ADN


El ácido desoxirribonucleico ( / d ˈ ɒ k s ɪ ˌ r b nj ˌ k l ɪ k , - ˌ k l -/ ( escuchar )icono de altavoz de audio ; [1] ADN ) es un polímero compuesto por dos cadenas de polinucleótidos que se enrollan entre sí para formar una doble hélice que lleva instrucciones genéticas para el desarrollo, funcionamiento, crecimiento yreproducción de todos los organismos conocidos y muchos virus . El ADN y el ácido ribonucleico (ARN) son ácidos nucleicos . Junto con las proteínas , los lípidos y los carbohidratos complejos ( polisacáridos ), los ácidos nucleicos son uno de los cuatro tipos principales de macromoléculas que son esenciales para todas las formas de vida conocidas .

Las dos cadenas de ADN se conocen como polinucleótidos , ya que están compuestas de unidades monoméricas más simples llamadas nucleótidos . [2] [3] Cada nucleótido está compuesto por una de cuatro bases nitrogenadas ( citosina [ C], guanina [G], adenina [A] o timina [T]), un azúcar llamado desoxirribosa y un grupo fosfato . Los nucleótidos se unen entre sí en una cadena por enlaces covalentes.(conocido como enlace fosfodiéster) entre el azúcar de un nucleótido y el fosfato del siguiente, lo que da como resultado un esqueleto de azúcar-fosfato alterno . Las bases nitrogenadas de las dos cadenas de polinucleótidos separadas se unen, de acuerdo con las reglas de emparejamiento de bases (A con T y C con G), con enlaces de hidrógeno para formar ADN de doble cadena. Las bases nitrogenadas complementarias se dividen en dos grupos, pirimidinas y purinas . En el ADN, las pirimidinas son la timina y la citosina; las purinas son adenina y guanina.

Ambas cadenas de ADN de doble cadena almacenan la misma información biológica . Esta información se replica cuando las dos hebras se separan. Una gran parte del ADN (más del 98% en humanos) no codifica , lo que significa que estas secciones no sirven como patrones para las secuencias de proteínas . Las dos hebras de ADN corren en direcciones opuestas entre sí y, por lo tanto, son antiparalelas . Adjunto a cada azúcar hay uno de los cuatro tipos de nucleobases (o bases ). Es la secuencia de estas cuatro nucleobases a lo largo de la columna vertebral la que codifica la información genética. Las hebras de ARN se crean usando hebras de ADN como plantilla en un proceso llamado transcripción ., donde las bases del ADN se intercambian por sus bases correspondientes excepto en el caso de la timina (T), en la que el ARN sustituye al uracilo (U). [4] Según el código genético , estas hebras de ARN especifican la secuencia de aminoácidos dentro de las proteínas en un proceso llamado traducción .

Dentro de las células eucariotas, el ADN está organizado en estructuras largas llamadas cromosomas . Antes de la división celular típica , estos cromosomas se duplican en el proceso de replicación del ADN , proporcionando un conjunto completo de cromosomas para cada célula hija. Los organismos eucariotas ( animales , plantas , hongos y protistas ) almacenan la mayor parte de su ADN dentro del núcleo celular como ADN nuclear , y algo en las mitocondrias como ADN mitocondrial o en los cloroplastos como ADN de cloroplastos . [5]En cambio, los procariotas ( bacterias y arqueas ) almacenan su ADN únicamente en el citoplasma , en cromosomas circulares . Dentro de los cromosomas eucariotas, las proteínas de la cromatina , como las histonas , compactan y organizan el ADN. Estas estructuras de compactación guían las interacciones entre el ADN y otras proteínas, ayudando a controlar qué partes del ADN se transcriben.


La estructura de la doble hélice del ADN . Los átomos en la estructura están codificados por colores por elemento y las estructuras detalladas de dos pares de bases se muestran en la parte inferior derecha.
Estructura química del ADN; enlaces de hidrógeno mostrados como líneas punteadas. Cada extremo de la doble hélice tiene un fosfato 5' expuesto en una hebra y un grupo hidroxilo 3' expuesto (-OH) en la otra.
Una sección de ADN. Las bases se encuentran horizontalmente entre las dos hebras en espiral [15] ( versión animada ).
Surcos mayores y menores del ADN. Este último es un sitio de unión para el colorante de tinción de Hoechst 33258.
De izquierda a derecha, las estructuras del ADN A, B y Z
Cuádruplex de ADN formado por repeticiones de telómeros . La conformación en bucle de la columna vertebral del ADN es muy diferente de la típica hélice de ADN. Las esferas verdes en el centro representan iones de potasio. [59]
Un aducto covalente entre una forma metabólicamente activada de benzo[ a ]pireno , el mutágeno principal en el humo del tabaco , y el ADN [74]
Ubicación del ADN nuclear eucariota dentro de los cromosomas
ARN polimerasa T7 (azul) que produce un ARNm (verde) a partir de una plantilla de ADN (naranja) [93]
Replicación del ADN: La doble hélice es desenrollada por una helicasa y una topoisomerasa . A continuación, una ADN polimerasa produce la copia de la cadena principal . Otra ADN polimerasa se une a la hebra rezagada . Esta enzima produce segmentos discontinuos (llamados fragmentos de Okazaki ) antes de que la ADN ligasa los una.
Interacción del ADN (en naranja) con las histonas (en azul). Los aminoácidos básicos de estas proteínas se unen a los grupos fosfato ácidos del ADN.
El factor de transcripción hélice-giro-hélice del represor lambda se une a su objetivo de ADN [116]
La enzima de restricción EcoRV (verde) en un complejo con su sustrato ADN [120]
La recombinación implica la ruptura y unión de dos cromosomas (M y F) para producir dos cromosomas reorganizados (C1 y C2).
La estructura de ADN de la izquierda (se muestra el esquema) se autoensamblará en la estructura visualizada por microscopía de fuerza atómica a la derecha. La nanotecnología del ADN es el campo que busca diseñar estructuras a nanoescala utilizando las propiedades de reconocimiento molecular de las moléculas de ADN. [170]
Maclyn McCarty (izquierda) le da la mano a Francis Crick y James Watson , coautores del modelo de doble hélice.
Dibujo a lápiz de la doble hélice del ADN por Francis Crick en 1953
Una placa azul fuera del pub The Eagle en conmemoración de Crick y Watson