El ácido desoxirribonucleico, más comúnmente conocido como ADN, es el material genético principal de casi toda la vida. Algunos virus usan ácido ribonucleico (ARN) en lugar de ADN, pero toda la vida celular usa ADN.
El ADN en sí mismo es una macromolécula que se compone de dos hebras complementarias, cada una de las cuales está formada por subunidades individuales llamadas nucleótidos. Son estos enlaces los que se forman entre la secuencia de bases complementarias de las bases nitrogenadas que mantienen unidas las dos cadenas de ADN para formar la estructura de doble hélice que hace famoso al ADN.
Estructura y componentes del ADN
Como se dijo anteriormente, el ADN es una macromolécula que está formada por subunidades individuales llamadas nucleótidos. Cada nucleótido tiene tres partes:
- Un azúcar desoxirribosa.
- Un grupo fosfato.
- Una base nitrogenada.
Los nucleótidos de ADN pueden contener una de cuatro bases nitrogenadas. Estas bases son adenina (A), timina (T), guanina (G) y citosina (C).
Estos nucleótidos se unen para formar largas cadenas conocidas como hebras de ADN. Dos
hebras de ADN complementarias unirse entre sí en lo que parece una escalera antes de enrollarse en la forma de doble hélice.Las dos hebras se mantienen juntas a través de enlaces de hidrógeno que se forman entre las bases nitrogenadas. La adenina (A) forma enlaces con timina (T) mientras que la citosina (C) forma enlaces con guanina (G); A solo se empareja con T, y C solo se empareja con G.
Definición complementaria (biología)
En biología, específicamente en términos de genética y ADN, complementario significa que la hebra de polinucleótidos emparejada con la segunda hebra de polinucleótidos tiene una secuencia de bases nitrogenadas que es el complemento inverso, o el par, de la otra hebra.
Entonces, por ejemplo, el complemento de la guanina es citosina porque esa es la base que se emparejaría con la guanina; el complemento de la citosina es la guanina. También diría que el complemento de la adenina es timina y viceversa.
Esto es cierto a lo largo de toda la hebra de ADN, por lo que las dos hebras de ADN se denominan hebras complementarias. Todas y cada una de las bases de una sola hebra de ADN verán su complemento emparejado con él en la otra hebra.
Regla complementaria de emparejamiento de bases de Chargaff
La regla de Chargaff establece que A solo se une a T y C solo se une a G en una hebra de ADN. Esto lleva el nombre del científico Erwin Chargaff, quien descubrió que en cualquier molécula de ADN, el porcentaje de La guanina es siempre aproximadamente igual al porcentaje de citosina con lo mismo cierto para la adenina y timina.
A partir de esto, infirió que C se une con G y A se une con T.
Por qué funciona el emparejamiento de bases complementarias
¿Por qué A solo se une a T y C solo se une a G? ¿Por qué A y T son complementarios entre sí y no A y C o A y G? La respuesta tiene que ver con la estructura de las bases nitrogenadas y los enlaces de hidrógeno que se forman entre ellas.
La adenina y la guanina se conocen como purinas mientras que la timina y la guanina se conocen como pirimidinas. Todo esto significa que las estructuras de la adenina y la guanina están compuestas por un anillo de 6 átomos y un anillo de 5 átomos que comparten dos átomos, mientras que la citosina y la timina están compuestas únicamente por un anillo de 6 átomos. Con el ADN, una purina solo puede unirse con una pirimidina; no puede tener dos purinas y dos pirimidinas juntas.
Esto se debe a que la unión de dos purinas ocuparía demasiado espacio entre las dos hebras de ADN, lo que afectaría a la estructura y no permitiría que las hebras se mantuvieran juntas correctamente. Lo mismo ocurre con dos pirimidinas, excepto que ocuparían muy poco espacio.
Por esa lógica, A podría unirse con C entonces, ¿verdad? Bueno no. El otro factor que hace que los pares A-T y C-G funcionen es enlaces de hidrógeno entre las bases. Son estos enlaces los que mantienen unidas las dos cadenas de ADN y estabilizan la molécula.
Los enlaces de hidrógeno solo se pueden formar entre la adenina y la timina. También solo se forman entre citosina y guanina. Son estos enlaces los que permiten que se formen los complementos A-T y C-G y, por lo tanto, hacen que el ADN tenga dos hebras unidas complementarias.
Aplicación de reglas complementarias de emparejamiento de bases
Sabiendo cómo se emparejan las cadenas de ADN con estas reglas de emparejamiento de bases, puede inferir algunas cosas diferentes.
Digamos que tiene una secuencia de ADN de un gen específico en una hebra de ADN. Luego, puede usar reglas de emparejamiento de bases complementarias para descubrir la otra hebra de ADN que forma la molécula de ADN. Por ejemplo, digamos que tiene la siguiente secuencia:
AAGGGGTGACTCTAGTTTAATATA
Sabes que A y T son complementarios entre sí y C y G son complementarios entre sí. Eso significa que la cadena de ADN que se empareja con la anterior es:
TTCCCCACTGAGATCAAATTATAT
