El ADN es el polímero de doble hélice que condiciona la vida. En forma de nucleótidos unidos y ordenados, esta molécula presenta las instrucciones necesarias para la síntesis de proteínas por parte de la célula. Si tenemos en cuenta que las moléculas proteicas componen el 80% del protoplasma celular y que todo ser vivo tiene al menos una célula, no nos será difícil reconocer que, sin ADN, la vida es completamente imposible.
Mediante procesos de transcripción y traducción, los tripletes de nucleótidos del ADN se “transcriben” a cadenas de ARN mensajero, las cuales pueden viajar fuera del núcleo hasta el citoplasma de la célula. Aquí, los ribosomas “traducen” cada triplete de nucleótidos (codones) del ARN mensajero a un aminoácido que, unido en cadena a otros, da lugar a las proteínas propiamente dichas.
Con este mecanismo tan intrincado al analizarlo a fondo como fácil de entender a grandes rasgos, nuestro genoma se transforma en vida. Ahora que tenemos clara la función de este biopolímero tan esencial, podemos dedicar este espacio a conocer los tipos de ADN y sus características. No te lo pierdas.
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¿Cómo se clasifica el ADN?
Por muchas diferencias que existan entre las moléculas de ADN de los seres vivos, todas tienen algo en común: están compuestas por nucleótidos. Un nucleótido se puede definir como una molécula orgánica formada por la unión covalente de un nucleósido (azúcar de 5 átomos de carbono + base nitrogenada) y un grupo fosfato.
En el caso del ADN, la pentosa es una desoxirribosa (de ahí el nombre “ácido desoxirribonucleico”), y lo que define la naturaleza de cada uno de los desoxirribonucleótidos es la base nitrogenada que los forma. En esta ocasión, las bases pueden ser adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T), mientras que en el ARN la timina se sustituye por uracilo (U).
Si tenemos el siguiente esquema como ejemplo, podremos sacar una serie de conclusiones:
- GCU, GCC, GCA, GCG → Alanina (Ala)
Estos términos tan extraños hacen referencia a tripletes o codones del ARN mensajero que, como hemos dicho, son traducciones directas de los genes presentes en el ADN nuclear. En este caso concreto, 4 combinaciones distintas de nucleótidos codifican la síntesis de la alanina, un aminoácido esencial para la síntesis proteica. Cada una de ellas, leída por el cromosoma, hará traer a la maquinaria de ensamblaje un aminoácido de alanina. Los 4 codones son intercambiables, pues tienen la misma función en este proceso.
Con esta pequeña lección exprés de genética, te hemos contado lo que necesitas saber para entenderlo todo sobre los tipos de ADN que te vamos a mostrar a continuación. Estamos ante la misma molécula, pero según su funcionalidad, se pueden establecer ciertas distinciones.
1. ADN codificante
Las secuencias de ADN codificante son aquellas que contienen los nucleótidos necesarios para los mecanismos de transcripción y traducción previamente descritos. Dicho de otra forma, las secciones de ADN que codifican proteínas o ARN son los genes, de los cuales los seres humanos contenemos unos 20.000-25.000.
Cabe destacar que, en cada célula somática del ser humano, los seres humanos presentamos una copia de cada gen (o dos alelos diferentes, si lo prefieres, que es el término más adecuado). Un alelo proviene de la madre y otro del padre, condición que se conoce como diploidía (2n). Si uno de los alelos parentales falla, se espera que el otro pueda solventar las carencias derivadas.
2. ADN no codificante
Como su propio nombre indica, estas secciones de ADN nuclear no codifican para proteínas concretas, es decir, están fuera de los genes. Sorprendentemente, el ser humano presenta un 70% de genoma extragénico y un 30% relacionado con genes, siendo solo un 1,5% las porciones verdaderamente codificantes.
Hasta hace no mucho tiempo, se relacionaba al ADN codificante con el término “thrash DNA”, pues no se creía que tuviese ningún tipo de utilidad. A día de hoy, el campo de la epigenética ha irrumpido fuerte en el ámbito de la ciencia poniendo a prueba esta preconcepción tan errónea. En el año 2012, el proyecto ENCODE demostró que al menos el 80% del ADN humano presenta actividad bioquímica, forme o no parte de genes concretos.
