Ácido desoxirribonucleico y el ácido ribonucleico (ADN y ARN) son moléculas estrechamente relacionadas que participan en la transmisión y expresión de información genética. Si bien son bastante similares, también es fácil comparar y contrastar ADN y ARN gracias a sus funciones específicas y diferentes.
Ambos consisten en cadenas moleculares que contienen unidades alternas de azúcar y fosfato. Las moléculas que contienen nitrógeno, llamadas bases de nucleótidos, cuelgan de cada unidad de azúcar. Las diferentes unidades de azúcar en el ADN y el ARN son responsables de las diferencias entre los dos bioquímicos.
Estructura física del ARN y del ADN
La ribosa, el azúcar del ARN, tiene una estructura de anillo dispuesta en cinco átomos de carbono y un átomo de oxígeno. Cada carbono se une a un átomo de hidrógeno y un grupo hidroxilo, que es una molécula de un átomo de oxígeno y un átomo de hidrógeno. La desoxirribosa es idéntica a la ribosa del ARN excepto que un carbono se une a un átomo de hidrógeno en lugar de a un grupo hidroxilo.
Esta única diferencia significa que dos cadenas de ADN pueden formar una estructura de doble hélice, mientras que el ARN permanece como una sola cadena. La estructura del ADN con su doble hélice es muy estable, lo que le da la capacidad de codificar información durante mucho tiempo y actuar como material genético del organismo.
El ARN, por otro lado, no es tan estable en su forma de hebra única, razón por la cual el ADN se eligió evolutivamente sobre el ARN como información genética de la vida. La célula crea ARN según sea necesario durante el proceso de transcripción, pero el ADN se auto-replica.
Bases de nucleótidos
Cada unidad de azúcar en el ADN y el ARN se une a una de las cuatro bases de nucleótidos. Tanto el ADN como el ARN utilizan las bases A, C y G. Sin embargo, el ADN usa la base T mientras que el ARN usa la base U en su lugar. La secuencia de bases a lo largo de las cadenas de ADN y ARN es el código genético que le dice a la célula cómo producir proteínas.
En el ADN, las bases de cada hebra se unen a las bases de la otra hebra, formando la estructura de doble hélice. En el ADN, las A solo pueden unirse a las T y las C solo pueden unirse a las G. La estructura de una hélice de ADN se conserva en un capullo de proteína-ARN llamado cromosoma.
Roles en la transcripción
La célula produce proteínas transcribiendo ADN a ARN y luego traduciendo el ARN en proteínas. Durante la transcripción, una porción de la molécula de ADN, llamada gen, se expone a enzimas que ensamblan cadenas de ARN de acuerdo con las reglas de unión de nucleótidos-bases.
La única diferencia es que las bases del ADN A se unen a las bases del ARN U. La enzima ARN polimerasa lee cada base de ADN en un gen y agrega la base de ARN complementaria a la cadena de ARN en crecimiento. De esta forma, la información genética del ADN se transmite al ARN.
Otras diferencias con moléculas de ADN y ARN
La célula también usa un segundo tipo de ARN para producir ribosomas, que son pequeñas fábricas de producción de proteínas. Un tercer tipo de ARN ayuda a transferir aminoácidos a cadenas de proteínas en crecimiento. El ADN no juega ningún papel en la traducción.
Los grupos hidroxilo adicionales del ARN lo convierten en una molécula más reactiva que es menos estable en condiciones alcalinas que el ADN. La estructura compacta de una doble hélice de ADN la hace menos vulnerable a la acción de las enzimas, pero el ARN es más resistente a los rayos ultravioleta.
Otra diferencia entre las dos moléculas es su ubicación en la célula. En eucariotas, el ADN solo se encuentra dentro de orgánulos cerrados. La mayor parte del ADN de la célula se encuentra encerrada en el núcleo hasta que la célula se divide y la envoltura nuclear se rompe. También puede encontrar ADN dentro de las mitocondrias y los cloroplastos (ambos también son orgánulos unidos a la membrana).
Sin embargo, el ARN se encuentra en toda la célula. Se puede encontrar dentro del núcleo, flotando libremente en el citoplasma, así como dentro de orgánulos como el retículo endoplásmico.