Ácido desoxirribonucleico
El ácido desoxirribonucleico conocido por las siglas ADN, es un ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos[1] y algunos virus (los virus ADN); también es responsable de la transmisión hereditaria. La función principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes, pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información genética.
Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido.[2] Cada nucleótido, a su tiempo, está formado por un glúcido (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato (derivado del ácido fosfórico). Lo que distingue a un polinucleótido de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando solo la secuencia de sus bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena es la que codifica la información genética, siguiendo el siguiente criterio de complementariedad: A-T y G-C. Esto se debe a que la adenina y la guanina son de mayor tamaño que la timina y la citosina, por lo que este criterio permite cumplir una uniformidad. En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno.[3]
Animación de parte de una estructura de ADN de doble hélice
Estructura química del ADN: dos cadenas de nucleótidos conectadas mediante
puentes de hidrógeno, que aparecen como líneas punteadas.
Timina: 2, 4-dioxo, 5-metilpirimidina.
Citosina: 2-oxo, 4-aminopirimidina.
Guanina: 6-oxo, 2-aminopurina.
Un par
A=T con dos puentes de hidrógeno. Los puentes de hidrógeno se muestran como líneas discontinuas.
Par de bases A=T de tipo
Watson-Crick. En azul el donador de hidrógenos y en rojo el aceptor.
Par de bases A=T de tipo
Watson-Crick reverso. En azul el donador de hidrógenos y en rojo el aceptor. Nótese que la pirimidina ha sufrido un giro de 180º sobre el eje del carbono 6.
De izquierda a derecha, las estructuras de ADN A, B y Z.
Estructura de un ADN en cuádruplex formada por repeticiones en los
telómeros. La conformación de la estructura de soporte del ADN difiere significativamente de la típica estructura en hélice.
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Doble hélice: a) Dextrógira, b) Levógira.
Hendiduras mayor y menor de la doble hélice
Estructura de moléculas de ADN lineales con los extremos fijos y superenrolladas. Por claridad, se ha omitido la estructura en hélice del ADN.
Molécula de
benzopireno, mutágeno presente por ejemplo en el humo del
tabaco, ligada una hélice de ADN.
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Esquema representativo de la replicación del ADN.
El factor de transcripción represor del
fago lambda unido a su ADN diana mediante un motivo hélice-giro-hélice
(helix-turn-helix).
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La recombinación implica la rotura y reunión de dos cromosomas homólogos (M y F) para producir dos cromosomas nuevos reorganizados (C1 y C2).
Microarray con 37 500 oligonucleótidos específicos. Arriba a la izquierda se puede apreciar una región ampliada del
chip.
La estructura de ADN de la izquierda (mostrada de forma esquemática) se auto-ensambla en la estructura visualizada por
microscopía de fuerza atómica a la derecha. La
nanotecnología de ADN es el campo que busca diseñar estructuras a nanoescala utilizando las propiedades de reconocimiento molecular de las moléculas de ADN. Imagen de Strong, 2004.
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