¿Qué es el ADN?

El ADN, una pequeña y, sin embargo, muy importante molécula para la vida, apareció por primera vez en la tierra quizá hace unos 3, 500 millones de años, cuando los primeros organismos vivos unicelulares aparecieron en la tierra.

La función de la molécula de ADN es almacenar información de la manera más eficiente posible, con el objetivo de mantener dicha información de forma casi inalterada el mayor tiempo posible, y digo "casi" por que si el ADN fuera totalmente inalterable no habría lugar para los procesos evolutivos que han permitido el surgimiento de seres cada vez mas complejos. Pero, a todo esto, ¿Para que sirve la información almacenada por el ADN? La información almacenada en esta preciosa molécula contiene las instrucciones necesarias para que la maquinaría celular lleve a cabo el proceso de síntesis de otras moléculas, de gran importancia, llamadas proteínas. Las proteínas son grandes moléculas formadas de aminoácidos, la tarea del ADN es indicar a la célula el orden y la naturaleza de los aminoácidos que deben ser ensamblados, de manera que la proteína resultante sea totalmente funcional, es importante señalar que un cambio en el orden de los aminoácidos puede dar como resultado una proteína anómala, que puede no funcionar de la manera adecuada o incluso llegar a ser peligrosa para la célula. 

Las proteínas son importantes para la supervivencia de la célula porque son los tabiques fundamentales con los que esta está construida, forman parte de las paredes celulares,  del sistema de endomembranas, todos los organelos celulares están constituidos fundamentalmente de proteínas. Son también importantes porque la mayoría de las reacciones químicas que se llevan a cabo en un organismo, como las reacciones llevadas a cabo durante el proceso de respiración celular, solo por dar un ejemplo, son posibles gracias a la intervención de enzimas de naturaleza proteica. 

Ahora bien, ¿Que es el ADN? El ADN es una molécula formada por una doble cadena de desoxirribonucleótidos. Es una molécula increíblemente larga, si pudiéremos extenderla al máximo podría llegar a medir más de dos metros, con un ancho de solamente unos pocos átomos. El tamaño promedio de una célula eucarionte (que posee un núcleo definido) es de aproximadamente 100 nanometros, por lo tanto, la molécula de ADN es empaquetado fuertemente en el interior de la célula al rededor de proteínas llamadas histonas, este empaquetamiento hace posible que una molécula de tales dimensiones pueda estar en el interior de un núcleo celular de tan solo unos pocos nanometros. Al empaquetamiento del ADN al rededor de las histonas se le denomina Cromatina. 

El ADN está formado, como se mencionó antes, por largas cadenas de desoxirribonucleótidos, los cuales son moléculas conformadas por una molécula de azúcar llamada desoxirribosa (de ahí el nombre de " desoxirribonucleotidos"), la cual esta unida por un extremo a un grupo fosfato y por el otro a una base nitrogenada. 

Cada base nitrogenada otorga una identidad química bien definida al nucleótido del que forma parte, las bases nitrogenadas pueden ser Adenina, Timina, Guanina y Citosina. Cuando el ADN está en su forma bicatenaria, la Adenina siempre se une a la Timina , mediante dos puentes de Hidrogeno (una clase de enlace químico), y la Guanina se une a la Citosina, a través de tres puentes de hidrogeno. Esto se dedujo por primera vez después del descubrimiento de la llamada regla de Chargaff, la cual se propuso tras encontrar que las cantidades de Adenina y de Timina en una célula son siempre iguales, así como las cantidades de Guanina y Citosina. 

¿Por que la complementariedad de bases es tan importante? Es importante por que, durante el proceso de replicación del ADN, el cual antecede a la division celular, es necesario copiar toda la información disponible en el genoma, el primer paso es separar las cadenas que conforman el ADN, lo cual es llevado a cabo a través de una enzima llamada Helicasa, una vez hecho esto, otra enzima, denominada ADN polimeraza, es responsable de crear una doble cadena a partir de solo una cadena de nucleotidos, es ahí donde el hecho de que cada base sea obligatoriamente unida con su reciproca hace posible que, a partir de solo una cadena, denominada cadena molde, se genere una segunda cadena de nucleotidos, la ADN polimeraza actúa siguiendo la "complementariedad de bases" para añadir un nucleotido "reciproco" a cada nucleotido presente en la cadena original, produciendose así dos nuevas cadenas de ADN bicatenario, donde, para cada nueva molécula de ADN, una de las cadenas corresponde al ADN original y la otra corresponde a ADN recién sintetizado, es por eso que se dice que la replicaron del ADN es semiconservativa. El proceso replicación del ADN es un tema en si mismo, por lo tanto será explicado más a fondo en posteriores publicaciones. La complementariedad de bases es también útil cuando porciones de una cadena son dañadas, pues es posible reparar la cadena afectada a partir de la información de su cadena complementaria, para ello la célula cuenta con varios sistemas de reparación del ADN los cuales se basan en la recuperación de la información perdida en una cadena a partir de la almacenada en su cadena homologa, entre estos sistemas destaca el sistema de corrección por escisión de bases, el sistema de reparación por escisión de nucleotidos, así como el sistema de re-combinación por extremos homólogos, entre algunos otros. De alguna manera, el hecho de tener una molécula de doble cadena sirve como un "respaldo" para la célula, algo parecido a lo que hacemos cuando guardamos nuestra información digital en más de un lugar, lo cual hace posible recuperar la información que por algún motivo ha sido perdida.

Para concluir, es necesario señalar que la importancia del ADN va mucho más allá de su capacidad de almacenar la información necesaria para la síntesis de proteínas, puesto que, hasta ahora, se sabe que solo el 1.5% de genoma humano codifica la información necesaria para la síntesis proteica, el resto corresponde a secuencias genéticas denominadas intrones, se llegó a pensar que los intrones podrían ser secuencias genéticas inservibles, remanentes de nuestros ancestros, sin embargo, cada vez hay mas pruebas de que por lo menos una parte de dicha información es útil para la síntesis de ARN de interferencia, una molecula capaz de regular la síntesis proteica, así como para la síntesis de ARN de transferencia, indispensable durante el proceso de síntesis proteica, hay razones para pensar que los intrones están lejos de ser moléculas inservibles, ya que cada vez es más claro que el ADN es más que la suma de sus partes. 

Bibliografía. 

Starr, C., & Evers, C. (2012). Biology: Today and tomorrow with physiology (4th ed.). Pacific Grove, Calif.: Brooks/Cole

Deja tus preguntas en los comentarios, será un gusto responderlas.