1Estructura del nucleótido
Un nucleótido —la unidad monomérica de los ácidos nucleicos— está formado por tres componentes: una base nitrogenada, un azúcar de cinco carbonos (pentosa) y uno o más grupos fosfato. En el ADN, la pentosa es la desoxirribosa (carece de un grupo hidroxilo en el carbono 2', a diferencia de la ribosa del ARN); en el ARN, la base uracilo reemplaza a la timina del ADN.
| Categoría | Bases | Estructura del anillo |
|---|---|---|
| Purinas | Adenina (A), Guanina (G) | Anillo doble (fusión de un anillo de 6 y uno de 5 átomos) |
| Pirimidinas | Citosina (C), Timina (T) — Uracilo (U) en el ARN | Anillo simple de 6 átomos |
Los nucleótidos se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster, que conectan el grupo fosfato de un nucleótido con el carbono 3' de la pentosa del nucleótido siguiente, generando una cadena polinucleotídica con direccionalidad química definida: un extremo 5'-fosfato libre y un extremo 3'-hidroxilo libre.
2La doble hélice de Watson y Crick
El ADN existe naturalmente como una doble hélice: dos cadenas polinucleotídicas enrolladas entre sí, unidas por puentes de hidrógeno entre bases complementarias enfrentadas hacia el interior de la hélice, mientras que el esqueleto de azúcar-fosfato se ubica hacia el exterior.
- Complementariedad de bases: A se aparea con T (2 puentes de hidrógeno); G se aparea con C (3 puentes de hidrógeno) — esta diferencia explica por qué las regiones ricas en G-C son más estables térmicamente (requieren más energía para desnaturalizarse).
- Antiparalelidad: las dos cadenas corren en direcciones opuestas — una en sentido 5'→3', la complementaria en sentido 3'→5' — una propiedad estructural con consecuencias directas sobre la mecánica de la replicación (capítulo I.2).
- Forma B: la conformación predominante en condiciones fisiológicas, con un giro de la hélice cada ~10,5 pares de bases, generando los característicos surco mayor y surco menor donde proteínas reguladoras (factores de transcripción, capítulo II.1) pueden reconocer secuencias específicas sin necesidad de desnaturalizar la hélice.
3Particularidades del ADN en la célula eucariota
A diferencia del ADN procariota —circular, desnudo o mínimamente asociado a proteínas, y organizado en un único cromosoma—, el ADN eucariota presenta rasgos distintivos que reaparecen a lo largo de todo este manual:
- Organización lineal en múltiples cromosomas: el genoma humano se distribuye en 46 cromosomas (23 pares) en la célula somática, cada uno una única molécula de ADN lineal extremadamente larga.
- Empaquetamiento en cromatina: el ADN eucariota se asocia estrechamente con proteínas histonas, formando nucleosomas y estructuras de orden superior — desarrollado en profundidad en el capítulo I.5.
- Genes interrumpidos: a diferencia de los genes procariotas (colineales con su proteína), los genes eucariotas contienen exones (codificantes) interrumpidos por intrones (no codificantes), que deben eliminarse durante el procesamiento del ARN (capítulo II.3).
- Núcleo delimitado por membrana: el ADN eucariota está compartimentalizado dentro del núcleo, separado físicamente de la maquinaria de traducción citoplasmática — a diferencia de los procariotas, donde transcripción y traducción ocurren simultáneamente en el mismo compartimento.
¿Por qué importa la separación física entre núcleo y citoplasma en la célula eucariota? Esa compartimentalización permite que el ARN mensajero sea procesado completamente —splicing, capping, poliadenilación (capítulo II.3)— antes de exportarse al citoplasma para ser traducido. En los procariotas, sin esa separación, la traducción puede comenzar sobre un ARNm que todavía se está transcribiendo. Esta diferencia estructural básica es la razón última por la cual la regulación de la expresión génica eucariota (Parte II de este manual) es mucho más compleja y tiene muchos más puntos de control que la procariota.
4Trampas de examen
| Trampa | Por qué confunde | Aclaración |
|---|---|---|
| Confundir purinas con pirimidinas por el tamaño del nombre | No hay una regla mnemotécnica obvia en el nombre | Purinas (A, G) tienen anillo doble; pirimidinas (C, T, U) tienen anillo simple — un truco útil: "pirimidina" y "un anillo" comparten la idea de simplicidad/una sola estructura |
| Pensar que ambas cadenas del ADN corren en la misma dirección | Se dibujan habitualmente como dos líneas paralelas | Son antiparalelas: una corre 5'→3' y la complementaria 3'→5' — la antiparalelidad es funcionalmente esencial, no un detalle decorativo |
| Creer que el uracilo reemplaza a la timina también en el ADN | Ambos difieren solo por un grupo metilo | El uracilo es exclusivo del ARN; el ADN usa timina — esta diferencia química es, de hecho, la base de uno de los sistemas de reparación por escisión de bases (capítulo I.4), que puede distinguir uracilo (producto de desaminación de citosina, anómalo en ADN) de timina (normal) |
5Puntos clave
- Un nucleótido = base nitrogenada + pentosa (desoxirribosa en ADN) + fosfato; los enlaces fosfodiéster generan una cadena con direccionalidad 5'→3'.
- La doble hélice se mantiene por complementariedad de bases (A-T con 2 puentes H, G-C con 3) y es antiparalela.
- El ADN eucariota es lineal, multicromosómico, empaquetado en cromatina, con genes interrumpidos por intrones, y compartimentalizado en el núcleo.