ADN y ARN: Estructura, Tipos y Funciones Esenciales en Biología Molecular

Ácido Desoxirribonucleico (ADN)

Estructura del ADN

Está formado por la unión de muchos desoxirribonucleótidos.

La mayoría de las moléculas de ADN poseen dos cadenas antiparalelas (una 5´-3´ y la otra 3´-5´) unidas entre sí mediante las bases nitrogenadas, por medio de puentes de hidrógeno.

El ADN es el portador de la información genética; se puede decir, por tanto, que los genes están compuestos por ADN.

Estructura Primaria del ADN

Se trata de la secuencia de desoxirribonucleótidos de una de las cadenas. La información genética está contenida en el orden exacto de los nucleótidos.

Estructura Secundaria del ADN

Es una estructura en doble hélice. Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del ADN.

Fue postulada por Watson y Crick.

• Es una cadena doble, dextrógira (forma B) o levógira, según el tipo de ADN.
• Ambas cadenas son complementarias, pues la adenina de una se une a la timina de la otra, y la guanina de una a la citosina de la otra.
• Ambas cadenas son antiparalelas, pues el extremo 3´ de una se enfrenta al extremo 5´ de la otra.
• Esqueleto hidrofílico: pentosas + grupos fosfatos se sitúan en el exterior.
• Esqueleto hidrofóbico: Las bases nitrogenadas se sitúan hacia el interior.
• Cada base está apareada con una base de la otra cadena mediante enlaces de hidrógeno. Se cumple que: A + G = T + C (Regla de Chargaff).

Existen 3 modelos de ADN.

El ADN de tipo B es el más abundante y es el descubierto por Watson y Crick.

Es la conformación más estable en condiciones fisiológicas.

Estructura Terciaria del ADN

Se refiere a cómo se almacena el ADN en un volumen reducido. Varía según se trate de organismos procariontes o eucariontes:

1. En procariontes se pliega como una superhélice en forma, generalmente, circular y asociada a una pequeña cantidad de proteínas. Lo mismo ocurre en las mitocondrias y en los plastos.
2. En eucariontes el empaquetamiento ha de ser más complejo y compacto, y para esto necesita la presencia de proteínas, como son las histonas y otras de naturaleza no histónica.

A esta unión de ADN y proteínas se conoce como cromatina.

Ácido Ribonucleico (ARN)

Estructura del ARN

Está formado por la unión de muchos ribonucleótidos, los cuales se unen entre ellos mediante enlaces fosfodiéster en sentido 5´-3´ (igual que en el ADN).

Están formados por una sola cadena, a excepción del ARN bicatenario de los reovirus.

Estructura Primaria del ARN

Al igual que el ADN, se refiere a la secuencia de las bases nitrogenadas que constituyen sus nucleótidos.

Estructura Secundaria del ARN

En ocasiones, en una misma cadena, existen regiones con secuencias complementarias capaces de aparearse.

Estructura Terciaria del ARN

Es un plegamiento más complejo de la estructura secundaria.

Clasificación de los ARN

Se clasifican según la masa molecular media de sus cadenas, cuyo valor se deduce de la velocidad de sedimentación.

ARN Mensajero (ARNm)

Sus características son las siguientes:

• Cadenas de largo tamaño con estructura primaria.
• Se le llama mensajero porque transporta la información necesaria para la síntesis proteica.
• Cada ARNm tiene información para sintetizar una proteína determinada. Su vida media es corta.
• En procariontes, el extremo 5´ posee un grupo trifosfato.
• En eucariontes, en el extremo 5´ posee un grupo metil-guanosina unido al trifosfato, y en el extremo 3´ posee una cola llamada poli-A.

En los eucariontes se puede distinguir también:

• Exones: secuencias de bases que codifican proteínas.
• Intrones: secuencias sin información.

ARN Ribosómico (ARNr)

Sus principales características son:

• Cada ARNr presenta cadenas de diferente tamaño, con estructura secundaria y terciaria.
• Forma parte de las subunidades ribosómicas cuando se une con muchas proteínas.
• Están vinculados con la síntesis de proteínas.

ARN Transferente (ARNt)

Sus principales características son:

• Son moléculas de pequeño tamaño.
• Poseen en algunas zonas estructura secundaria, lo que hace que en las zonas donde no hay bases complementarias adquieran un aspecto de bucles.
• Los plegamientos llegan a ser tan complejos que adquieren una estructura terciaria.
• Su misión es unir aminoácidos y transportarlos hasta el ARNm para sintetizar proteínas.
• El lugar exacto para colocarse en el ARNm lo hace gracias a tres bases, a cuyo conjunto se llama anticodón (las complementarias en el ARNm se llaman codón).