El ADN: estructura y replicación

La idea

Qué vas a aprender

• Cómo está armado el ADNmétodo

  El ADN es un polímero: una cadena larga hecha de unidades repetidas llamadas nucleótidos. Cada nucleótido tiene tres partes: un azúcar (desoxirribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada. Hay cuatro bases posibles: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Los nucleótidos se encadenan uno tras otro, unidos por el azúcar y el fosfato, formando una cadena. El ADN tiene dos de esas cadenas, enfrentadas y unidas entre sí por las bases, como los escalones de una escalera. Esa escalera después se retuerce sobre su propio eje, y ahí aparece la famosa forma de doble hélice, descripta en 1953 por James Watson y Francis Crick a partir de datos de difracción de rayos X obtenidos por Rosalind Franklin.

• La regla de la complementariedadconcepto

  Las dos cadenas no se pegan de cualquier forma: cada base de un lado solo encastra con una base específica del otro lado. La adenina siempre se aparea con la timina (A-T), y la citosina siempre se aparea con la guanina (C-G). Esta regla se llama complementariedad de bases, y es la pieza clave de todo el sistema: si conocés la secuencia de una cadena, automáticamente sabés cuál es la secuencia de la otra, porque cada una es el "molde" de la complementaria. Es como una cremallera donde cada diente de un lado tiene un único diente que le calza del otro.

• Por qué el orden de las letras importaconcepto

  Las cuatro bases (A, T, C, G) son como un alfabeto de cuatro letras. Lo que hace que un organismo sea distinto de otro —o que un gen fabrique una proteína en vez de otra— no es de qué está hecho el ADN (todos los seres vivos usan las mismas cuatro bases), sino el orden en que esas letras aparecen a lo largo de la cadena, es decir, la secuencia. Un fragmento de ADN con una secuencia determinada, que contiene la información para fabricar una proteína particular, se llama gen.

• La replicación: cómo se copia el ADNconcepto

  Antes de que una célula se divida, necesita duplicar su ADN para que cada célula hija reciba una copia completa. Ese proceso se llama replicación y ocurre así, a grandes rasgos:

  1. La doble hélice se abre como un cierre relámpago: las dos cadenas se separan en la zona donde arranca la copia. 2. Cada cadena separada actúa como molde: un conjunto de proteínas (entre ellas la enzima ADN polimerasa) recorre cada cadena molde y va agregando, uno por uno, los nucleótidos complementarios que corresponden según la regla A-T, C-G. 3. Al terminar, quedan dos moléculas de ADN idénticas, cada una formada por una cadena "vieja" (la original) y una cadena "nueva" (recién armada). Por eso se dice que la replicación es semiconservativa: cada copia conserva la mitad del ADN original.

  Este mecanismo explica algo fundamental: por qué, salvo excepciones, todas las células de tu cuerpo tienen exactamente el mismo ADN, y por qué ese ADN se transmite de generación en generación con tanta fidelidad.

• Un margen de error que también importaconcepto

  La ADN polimerasa es extremadamente precisa, pero no perfecta: ocasionalmente se equivoca al copiar una base. La mayoría de esos errores se corrigen al toque, pero algunos quedan. Ese pequeño margen de error es, en parte, la fuente de las mutaciones, que pueden ser dañinas, neutras o incluso ventajosas, y que son la materia prima de la variabilidad genética.

Ejemplos resueltos

• El ADN es un polímero: una cadena larga hecha de unidades repetidas llamadas nucleótidos. Cada nucleótido tiene tres partes: un azúcar (desoxirribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada. Hay cuatro bases posibles: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Los nucleótidos se encadenan uno tras otro, unidos por el azúcar y el fosfato, formando una cadena. El ADN tiene dos de esas cadenas, enfrentadas y unidas entre sí por las bases, como los escalones de una escalera. Esa escalera después se retuerce sobre su propio eje, y ahí aparece la famosa forma de doble hélice, descripta en 1953 por James Watson y Francis Crick a partir de datos de difracción de rayos X obtenidos por Rosalind Franklin.
• Las dos cadenas no se pegan de cualquier forma: cada base de un lado solo encastra con una base específica del otro lado. La adenina siempre se aparea con la timina (A-T), y la citosina siempre se aparea con la guanina (C-G). Esta regla se llama complementariedad de bases, y es la pieza clave de todo el sistema: si conocés la secuencia de una cadena, automáticamente sabés cuál es la secuencia de la otra, porque cada una es el "molde" de la complementaria. Es como una cremallera donde cada diente de un lado tiene un único diente que le calza del otro.
• Las cuatro bases (A, T, C, G) son como un alfabeto de cuatro letras. Lo que hace que un organismo sea distinto de otro —o que un gen fabrique una proteína en vez de otra— no es de qué está hecho el ADN (todos los seres vivos usan las mismas cuatro bases), sino el orden en que esas letras aparecen a lo largo de la cadena, es decir, la secuencia. Un fragmento de ADN con una secuencia determinada, que contiene la información para fabricar una proteína particular, se llama gen.

Errores comunes

• "El ADN es una sola cadena."

  No: es una doble cadena enrollada en hélice; una sola cadena no puede replicarse por sí misma con el mecanismo de complementariedad.

  Cómo corregirlo: No: es una doble cadena enrollada en hélice; una sola cadena no puede replicarse por sí misma con el mecanismo de complementariedad.

• "Cualquier base se puede unir con cualquier otra."

  Falso: el apareamiento es específico y fijo (A-T, C-G), nunca A-C o T-G.

  Cómo corregirlo: Falso: el apareamiento es específico y fijo (A-T, C-G), nunca A-C o T-G.

• "La replicación copia el ADN entero de cero, sin usar nada de la molécula original."

  En realidad es semiconservativa: cada copia nueva conserva una de las dos cadenas originales como molde.

  Cómo corregirlo: En realidad es semiconservativa: cada copia nueva conserva una de las dos cadenas originales como molde.

• "El ADN y el gen son la misma cosa."

  El gen es una parte del ADN, un fragmento con información para una proteína particular; el ADN completo contiene muchísimos genes (y también regiones que no codifican proteínas).

  Cómo corregirlo: El gen es una parte del ADN, un fragmento con información para una proteína particular; el ADN completo contiene muchísimos genes (y también regiones que no codifican proteínas).

• "Los errores de copia siempre son graves."

  La mayoría se corrige o no tiene efecto notorio; solo una fracción se convierte en mutación con consecuencias, y no todas son negativas.

  Cómo corregirlo: La mayoría se corrige o no tiene efecto notorio; solo una fracción se convierte en mutación con consecuencias, y no todas son negativas.

• "El ADN se 'inventó' en la época de Watson y Crick."

  Ellos describieron su estructura en 1953 a partir del trabajo de otros investigadores; el ADN como molécula ya se conocía desde fines del siglo XIX.

  Cómo corregirlo: Ellos describieron su estructura en 1953 a partir del trabajo de otros investigadores; el ADN como molécula ya se conocía desde fines del siglo XIX.

En resumen