Material genético
El material genético está compuesto principalmente por 5 bases nitrogenadas. Tanto el ADN (ácido desoxirribonucleico) como el ARN (ácido ribonucleico) han sido utilizados como moléculas para transmitir la codificación de proteínas entre generaciones. El ADN normalmente está formado por 4 bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina y timina, mientras que en el ARN la timina es sustituida por uracilo. Puedes leer más sobre las propiedades de cada una de las bases nitrogenadas en su propio artículo . Además de estas bases en ocasiones muy concretas pueden formar parte de la cadena de ácidos nucleicos otras bases más raras, pero que derivan de alguna de estas 5. La hipótesis más extendida es que el ARN fue la primera molécula en servir para almacenar información genética que después fue sustituida por el ADN, más estable.
El ADN es la molécula más utilizada para conservar la información genética, el ARN es más inestable y puede sufrir más mutaciones por causas externas, como la luz ultravioleta. La mayoría de organismos codifican sus genes en ADN y tan solo éste es transcrito a ARN para su traducción en proteínas. El ARN es utilizado como material genético en unos pocos grupos de virus, cuyas proteínas están codificadas en una peque cantidad de bases nitrogenadas. Sin embargo, no todo el ADN o ARN forma parte del material hereditario. Más bien al contrario, una gran cantidad del genoma cumple otras funciones. Puedes leer más sobre el asunto aquí.
Tanto el ADN como el ARN son macromoléculas lineales, no ramificadas, que están formadas por las cuatro bases nitrogenadas que las componen unidas a través de un monosacárido, la ribosa, de 5 carbonos y un grupo fosfato, que establece la unión entre dos ribosas. Al conjunto base nitrogenada, ribosa más fosfato se le denomina nucleótido y es la unidad básica de ADN o ARN.
Para aumentar su estabilidad el ADN es capaz de unirse, a través de la base nitrogenada, a otra molécula de ADN, formando una doble hebra. El ARN también tiene la capacidad de formar dobles hebras, algunos virus contienen su material genético en dobles hebras de ARN. Además el ARN puede hibridar con el ADN, y de hecho lo hace de forma común en todos los organismos, con muchos fines, desde el silenciamiento génico, hasta el inicio de la copia del ADN.
Las uniones entre las bases nitrogenadas se realizan de forma complementaria, es decir, la Adenina siempre se unirá a la Timina y la Guanina a la Citosina. La Adenina y la Guanina derivan de la purina, una molécula con dos anillos aromáticos (heterocíclicos). La Timina, el Uracilo y la Citosina derivan de la pirimidina y su forma es de un anillo aromático. De esta manera ya tenemos que una base purica se se une a una pirimidínica y que además esta unión es muy selectiva (A-T, A-U y G-C).
La unión entre la Adenina y la Timina o el Uracilo es menos fuerte que entre la Guanina y la Citosina, esto es debido a que entre ambas moléculas se establece tan solo 2 enlaces de hidrógeno, frente a los 3 que se encuentran en una relación C-G.
Las hebras tienen un sentido de lectura por parte de las enzimas polimerasas desde el extremo 5’ al 3’. Cuando se juntan dos hebras, mediante sus bases nitrogenadas cada hebra es complementaria de la otra, de tal manera que si una hebra está formada por 5’ATCGAATT3’, la complementaria está formada por 5’AATTCGAT3’.