas de forma antiparalela (apuntando en direcciones opuestas): sus bases nitrogenadas quedan enfrentadas unas a otras.

Entre estas dos cadenas hay puentes de hidrógeno que las mantienen juntas y en forma de doble hélice. Tradicionalmente se distinguen tres niveles de esta estructura:

• Estructura primaria. Se compone de la secuencia de nucleótidos encadenados, cuya secuencia específica y puntual codifica la información genética de cada individuo que existe.
• Estructura secundaria. La mencionada doble hélice de cadenas complementarias, en las que se unen las bases nitrogenadas siguiendo un orden estricto: adenina con timina, y citosina con guanina. Esta estructura varía dependiendo del tipo de ADN.
• Estructura terciaria. Se refiere a la manera de almacenar el ADN dentro de estructuras llamadas cromosomas, en el interior de la célula. Estas moléculas deben plegarse y ordenarse en un espacio finito, por lo que en el caso de los organismos procariotas suelen hacerlo en forma de superhélice, mientras que en el caso de los eucariotas se lleva a cabo un compactamiento más complejo, dado el mayor tamaño del ADN, lo cual requiere de la intervención de otras proteínas.
• Estructura cuaternaria. Hace alusión a la cromatina presente en el núcleo de las células eucariotas, de donde se forman los cromosomas durante la división celular.

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Descubrimiento de la estructura del ADN

La forma molecular específica del ADN fue descubierta en 1950, a pesar de que la existencia de este tipo de compuestos biológicos ya se conocía desde 1869. Su descubrimiento se le atribuye principalmente a los científicos James Watson, estadounidense, y Francis Crick, británico, quienes propusieron el modelo de doble hélice de la estructura del ADN.

Sin embargo, no eran los únicos investigaban este tema. Su trabajo, de hecho, se basó en la información obtenida previamente por la británica Rosalind Franklin, experta en la cristalografía de rayos X para determinar la estructura de las moléculas.

Gracias a una imagen particularmente nítida que Franklin obtuvo mediante esta técnica (la célebre “Fotografía 51”), Watson y Crick pudieron deducir y formular un modelo tridimensional para el ADN.

Tipos de ADN

Al estudiar su estructura, o sea, su conformación específica tridimensional, es posible identificar tres tipos de ADN observados en seres vivientes, que son:

• ADN-B. Este es el tipo de ADN más abundante en los seres vivos y el único que sigue el modelo de doble hélice propuesto por Watson y Crick. Su estructura es regular, dado que cada par de bases tiene el mismo tamaño, aunque dejando surcos (mayores y menores sucesivamente) con variación de 35° respecto al anterior, para permitir el acceso a las bases nitrogenadas desde el exterior.
• ADN-A. Este tipo de ADN aparece en condiciones de escasa humedad y menor temperatura, como las que hay en muchos laboratorios. Presenta, al igual que la B, surcos recurrentes aunque de proporciones distintas (más amplias y menos profundas para el surco menor), además de una estructura más abierta, con las bases nitrogenadas más lejanas al eje de la doble hélice, más inclinadas respecto a la horizontal y más simétricamente en el centro.
• ADN-Z. Se distingue de las anteriores en que se trata de una doble hélice con giro a la izquierda (levógira) en un esqueleto en zigzag, y es común en secuencias de ADN que alternan purinas y pirimidinas (GCGCGC), por lo que requiere de una concentración de cationes mayor a la del ADN-B. Es una doble hélice más estrecha y alargada que las anteriores.

Estructura del ARN

A diferencia del ADN, el ARN (Ácido Ribonucléico) no suele aparecer en forma de doble hélice. Por el contrario, la estructura del ARN es una secuencia simple y monocatenaria de nucleótidos. Sus bases nitrogenadas son idénticas a las del ADN, excepto en el caso de la timina (T), reemplazada en el ARN por uracilo (U).

Estos nucleótidos están unidos entre sí por enlaces fosfodiéster. En ocasiones pueden generar pliegues en la cadena del ARN al atraerse entre sí, formando así durante regiones cortas cierto tipo de bucles, hélices u horquillas.

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Referencias

• “Ácido desoxirribonucleico” en Wikipedia.
• “Estructura y código del ADN” (video) en Educatina.
• “ADN: estructura y función” en Biopedia.
• “Descubrimiento de la estructura del ADN” en Khan Academy.
• “DNA: Definition, Structure & Discovery” en LiveScience.
• “DNA (Chemical compound)” en The Encyclopaedia Britannica.