Estructura y Composición del ADN: Fundamentos Moleculares

¿Qué es el ADN?

El ADN es una macromolécula formada por la unión de miles de nucleótidos. Estos contienen como pentosa la desoxirribosa y como bases nitrogenadas (BN) la adenina, guanina, citosina o timina. La unión de los nucleótidos en la cadena polinucleotídica se produce mediante un enlace fosfodiéster entre el hidroxilo (OH) situado en la posición 3' del primer nucleótido y el grupo fosfato situado en la posición 5' del segundo.

Estructura del ADN

El ADN presenta cuatro niveles estructurales básicos, sobre los cuales se superponen otros niveles superiores de empaquetamiento.

Estructura primaria del ADN

La estructura primaria es la secuencia de nucleótidos de una cadena sencilla lineal de ADN. Al estar integrada por miles de nucleótidos, constituye un gran almacén de información química, siendo la base de su especificidad.

La cadena se inicia con un nucleótido que tiene el grupo fosfato (P) de su carbono 5' libre. Las uniones entre los nucleótidos se producen entre el carbono 3' de un nucleótido y el carbono 5' del siguiente, dejando el último nucleótido con el grupo hidroxilo (OH) de su carbono 3' libre. Por esta razón, se dice que la cadena crece o se extiende desde el extremo 5'-P libre al extremo 3'-OH libre, desarrollándose en sentido 5'-3'. También se define que la polaridad de la cadena es 5'-3'.

Características clave de la estructura primaria:

• Es la secuencia de nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster.
• La cadena presenta dos extremos libres: el 5' unido al grupo fosfato y el 3' unido a un hidroxilo.
• Cada cadena se diferencia de otra por:
  1. Su tamaño.
  2. Su composición.
  3. Su secuencia de bases.
• La secuencia se nombra con la inicial de la base que contiene cada nucleótido: A, C, G, T.

Estructura secundaria del ADN

La estructura secundaria se caracteriza por ser una doble cadena con plegamiento helicoidal, formando una doble hélice de 2 nm de diámetro.

• Bases nitrogenadas: Se encuentran en el interior de la estructura.
• Armazón: Las parejas de bases están unidas a una estructura externa formada por las pentosas y los grupos fosfato.
• Enrollamiento: Es dextrógiro (horario) y plectonémico (para separarlas, es necesario desenrollarlas previamente).
• Dimensiones: Cada pareja de nucleótidos está situada a 0,34 nm de la siguiente, y cada vuelta de doble hélice contiene 10 pares de nucleótidos.
• Antiparalelismo: Las dos cadenas son antiparalelas, creciendo de 5' a 3' en sentidos contrarios.
• Complementariedad: Las dos cadenas son complementarias; cada nucleótido de una cadena se une a su complementario en la otra mediante puentes de hidrógeno.