Ácido desoxirribonucleico (ADN), qué es, dónde se encuentra, estructura

Las macromoléculas orgánicas como proteínas, carbohidratos y lípidos son constituyentes importantes de las células, pero existe una macromolécula especial que desde su descubrimiento ha generado un sinfín de información de gran interés científico y popular. Esta molécula que en la clasificación pertenece a los ácidos nucleicos, es el ácido desoxirribonucleico (ADN), su gran importancia para el desarrollo de la vida tal cual la conocemos ha derivado en numerosos estudios, mediante los cuales hemos podido entender su estructura, función, donde se encuentra y mucho más, en este artículo describiremos cada una de estas temáticas, además, haremos referencia a la relación estrecha que existe entre el ADN con el código genético, los genes y cromosomas.

¿Qué es el ácido desoxirribonucleico?

Como bien se nombró al principio, el ácido desoxirribonucleico es una macromolécula orgánica que se incluye dentro del grupo de los ácidos nucleicos, está constituida por numerosos monómeros de nucleótidos, que en conjunto construyen a los polinucleótidos, quienes a sus vez dan forma a la estructura del ácido desoxirribonucleico.

El ácido desoxirribonucleico es conocido también por su abreviatura, la cual en español es ADN y en inglés cambia a DNA (Deoxyrionucleic Acid).

A nivel biológico el ADN es considerada una macromolécula en donde se guarda toda la información genética y hereditaria de un ser vivo, por lo tanto el ADN contiene todas las instrucciones para que un individuo de cualquier especie sea animal, vegetal, microorganismos e inclusive entes virales, puedan desarrollarse por completo. Toda esta información almacenada está codificada en los genes, formando lo que hoy se conoce como el código genético.

¿Dónde se encuentra el ADN?

El ácido desoxirribonucleico, al ser la molécula portadora de la vida, la podemos encontrar en todos los seres que se consideran vivos, también es posible encontrarlo como se nombró con anterioridad en los entes virales, entes que para algunos científicos deben ser considerados como seres vivos, mientras que para otros deben permanecer en una categoría aparte.

Al interior de las células podemos ubicar el ADN en diferentes partes, si se trata de una célula eucariota, el ácido desoxirribonucleico es fácilmente observable al interior de la membrana nuclear, es decir en el núcleo celular, mientras en las procariotas se denomina nucleoide a la zona donde se condensa el ADN y está libre en el citoplasma, también es posible encontrar esta macromolécula en organelos especiales como las mitocondrias.

¿Cómo está formado el ácido desoxirribonucleico?

El ADN posee varios componentes es su estructura, los cuales se distinguen por su procedencia química, la unión de estos componentes dará lugar a la conformación estructural que explicaremos más adelante.

Componentes del ADN

Glúcido: el primer componente químico y base estructural del ADN es un azúcar de 5 carbonos, específicamente la desoxirribosa, molécula que une en sus extremos 1´y 5´a las otras moléculas que lo conforman.

Bases nitrogenadas: las bases nitrogenadas son un compuesto orgánico de gran importancia, son determinantes en la funcionalidad de la molécula, la disposición secuencial en la cadena de ADN de cada una de ellas determina el código genético. Las bases nitrogenadas del ADN son por el lado de las purinas: la adenina (A) y la guanina (G); y por las pirimidínicas están la citosina (C) y la timina (T), estas bases se sitúan en la posición 1´ de la desoxirribosa.

Grupo fosfato: el tercer componente de la molécula es el ácido fosfórico, se sitúa en el extremo 5´ de la desoxirribosa y se encarga de ir uniendo cada nucleótido para ir formando la cadena de polinucleótidos.

Estructura del ácido desoxirribonucleico

Dependiendo del punto del ciclo celular en el que se examine la molécula de ácido desoxirribonucleico y las condiciones fisiológicas en que se encuentre la célula, podemos encontrar varias conformaciones llamadas estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.

​Estructura primaria

Se refiere a la conformación de solo una hebra de polinucleótidos, es decir, es solo un filamento que contiene cada uno de los elementos y puede estar tanto de manera lineal como doblada sobre sí misma.

​Estructura secundaria

Se denomina con este nombre a la conformación típica que conocemos del ADN, la famosa escalera en forma de caracol propuesta por Watson y Crick, se trata de una estructura de doble hélice que se compone de dos hebras de polinucleótidos, las cuales están unidas mediante puentes de hidrógeno formado por las bases nitrogenadas. La estructura secundaria del ADN presenta algunas características que son:

Conformación helicoidal

La doble hélice que conforma la estructura secundaria se presenta en forma helicoidal, con las hebras acoplándose una alrededor de la otra, girando alrededor de un eje imaginario que las divide justo en la parte central.

Dextrógiro

El giro que realizan en su conformación helicoidal lo hace hacia el lado derecho o en el sentido de las agujas del reloj, es por esto que el enrollamiento que producen las hebras se denota con ese nombre.

Orientación antiparalela

Además de que las hebras que conforman la molécula son complementarias, durante su construcción se disponen de manera antiparalela, es decir, una hebra se forma en dirección 3´-5´mientras la otra es todo lo contrario, su dirección se orienta en sentido 5´-3´.

​Estructura terciaria

Cuando la molécula de ADN se asocia con proteínas que cumplen funciones de plegamiento y súper enrollamiento como las topoisomerasas tipo 2, la estructura comienza a empaquetarse y como consecuencia se forman una estructura llamada nucleosomas, otra característica de la estructura terciaria es la pérdida de longitud por el mismo proceso de plegamiento.

​Estructura cuaternaria

Cuando alcanza la estructura cuaternaria, el nivel de súper enrollamiento y empaquetamiento llega al máximo. Para reconocer la forma cuaternaria se observa la presencia de estructuras llamadas solenoides que a su vez darán paso a la formación de la cromatina y estos a los cromosomas.

​Función del ADN

Al ser la macromolécula más importante de los seres vivos, las funciones que cumple el ADN son de vital importancia, entre estas funciones están:

Contiene la información genética: en la molécula de ácido desoxirribonucleico está codificada toda la información que se transmite de una generación a la otra. Dicha información contiene las instrucciones para el desarrollo íntegro del organismo, así como las características fenotípicas y algunas conductuales que expresan durante su vida.

Replicación: el ADN tiene capacidad de duplicación o replicación durante los procesos de división celular o reproducción de los organismos, esto con el fin de que las células resultantes o hijas puedan contar con el material genético completo.

Expresión de la información: si bien el ADN funcionan como un libro que contiene la información mediante el código genético, también existen mecanismos mediante el cual esta información se hace visible y esto es a través de los procesos de transcripción y traducción.

Variabilidad genética: es un punto clave en el proceso evolutivo de las especies, ya que la molécula de ADN puede sufrir cambios puntuales mediante los procesos de mutación y también por los mecanismos de reproducción sexual, esto le proporciona variabilidad genética y por consiguiente nuevas características y funciones, aunque en ocasiones dichas mutaciones pueden resultar perjudiciales para el organismo.

​Referencias

• Galvez, F. (2009).
• Guevara, G. (2004).
• Herrera, E. (2018). http://www.bvs.hn/RMH/pdf/2018/pdf/Vol86-1-2-2018-21.pdf
• Illana, J. (2014).
• Piro, O. (2014).