ADN y ARN: Estructura, Función y Duplicación de la Información Genética

El ADN y el ARN: Fundamentos de la Información Genética

El Ácido Desoxirribonucleico (ADN) y el Ácido Ribonucleico (ARN) son macromoléculas esenciales para la vida, encargadas de almacenar, transcribir y replicar la información genética en todos los organismos conocidos. Comprender su estructura y función es fundamental para la biología molecular.

El Ácido Desoxirribonucleico (ADN)

Composición del ADN

El ADN está compuesto por una cadena de polinucleótidos. Cada nucleótido es una unidad fundamental compuesta por tres componentes principales:

• Base Nitrogenada: Son compuestos orgánicos, cíclicos de nitrógeno. Se clasifican en dos tipos principales:
  • Purinas: Adenina (A) y Guanina (G).
  • Pirimidinas: Citosina (C) y Timina (T).
  En el ADN, una purina siempre se une a una pirimidina específica, formando pares de bases complementarias: Timina con Adenina (T-A) y Citosina con Guanina (C-G).
• Pentosa: Es un azúcar de cinco átomos de carbono, denominado desoxirribosa. Carece de un átomo de oxígeno en el carbono 2', lo que le da su nombre.
• Fosfato: Es el grupo encargado de unir las pentosas entre sí, formando el esqueleto azúcar-fosfato de la cadena de ADN.

Historia y Estructura del ADN

En 1953, James Watson y Francis Crick establecieron el modelo de la doble hélice del ADN. Descubrieron que la molécula de ADN está compuesta por dos cadenas de polinucleótidos enrolladas de tal manera que toman una forma de espiral, semejante a una escalera de caracol. En esta analogía, las bases nitrogenadas son los "escalones" que conectan ambas cadenas, mientras que los grupos fosfato y los azúcares (desoxirribosas) forman los "pasamanos" de la escalera.

Duplicación del ADN

La duplicación del ADN es un proceso fundamental para la herencia. Se considera semiconservativa porque, de las dos cadenas de ADN resultantes, cada una conserva una cadena original (vieja) y sintetiza una cadena nueva. Este proceso involucra varias enzimas clave:

• Girasa: Ayuda a desenrollar la molécula de ADN, aliviando la tensión torsional.
• Topoisomerasa: Relaja la molécula de ADN, evitando el superenrollamiento.
• Helicasa: Rompe los puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas, separando las dos cadenas de polinucleótidos.
• ADN Polimerasa: Reconstruye la cadena de polinucleótidos, añadiendo nucleótidos complementarios a la cadena molde, originando así una nueva molécula de ADN.

El Ácido Ribonucleico (ARN)

El Ácido Ribonucleico (ARN) actúa como intermediario y complemento de las instrucciones genéticas codificadas en el ADN, desempeñando roles cruciales en la expresión génica.

Tipos de ARN

Existen varios tipos de ARN, cada uno con una función específica:

• ARN Mensajero (ARNm): Lleva la información sobre la secuencia de aminoácidos de una proteína desde el ADN en el núcleo hasta los ribosomas en el citoplasma, donde se sintetizan las proteínas de la célula.
• ARN de Transferencia (ARNt): Son polímeros cortos de unos 80 nucleótidos que transfieren un aminoácido específico al polipéptido en crecimiento durante la síntesis proteica. Se unen a lugares específicos del ribosoma durante la traducción.
• ARN Ribosómico (ARNr): Se halla combinado con proteínas para formar los ribosomas, donde representa aproximadamente dos terceras partes de su masa. Es esencial para la estructura y función catalítica del ribosoma.

Composición del ARN

La composición del ARN es similar a la del ADN, pero con algunas diferencias clave:

• Bases Nitrogenadas:
  • Purinas: Adenina (A) y Guanina (G).
  • Pirimidinas: Citosina (C) y Uracilo (U).
  Es importante destacar que la Timina (T), presente en el ADN, es sustituida por el Uracilo (U) en el ARN.
• Pentosa: Está constituida por 5 átomos de carbono y se denomina ribosa. La ribosa posee 5 átomos de carbono, enumerados en sentido a las agujas del reloj, donde el carbono 1' se une a la base nitrogenada y el carbono 5' se une al grupo fosfato.
• Fosfato: Une las pentosas entre sí, formando el esqueleto del ARN.