Los ácidos nucleicos son moléculas portadoras de información genética. Tanto el ADN como el ARN son biopolímeros (materiales macromoleculares sintetizados por los seres vivos) de elevado peso molecular, cuyas subunidades estructurales se conocen como nucleótidos. Para que te hagas una idea de su extensión y funcionalidad, te podemos decir que el ADN humano tiene una longitud total aproximada de 3.200 millones de pares de bases y 25.000 genes.
Siguiendo el tren del pensamiento del genoma humano, también llama la atención conocer que solo el 1,5 % del mismo consiste de exones con información codificante para proteínas. El porcentaje restante está compuesto por ADN extragénico (no codificante) o secuencias asociadas a los genes. Esto nos hace plantearnos la siguiente pregunta: ¿qué tipos de ADN existen en las células y cuál es su función?
Sumérgete con nosotros en este apasionante mundo de pares de bases, nucleótidos, enlaces y apareamientos. Aquí te contamos los 7 tipos de ADN y sus características, siempre asentando una serie de principios básicos de forma previa. No te lo pierdas.
- Te recomendamos leer: "Las 3 diferencias entre el ADN y el ARN, explicadas"
¿Qué es el ADN?
Comencemos por lo básico. Según el National Human Genome Research Institute (NIH), el ADN es el nombre químico de la molécula que contiene la información genética en todos los seres vivos. La biomolécula típica que nos viene a la mente es la formada por 2 cadenas interconectadas entre sí para formar una estructura de doble hélice: los enlaces entre el nucleótido y su apareado de la cadena contigua se conocen como “pares de bases”.
Cada hebra de ADN o de ARN está formada por una unidad básica: el desoxirribonucleótido o el ribonucleótido, respectivamente. Esta consiste en una pentosa (azúcar de 5 átomos de carbono), un grupo fosfato y una base nitrogenada entre los siguientes tipos: adenina (A), citosina (C), guanina (G), timina (T) y uracilo (U). La timina está presente únicamente en el ADN, mientras que el uracilo es exclusivo del ARN.
La función del ADN es actuar como una biblioteca de instrucciones genéticas. Cada célula de nuestro organismo posee 23 pares de cromosomas en su núcleo, la mitad del padre y la mitad de la madre. En ellos, se encuentra el ADN compacto con los genes que codifican la síntesis de todas las proteínas necesarias para nuestra supervivencia. Así pues, el ARN y los ribosomas pueden llevar a cabo la síntesis de los compuestos necesarios para la vida gracias a la información albergada en el ADN.
Hablar de los tipos de ADN es una tarea verdaderamente compleja, pues su clasificación atiende a muchísimas características y funcionalidades. Siendo puristas, no sería correcto hablar de “tipos”, pues siempre estamos hablando de la misma molécula. De todas formas, con fines divulgativos y salvando distancias, te resumimos las variantes más biológicamente relevantes en las siguientes líneas.
- Te recomendamos leer: "DNA polimerasa (enzima): características y funciones"
1. Según su estructura
Esta clasificación hace referencia a la forma en la que se presenta el ADN dentro de los seres vivos. Distinguimos 2 variantes principales.
1.1. ADN monocatenario
Se trata de una cadena de ADN (no apareada como la hélice humana) que se configura en forma de hebra. Aquí no hablamos de “pares de bases”, sino de una secuencia lineal que puede estar enrollada sobre sí misma de forma circular o presentarse libremente.
Este tipo de ADN se presenta en virus. Por ello, es común escuchar que muchas cepas víricas son ADNmc o ssDNA, haciendo alusión a que solo presentan una cadena de esta molécula.
1.2. ADN bicatenario
La hélice típica que todos tenemos en mente: una doble cadena de ADN, formada por 2 hebras, que se aparean por la unión basada en la compatibilidad de bases nitrogenadas por puentes de hidrógeno. Este nombre también sirve para designar a los tipos de virus, pues algunas especies de ellos presentan el ADN en forma de doble hélice, al igual que las células humanas.
2. En base a su estructura secundaria
La estructura primaria del ADN hace referencia, simplemente, al estado de ordenación de los nucleótidos en una de las cadenas. Por ejemplo: A-G-C-T-T-C. Siguiendo la nomenclatura tradicional, este pequeño segmento de ADN se caracterizaría por estar formado por un nucleótido con la base nitrogenada adenina (A), otro con guanina (G), uno posterior con citosina (C), 2 consecutivos con timina (T) y una citosina (C) final.
