Estructura y funciones del adn y arn

Estructura y funciones del adn y arn

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El ADN (ácido desoxirribonucleico) es el material genómico de las células que contiene la información genética utilizada en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos. El ADN, junto con el ARN y las proteínas, es una de las tres principales macromoléculas esenciales para la vida. La mayor parte del ADN se encuentra en el núcleo, aunque una pequeña cantidad puede encontrarse en las mitocondrias (ADN mitocondrial). Dentro del núcleo de las células eucariotas, el ADN se organiza en estructuras llamadas cromosomas. El conjunto completo de cromosomas de una célula constituye su genoma; el genoma humano tiene aproximadamente 3.000 millones de pares de bases de ADN organizados en 46 cromosomas. La información que transporta el ADN se encuentra en la secuencia de trozos de ADN llamados genes.

El ADN está formado por dos largos polímeros de unidades simples denominadas nucleótidos, con columnas vertebrales formadas por azúcares y grupos fosfato unidos por enlaces éster. Estas dos hebras van en direcciones opuestas entre sí y, por tanto, son antiparalelas. A cada azúcar se une uno de los cuatro tipos de moléculas denominadas nucleobases (bases). La secuencia de estas cuatro bases a lo largo de la columna vertebral es la que codifica la información. La secuencia de estas bases constituye el código genético, que posteriormente especifica la secuencia de los aminoácidos de las proteínas. Los extremos de las cadenas de ADN se denominan extremos 5′ (cinco primos) y 3′ (tres primos). El extremo 5′ tiene un grupo fosfato terminal y el extremo 3′ un grupo hidroxilo terminal. Una de las principales diferencias estructurales entre el ADN y el ARN es el azúcar, ya que la 2-desoxirribosa del ADN se sustituye por la ribosa en el ARN.

estructura del arn

Algunas moléculas de ARN desempeñan un papel activo dentro de las células catalizando reacciones biológicas, controlando la expresión de los genes o detectando y comunicando las respuestas a las señales celulares. Uno de estos procesos activos es la síntesis de proteínas, una función universal en la que las moléculas de ARN dirigen la síntesis de proteínas en los ribosomas. Este proceso utiliza moléculas de ARN de transferencia (ARNt) para llevar aminoácidos al ribosoma, donde el ARN ribosómico (ARNr) une los aminoácidos para formar las proteínas codificadas.

Al igual que el ADN, la mayoría de los ARN biológicamente activos, incluidos el ARNm, el ARNt, el ARNr, los ARNsn y otros ARNs no codificantes, contienen secuencias autocomplementarias que permiten que partes del ARN se plieguen[5] y se emparejen consigo mismas para formar dobles hélices. El análisis de estos ARN ha revelado que están muy estructurados. A diferencia del ADN, sus estructuras no consisten en largas hélices dobles, sino en conjuntos de hélices cortas que se agrupan en estructuras similares a las de las proteínas.

De este modo, los ARN pueden realizar catálisis químicas (como las enzimas)[6]. Por ejemplo, la determinación de la estructura del ribosoma -un complejo ARN-proteína que cataliza la formación de enlaces peptídicos- reveló que su sitio activo está compuesto enteramente por ARN[7].

rna

El ADN y el ARN son diferentes en cuanto a su estructura, funciones y estabilidad. El ADN tiene cuatro bases nitrogenadas: adenina, timina, citosina y guanina, y el ARN, en lugar de timina, tiene uracilo. Además, el ADN es de doble cadena y el ARN de cadena simple, por lo que el ARN puede salir del núcleo y el ADN no. Otra cosa es que al ADN le falta un oxígeno.

El ADN es una molécula de doble cadena con una larga cadena de nucleótidos, mientras que el ARN es de una sola cadena. En la mayoría de sus funciones biológicas y tiene una cadena de nucleótidos más corta (después de la transcripción y el empalme, en el ARN sólo quedan los exones). El ADN existe principalmente en forma de doble hélice, mientras que el ARN adopta muchas formas y tamaños diferentes, como la «formación de horquilla». El ADN se utiliza para transportar la información genética de un organismo, mientras que el ARN adopta muchas funciones diferentes; por ejemplo, el ARN puede actuar como una enzima, como la ribozima. Hay un solo tipo de ADN mientras que hay muchos tipos de ARN que tienen diferentes funciones como el ARNm (lleva el mensaje del ADN al citoplasma), el ARNt (lleva los aminoácidos al ARNm y a los ribosomas), el ARNr (ARN ribosomal, banco de trabajo para la síntesis de proteínas). El ADN no puede catalizar su propia síntesis mientras que el ARN sí. Esto apoya la hipótesis del mundo del ARN. El emparejamiento de bases en el ADN, incluyendo A-T (Adenina-Timina) y G-C (Guanina-Citosina) es diferente al del ARN, incluyendo A-U (Adenina-Uracilo) y G-C (Guanina-Citosina).

estructura del adn

Empecemos por lo más básico. El ácido desoxirribonucleico (ADN) es una molécula con la que tal vez ya esté familiarizado; contiene nuestro código genético, el plano de la vida. Esta molécula esencial es la base del «dogma central de la biología», es decir, la secuencia de acontecimientos necesaria para que la vida funcione. El ADN es una larga molécula de doble cadena formada por bases, situada en el núcleo de la célula.  El orden de estas bases determina el proyecto genético, de forma similar al orden de las letras del alfabeto para formar palabras. Las «palabras» del ADN tienen tres letras (o bases), y estas palabras codifican específicamente los genes, que en el lenguaje de la célula, es el plano para la fabricación de proteínas. Además, el ADN es extremadamente estable (sorprendentemente, se ha aislado ADN intacto de mamuts lanudos congelados que murieron hace más de 10.000 años), por lo que son los planos utilizados para transmitir la información genética de generación en generación.

Para «leer» estos planos, el ADN de doble hélice se descompone para exponer las hebras individuales y una enzima las traduce en un mensaje intermedio móvil, llamado ácido ribonucleico (ARN). Este mensaje intermedio se denomina ARN mensajero (ARNm) y lleva las instrucciones para fabricar proteínas. Cuando la célula ya no necesita fabricar esa proteína, las instrucciones del ARNm se destruyen. Como los planos de ADN permanecen intactos, la célula puede volver al ADN y hacer más copias de ARN cuando necesite fabricar más proteínas.

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