En base a los estudios de epigenética, se ha demostrado que existen ciertas regiones del genoma capaces de activar o inhibir la expresión de ciertos genes a lo largo de la vida del individuo. Así, aunque el ADN no codificante parezca inútil a simple vista, podría explicar muchos eventos clínicos a largo plazo si se estudia lo suficiente.
3. ADN nuclear
Cambiamos un poco el enfoque, pues en este caso no nos basamos en la funcionalidad únicamente para distinguir los tipos de ADN, sino en su localización. El ADN nuclear, como habrás adivinado, es aquel que se localiza dentro del núcleo de la célula.
Dentro de la membrana nuclear, el ADN se organiza en cromosomas, estructuras genéticas altamente organizadas que también contienen proteínas en su interior. Cada cromosoma está formado por dos mitades (cromátidas) y, a su vez, se emparejan en pares durante la meiosis para dar lugar al sobrecruzamiento de información genética.
4. ADN mitocondrial
Las mitocondrias, orgánulos en el citoplasma celular encargados de suministrar casi toda la energía a la célula en forma de ATP, contienen un pequeño cromosoma circular en su interior. Las mitocondrias solo se heredan de la madre y, por tanto, el ADN mitocondrial solo contiene información genética suya, a diferencia del nuclear.
Este ADN es pequeño y circular. Para que te hagas una idea, solo contiene unos 16.500 pares de bases, en comparación con los 3.200 millones presentes en los cromosomas del núcleo. De todas formas, este genoma tan pequeño codifica algunas de las proteínas necesarias para la mitocondria, así que es vital para la supervivencia del ser humano.
5. ADN bacteriano
El ADN bacteriano es muy similar al mitocondrial, salvando distancias: consiste en una doble cadena de ADN presentada en un cromosoma circular sobre el citoplasma, sin una membrana nuclear concreta. Durante la fisión binaria, este cromosoma se duplica y el cuerpo de la bacteria se parte, dando lugar a dos individuos genéticamente iguales donde antes había uno.
El hecho de que el ADN mitocondrial y el bacteriano sean tan parecidos no es una coincidencia. Según la teoría de la endosimbiosis, postulada por Lynn Margulis en el libro On the origin of mitosing cells (1967), las mitocondrias y cloroplastos podrían provenir de ancestros bacterianos, que fueron fagocitados por una célula eucariota en tiempos ancestrales y empezaron a formar parte de ella, perdiendo información genética en el proceso y adaptándose a su hospedador.
6. ADN viral
No todos los virus poseen ADN, pues ni siquiera presentan una estructura celular como tal. Carecen de orgánulos, membrana plasmática, citoplasma y todo lo que se te ocurra que defina a una célula: son, simplemente, unas hebras de ADN o ARN cubiertas por una cápside proteica. Por ello, a día de hoy es imposible considerarlos como seres vivos, sino más bien algo similar a “agentes biológicos”.
Los virus de ADN pueden presentar de una a varias hebras, que se organizan de forma monocatenaria, bicatenaria, lineal o circular. Como carecen de la maquinaria de replicación necesaria, los virus deben “secuestrar” obligatoriamente a las células hospedadoras para poder replicar su propia información genética.
Resumen
Sabemos que existen otros tipos de ADN según la organización de sus cadenas (ADN B, A y Z), pero es que el tipo B es prácticamente el único que se presenta en los seres vivos. El interés de esta categorización es meramente científico, pues se requieren condiciones experimentales concretas para dar lugar a organizaciones tipo A y Z.
Por ello, hemos decidido tomar un enfoque multidisciplinar para contarte los tipos de ADN. Los 4 primeros están presentes dentro del ser humano (en regiones codificantes y no codificantes, en el núcleo y en las mitocondrias), mientras que las dos variantes restantes son únicas de microorganismos, sean estos bacterias o virus. Si algo nos queda claro tras leer estas líneas es que, efectivamente, sin ADN no hay vida.
