3.2. ADN: estructura e importancia biológica.
Actividad
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| Imagen 44. Autor: Silvia. Dominio público |
El ADN es un ácido que se encuentra fundamentalmente en el núcleo de las células eucariotas, aunque también está presente en orgánulos como mitocondrias y cloroplastos y disperso en el citoplasma de células procariotas.
Está formado por desoxirribonucleótidos en los que se encuentran las bases (adenina, guanina, citosina y timina), la pentosa (desoxirribosa) y un fosfato.
El ADN, salvo en algunos virus, está formado por dos cadenas de poliniucleótidos unidas entre sí a nivel de sus bases nitrogenadas mediante puentes de hidrógeno. Esta unión es siempre de adenina con timina, mediante dos enlaces de hidrógeno, y citosina con guanina mediante tres enlaces.
El ADN es la molécula que almacena la información genética y esta debe repartirse a partes iguales entre las células hijas, antes de este reparto el ADN debe duplicarse o replicarse. Observa el vídeo y trata de identificar los componentes fundamentales de esta molécula.
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Pre-conocimiento
Observa este video en el que de una manera sencilla se refleja la estructura del ADN:
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Actividad
El ADN es otra de las moléculas, al igual que las proteínas, que presentan varios niveles de estructuración. Así en el ADN distinguimos:
- Estructura primaria; dada por la secuencia de nucleótidos que forman la cadena,
- Estructura secundaria; presenta las siguientes características, según el modelo de Watson y Crick;
- La molécula de ADN está formada por dos cadenas antiparalelas y equidistantes de nucleótidos, enrolladas en espiral en torno a un eje imaginario, formando una hélice dextrógira;
- Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior de la hélice unidas mediante puentes de hidrógeno y siempre emparejadas A con T y C con G, lo que hace que las dos cadenas sean complementarias. Las desoxirribosas y los grupos fosfatos que las unen se encuentran en el exterior de la hélice, de modo que las cargas negativas de los grupos fosfato interaccionan con los cationes presentes en el nucleoplasma, dando más estabilidad a la molécula;
- Los planos que contienen las bases emparejadas son perpendiculares al eje de la hélice;
- La hélice tiene un diámetro de 2 nanometros, los nucleótidos están separados por 0,34 nm y en cada vuelta de la hélice hay 10,5 pares de nucleótidos,
- Estructura terciaria; hace referencia al enrollamiento en torno a proteínas de las grandes moléculas de ADN, enrollamiento necesario para reducir espacio en la célula y como mecanismo para preservar su transcripción.
Para saber más
Puedes obtener más información sobre los niveles de plegamiento del ADN en la siguiente dirección o en este enlace:
http://www.iespando.com/web/departamentos/biogeo/web/departamento/2BCH/PDFs/14ADN.pdf
Actividad de Espacios en Blanco
Una cadena de ADN tiene la secuencia y orientación siguientes: 5'...AGGCTGCTTAATTGCCGTA...3'.
Escribe la secuencia y orientación de su cadena complementaria.
La secuencia y orientación de su cadena complementaria sería:
'... ... '
Reflexión
El ADN puede sufrir desnaturalización. Esta consiste en la ruptura de los puentes de hidrógeno entre las bases, separándose las dos cadenas del ADN sin que sean afectados los enlaces covalentes fosfodiester de los esqueletos de polidesoxirribosa-fosfato. El proceso lo provoca:
- Un incremento de temperatura.
- La variación del pH.
- Cambios en las condiciones iónicas del medio.
La desnaturalización del ADN es un proceso reversible (renaturalización).
La renaturalización tiene como principal aplicación la hibridación, importante en ingeniería genética o biotecnología. La hibridación permite conocer el grado de relación genética o parentesco entre dos ADN y aplicarlo al estudio de las relaciones filogenéticas entre las especies. También es importante en la elaboración de sondas, que son fragmentos de ADN monocatenarios, de secuencia conocida, que permiten la detección de fragmentos de ADN que son complementarios.