Descubriendo la Estructura y Función del ADN: Conceptos Clave

Fundamentos del ADN y la Información Genética

El ADN, o ácido desoxirribonucleico, es una molécula fundamental para la vida, portadora de la información genética. A continuación, se presentan conceptos clave sobre su estructura y función:

• El ADN está compuesto por dos cadenas de polinucleótidos complementarias, donde la Adenina (A) se aparea con la Timina (T) y la Guanina (G) con la Citosina (C). Estas cadenas son antiparalelas.
• Los ácidos nucleicos son polímeros formados por la repetición de unidades llamadas nucleótidos.
• El proceso mediante el cual la información genética codificada en el ARN se utiliza para sintetizar proteínas se denomina traducción.
• La estructura del ADN se caracteriza por una forma helicoidal, con surcos que giran a lo largo de la doble hélice.
• Estos surcos se originan porque cada par de nucleótidos no se sitúa exactamente en el centro de la doble hélice.
• El genoma se define como el conjunto completo del material genético presente en una célula.
• La estructura tridimensional del ADN fue elucidada por Watson y Crick.
• La molécula de ADN puede considerarse un polianión debido a la carga negativa de sus grupos fosfato.
• El dogma central de la biología molecular explica el flujo de la información genética, desde el ADN hasta las proteínas, y cómo esta se hereda. Es importante destacar que no se trata de una ruta metabólica, sino que cada elemento aporta la información necesaria para la síntesis del siguiente.
• En el ADN, los nucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster.
• Todas las variantes del ADN conservan las características de complementariedad, helicidad y antiparalelismo.
• El plano formado por la unión de dos bases nitrogenadas complementarias es perpendicular al esqueleto azúcar-fosfato.
• El genoma mitocondrial humano es circular y de doble hebra.
• El ADN repetitivo no codificante se localiza frecuentemente agrupado en los centrómeros y en los telómeros.
• La unión de una molécula de ácido fosfórico a un nucleósido completa la formación de un nucleótido.
• Las bases nitrogenadas de ambas cadenas del ADN se enfrentan, A con T y G con C, y se mantienen unidas por puentes de hidrógeno.
• Las purinas son bases nitrogenadas compuestas por dos ciclos.
• Las pirimidinas son bases nitrogenadas compuestas por un ciclo.
• El ADN repetitivo codificante puede encontrarse agrupado en familias génicas o multigénicas, o bien disperso a lo largo del genoma.
• Los organismos procariotas generalmente poseen un único cromosoma, usualmente unido a la membrana celular.
• En el ADN existen dos tipos de surcos: el mayor y el menor.
• La unión del azúcar con la base nitrogenada se denomina nucleósido.
• El azúcar característico de los ARN es la ribosa.
• El enlace que une la base nitrogenada al azúcar se denomina N-glucosídico.
• En los organismos eucariotas, no existe una correlación lineal entre el número de cromosomas y la cantidad de ADN.
• El ADN de una célula humana puede alcanzar hasta dos metros de longitud.
• Las bases nitrogenadas son compuestos heterocíclicos nitrogenados.
• La transcripción es el proceso de síntesis de ARN utilizando el ADN como molde.
• Los organismos eucariotas se caracterizan por poseer un núcleo definido, a diferencia de los procariotas.
• En el ADN, cada par de bases está rotado 36º respecto al siguiente.

Empaquetamiento y Regulación del ADN en Eucariotas

El empaquetamiento y la regulación de la cromatina son cruciales para la expresión génica en las células eucariotas.

• Las histonas son proteínas esenciales que resuelven el problema del empaquetamiento del ADN.
• Para que un gen pueda expresarse, no debe estar excesivamente empaquetado alrededor de las histonas.
• La acetilación de las histonas es un mecanismo clave que controla la condensación del ADN.
• El ADN se enrolla aproximadamente 2 vueltas alrededor de un octeto de proteínas histonas, formando la estructura conocida como nucleosoma.
• Las histonas son proteínas pequeñas y con carga básica que se asocian en un octámero, alrededor del cual se enrolla el ADN.
• Las histonas, al ser básicas, neutralizan la acidez del ADN, facilitando su empaquetamiento.
• La acetilación de las histonas promueve la descondensación de la cromatina.
• Cada 6 nucleosomas forman una vuelta de estructuras de tipo solenoide.
• La eucromatina es la forma de cromatina menos condensada, permitiendo el acceso a la maquinaria de transcripción.
• La cromatina es un complejo macromolecular que alberga el ADN en el núcleo de las células eucariotas.
• Las histonas no acetiladas poseen una carga positiva elevada, lo que les permite unirse fuertemente al ADN.
• La heterocromatina representa el estado más condensado de la cromatina, asociado a la formación de cromosomas durante la división celular.
• La acetilación consiste en la adición de grupos acetilo (CO-CH3) a los aminoácidos lisina o arginina de las histonas.
• La acetilación de las histonas provoca que la cromatina se descondense, facilitando la accesibilidad al ADN.