Por otro lado, la estructura secundaria se basa en la interacción de las 2 hebras apareadas, es decir, la conformación de la doble hélice ya descrita. Según este parámetro, se distinguen 3 tipos de ADN.
2.1. ADN A
ADN con un 75% de humedad, que aparece en condiciones de humedad relativa escasa y menor temperatura de la normal. Solo se obtiene en muestras experimentales, no en células vivas.
Se trata de una doble hélice dextrógira (hacia el sentido de las agujas del reloj) con un surco menor poco profundo y un poco más amplio que el surco mayor, que es más profundo. Presenta un mayor diámetro de apertura y separación entre bases más evidente que la cadena de ADN típica.
2.2. ADN B
Es el modelo predominante de la estructura secundaria del ADN en la naturaleza, es decir, la organización que se ve en las células de los seres vivos. Se encuentra en forma de disolución en condiciones de humedad relativa de un 92%.
Al igual que el ADN A, se trata de una doble hélice dextrógira. Ciertos eventos biológicos confieren a esta biomolécula compleja estabilidad funcional:
- Enlaces de hidrógeno entre pares de bases: contribuyen a la estabilidad termodinámica de la doble hélice.
- Apilamiento de las bases nitrogenadas: la interacción entre los electrones de las bases contiguas estabiliza toda la estructura.
- Hidratación de los grupos polares del esqueleto azúcar-fosfato (pentosas) con el entorno acuoso.
2.3. ADN Z
Una doble hélice de ADN con enrollamiento hacia la izquierda, es decir, levógira. Esta configuración se genera en determinadas secuencias, si bien no vamos a incurrir en ella debido a la complejidad terminológica que reporta.
3.Según su funcionalidad
De nuevo, cabe destacar que en todo momento estamos hablando de lo mismo: la biomolécula encargada de almacenar la información necesaria para que la célula pueda sintetizar todas las proteínas que requiere para la vida. Aun así, llama la atención conocer que no todo el ADN tiene información de la misma relevancia, al menos que sepamos hasta ahora. Finalizamos esta clasificación con una serie de términos importantes.
3.1. ADN codificante
El ADN codificante es aquél que contiene los genes que encierran la información de la síntesis proteica dentro del genoma. Cuando se quiere crear una proteína, la enzima ARN polimerasa transcribe en el núcleo de la célula una secuencia de ARN en base a la ordenación de nucleótidos del ADN consultado. Luego, este ARN viaja a los ribosomas citoplasmáticos, que ensamblan la proteína propiamente dicha. El porcentaje de este tipo de ADN en el ser humano es sorprendentemente bajo: solo un 1,5%.
3.2. ADN no codificante
Como su propio nombre indica, son el conjunto de secuencias de ADN que no codifican proteínas, que conforman hasta casi el 99% de nuestro genoma. De todas formas, el hecho de que no se traduzca directamente en proteínas no lo convierte en inútil: muchos de estos segmentos sirven para crear ARNs no codificantes, como son el ARN de transferencia, el ARN ribosómico y el regulador.
Al menos el 80% del ADN humano tiene actividad bioquímica, aunque este no codifique de forma directa proteínas. Otros segmentos, por ejemplo, la regulación en la expresión o supresión de genes que sí son codificantes. Aún queda mucho por aprender en este campo, pero lo que está claro es que no se trata de “ADN basura”, tal y cómo se creía antes.
- Te recomendamos leer: "Los 20 tipos de genes (características y funciones)"
Resumen
Hoy hemos navegado entre una serie de términos un poco complejos de entender, pero, si queremos que te quedes con una idea, esta es la siguiente: el tipo de ADN al que nos referimos cuando hablamos del genoma humano es aquel de tipo B y bicatenario, ya sea codificante o no codificante. El resto de términos aquí descritos pueden ser aplicables a virus y condiciones experimentales, pero no se presentan en la “naturaleza” biológica de los seres vivos.
Así pues, más allá de sus variaciones terminológicas, la molécula de ADN se engloba en un cometido común: almacenar la información en forma de nucleótidos para la síntesis de proteínas o, en su defecto, la regulación de los procesos celulares.
