La mayoría de las personas han visto la famosa doble hélice de ADN: dos hebras de ADN entrelazadas como una escalera de caracol. Todos los seres vivos tienen ADN. Criaturas simples como las bacterias tienen solo una larga pieza circular de ADN compuesta por dos hebras de ADN entrelazadas. El genoma humano, el conjunto de ADN en las personas, tiene muchas más hebras de ADN.
La mayor parte del ADN humano está típicamente empaquetada en 46 cromosomas localizados en el núcleo de la célula, que es un compartimento especializado para almacenar ADN. Cada uno de los cromosomas en el núcleo está compuesto por dos hebras de ADN lineales enrolladas entre sí.
Las células humanas también contienen una pequeña cantidad de ADN extracromosómico ubicado en otra parte de la célula llamada mitocondria. Este ADN mitocondrial es más parecido al ADN bacteriano: una única pieza larga y circular de ADN compuesta por dos hebras de ADN.
Una hebra de ADN es una molécula larga y delgada, con un ancho promedio de solo aproximadamente dos nanómetros (o dos mil millonésimas de metro). Eso es tan delgado, que un cabello humano es aproximadamente 40,000 veces más ancho. La increíble delgadez de las hebras de ADN permite que estén muy compactadas, ya que de lo contrario la mayoría de las moléculas de ADN no cabrían dentro de las células.
Para tener una perspectiva, si estiraras cada hebra de ADN contenida en solo una única célula humana de extremo a extremo, mediría casi dos metros, o alrededor de 6.6 pies de longitud. Si el núcleo de una célula fuera del tamaño de una pelota de béisbol, esto sería equivalente a 8.3 millas de ADN siendo empaquetado en su interior.
Partes de una cadena de ADN
Independientemente de su longitud y ubicación en la célula, todas las cadenas de ADN comparten una estructura común. Todas están compuestas por bloques de construcción llamados nucleótidos que están enlazados en una fila. Los nucleótidos en sí mismos están compuestos por tres partes unidas: una molécula de azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada.
Los azúcares de un nucleótido se enlazan con los fosfatos del nucleótido adyacente para formar el exterior de la cadena de ADN, conocido como el esqueleto de azúcar-fosfato. El interior de la cadena de ADN está formado por las bases nitrogenadas. Estas bases se unen en pares, formando enlaces débiles que, no obstante, mantienen juntas las dos cadenas de ADN en una doble hélice. Su secuencia codifica la información genética de un organismo.
¿Cómo se mantienen unidas las dos cadenas de ADN?
Las dos hebras de ADN en una doble hélice están unidas por el emparejamiento entre las bases nitrogenadas en los nucleótidos de cada hebra. La base nitrogenada de un nucleótido de ADN puede ser una de cuatro moléculas diferentes: adenina (A), guanina (G), timina (T) y citosina (C). Los pares de bases nitrogenadas en hebras opuestas están unidas por atracciones llamadas enlaces de hidrógeno que ocurren en un patrón específico.
Cada adenina en una hebra de ADN forma dos enlaces de hidrógeno con una molécula de timina en la hebra complementaria y viceversa. Y cada molécula de guanina en una hebra forma tres enlaces de hidrógeno con una molécula de citosina en la otra y viceversa. De esta manera, las dos hebras de ADN están unidas por enlaces de hidrógeno a lo largo de su longitud, formando los “escalones” de la escalera en espiral que es la doble hélice.
¿Por qué las hebras de ADN tienen que ser antiparalelas?
Las dos hebras de ADN complementarias que componen un fragmento de ADN de doble hebra se describen como antiparalelas entre sí. El término antiparalelo significa que, aunque las dos cadenas son físicamente paralelas entre sí, corren en direcciones opuestas, muy parecido a los carriles derecho e izquierdo de una calle.
En otras palabras, donde la columna vertebral de una cadena de ADN comienza con una molécula de azúcar y termina en un grupo fosfato, la columna vertebral de su cadena complementaria comienza con un grupo fosfato y termina en una molécula de azúcar. La orientación antiparalela de las dos cadenas de ADN hace que el ADN sea más estructuralmente estable y permite el apareamiento de bases complementarias que mantiene unidas las cadenas de ADN.
La dirección de cada cadena de ADN es significativa para el proceso de copia del ADN (replicación del ADN) y para la lectura de la información contenida en los genes del ADN (transcripción), ya que las células solo pueden leer el ADN en una dirección. Así como solo leemos texto de izquierda a derecha, las células solo leen el ADN comenzando por el extremo de azúcar de la columna vertebral y terminando con el extremo de fosfato.
