Ácido desoxirribonucleico
Situación del ADN dentro de una célula.
El ácido
desoxirribonucleico, frecuentemente abreviado como ADN (y también DNA,
del inglés deoxyribonucleic acid), es un tipo de ácido
nucleico, una macromolécula que forma parte de todas las células.
Contiene la información genética usada en el desarrollo y el funcionamiento de los organismos vivos
conocidos y de algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria.
Desde el punto de
vista químico,
el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido.
Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas
entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones. En el
ADN, cada vagón es un nucleótido,
y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa),
una base nitrogenada (que puede ser adenina→A,
timina→T,
citosina→C
o guanina→G)
y un grupo fosfato
que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue
a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por
ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus
bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena
(el ordenamiento de los cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren)
es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN
puede ser ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta
como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas
entre sí por unas conexiones denominadas puentes de hidrógeno.
Para que la
información que contiene el ADN pueda ser utilizada por la maquinaria celular,
debe copiarse en primer lugar en unos trenes de nucleótidos, más cortos
y con unas unidades diferentes, llamados ARN. Las moléculas
de ARN se copian exactamente del ADN mediante un proceso denominado transcripción. Una vez procesadas en el núcleo
celular, las moléculas de ARN pueden salir al citoplasma
para su utilización posterior. La información contenida en el ARN se interpreta
usando el código genético, que especifica la secuencia de los
aminoácidos
de las proteínas, según una correspondencia de un triplete de nucleótidos (codón) para cada
aminoácido. Esto es, la información genética (esencialmente: qué proteínas se
van a producir en cada momento del ciclo de vida de una célula) se halla
codificada en las secuencias de nucleótidos del ADN y debe traducirse para
poder funcionar. Tal traducción se realiza usando el código genético a modo de
diccionario. El diccionario "secuencia de nucleótido-secuencia de
aminoácidos" permite el ensamblado de largas cadenas de aminoácidos (las
proteínas) en el citoplasma de la célula. Por ejemplo, en el caso de la
secuencia de ADN indicada antes (ATGCTAGATCGC...), la ARN polimerasa
utilizaría como molde la cadena complementaria de dicha secuencia de ADN (que
sería TAC-GAT-CTA-GCG-...) para transcribir una molécula de ARNm que se
leería AUG-CUA-GAU-CGC-... ; el ARNm resultante, utilizando el
código genético, se traduciría como la secuencia de aminoácidos metionina-leucina-ácido aspártico-arginina-...
Las secuencias de
ADN que constituyen la unidad fundamental, física y funcional de la herencia se
denominan genes. Cada
gen contiene una parte que se transcribe a ARN y otra que se encarga de
definir cuándo y dónde deben expresarse. La información contenida en los genes
(genética) se emplea para generar ARN y proteínas,
que son los componentes básicos de las células, los "ladrillos" que
se utilizan para la construcción de los orgánulos u
organelos celulares, entre otras funciones.
Dentro
de las células, el ADN está organizado en estructuras llamadas cromosomas
que, durante el ciclo celular, se duplican antes de que la célula se divida. Los organismos
eucariotas (por ejemplo, animales, plantas, y hongos) almacenan la mayor parte de su ADN dentro del núcleo
celular y una mínima parte en elementos
celulares llamados mitocondrias, y en los plastos y los
centros organizadores de microtúbulos o centríolos,
en caso de tenerlos; los organismos procariotas (bacterias y arqueas) lo
almacenan en el citoplasma de la célula, y, por último, los virus ADN
lo hacen en el interior de la cápsida de naturaleza proteica. Existen multitud de
proteínas, como por ejemplo las histonas y los factores de transcripción, que se unen al
ADN dotándolo de una estructura tridimensional determinada y regulando su
expresión. Los factores de transcripción reconocen
secuencias reguladoras del ADN y especifican la pauta de transcripción de los
genes. El material genético completo de una dotación cromosómica se denomina genoma y, con
pequeñas variaciones, es característico de cada especie