Estructura y Propiedades Fundamentales del ADN y ARN

Diferencias Clave entre ARN y ADN

• El ARN utiliza ribosa y el ADN, desoxirribosa.
• El ADN posee una doble cadena helicoidal, mientras que el ARN presenta una cadena simple.
• El ADN es estable en condiciones alcalinas, pero el ARN no lo es.
• El ADN almacena y guarda la información genética, mientras que el ARN actúa como mensajero en su expresión.

Estructura Secundaria del ADN: El Modelo de Watson y Crick

La secuencia polinucleotídica del ADN se dispone en el espacio en forma de doble hélice, según la estructura propuesta por Watson y Crick en 1953.

Dos descubrimientos previos abrieron el camino a este modelo:

• En 1950, Chargaff observó que siempre existía la misma cantidad de bases púricas y pirimidínicas. Descubrió, además, que el número de Adenina (A) siempre es igual al de Timina (T), y el de Guanina (G) es igual al de Citosina (C). Estos resultados constituyen la denominada Ley de Equivalencias de Chargaff.
• Franklin y Wilkins aplicaron la técnica de difracción de rayos X al ADN y dedujeron que esta molécula posee una estructura helicoidal con dos periodicidades: una cada 0,34 nm y otra cada 3,4 nm.

A partir de estos datos, Watson y Crick elaboraron su modelo de estructura tridimensional del ADN, que presenta las siguientes características:

Características de la Doble Hélice de ADN

• El ADN está constituido por dos cadenas de polinucleótidos unidas entre sí en toda su longitud.
• Las dos cadenas son antiparalelas, lo que significa que el extremo 3' de una de ellas se enfrenta con el extremo 5' de la otra.
• La unión se realiza por medio de puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas: la Adenina (A) forma dos puentes de hidrógeno con la Timina (T), y la Citosina (C) forma tres con la Guanina (G). Las dos cadenas no son idénticas, sino complementarias. Si se conoce una secuencia, es posible deducir la otra.
• Las dos cadenas están enrolladas en espiral, formando una doble hélice alrededor de un eje imaginario.
• Las bases nitrogenadas quedan en el interior de la doble hélice, mientras que los esqueletos de pentosas-fosfato se sitúan en la parte exterior. De esta forma, las cargas negativas de los grupos fosfato se unen a las cargas positivas de cationes o de otras moléculas presentes en el medio, estabilizando la estructura.
• Los planos de las bases nitrogenadas enfrentadas son paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la hélice.
• El enrollamiento de la doble hélice es plectonémico, lo que significa que las cadenas no se pueden separar sin desenrollarlas.
• La doble hélice es dextrógiro; el enrollamiento gira en el sentido de las agujas del reloj.
• La anchura de la hélice es de 2 nm, la longitud de cada vuelta es de 3,4 nm, y cada 0,34 nm se encuentra un par de bases complementarias. Existen 10 pares de nucleótidos por vuelta.

La Desnaturalización del ADN

La desnaturalización del ADN fue una de las primeras pruebas experimentales para demostrar la complementariedad de las bases.

La doble hélice de ADN es muy estable en condiciones fisiológicas. Sin embargo, la separación de las dos cadenas es imprescindible para realizar procesos vitales como la replicación y la transcripción.