1.1.5. ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos, ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido desoxirribonucleico) son polímeros especializados en almacenar, transmitir y expresar la información genética en secuencias de aminoácidos, las cuales luego de algunos procesos conforman las proteínas de una célula.
El ADN fue descubierto como el principal constituyente químico
del núcleo de células eucarióticas, en tiempos en
los cuales Mendel y Darwin publicaron sus trabajos alrededor de la mitad
del siglo XIX. Sin embargo, durante los años 1900s, las proteínas
se consideraron como las mejores candidatas para almacenar la información
hereditaria.
Friederick Miescher en 1869 en trabajos con glóbulos blancos obtenidos
a partir de vendajes de pacientes con heridas infecciosas, realizó
la primera extracción de los ácidos nucleicos. Su técnica
se basó principalmente en lavar los vendajes que tenían
secreciones producto de la infeccion con una solución salina, luego
adicionó a este material que contenía principalmente un
buen número de linfocitos, una solución alcalina que permitió
que esas células se lisaran y el núcleo se precipitara en
ella. La sustancia química que se encontró en estos núcleos,
después de ciertos análisis la denominó nucleína
y comprobó su presencia en otras células diferentes.
Los primeros estudios (1950) que permitieron comprobar la estructura
de doble hélice del ADN fueron realizados por Rosalind Franklin
y Maurice Wilkins quienes mediante técnicas de cristalografía
y difracción de rayos X lograron diversas preparaciones de fibras
de ADN uniformemente orientadas, con las que concluyeron que las bases
de los nucleótidos del ADN, que son moléculas planas, están
apiladas unas sobre otras. Por su parte Erwin Chargaff, junto con sus
colegas en la universidad de Columbia encontraron que el ADN de muchas
especies diferentes y de diferentes fuentes en un mismo organismo presentaba
ciertas regularidades. En casi todos los ADN analizados se conservaron
las siguientes características, conocidas como la regla de Chargaff:
a. La cantidad de adenina es igual a la cantidad de timina.
b. La cantidad de guanina es igual a la cantidad de citocina.
c. Por lo anterior la cantidad total de purinas es igual a la cantidad
total de pirimidinas.
Con base en los resultados analíticos de Chargaff y los patrones
de difracción de Franklin y Wilkins, los investigadores J. Watson
y F. Crick propusieron en 1953 un modelo de la molécula de ADN.
A partir de los trabajos anteriores se concluyó:
- La molécula de ADN consta de un hélice constituida por dos bandas.
- Las bandas presentan un diámetro uniforme.
- La hélice se enrrola hacia la derecha, en el sentido de las manecillas del reloj.
- Las dos bandas corren en direcciones opuestas.
- Los enlaces fosfato-azúcar que constituyen el esqueleto de
la cadena, están ubicados hacia fuera en la cadena, mientras
que hacia el centro se presentan las purinas y pirimidinas sostenidas
mediante puentes de hidrógenos que se forman entre ellas.
Para ampliar sobre la historia consultar:
http://lcmxba.lc.ehu.es/www/departamentos/biomol/AN/an1.htm
Su carácter ácido se comprueba al hacer preparaciones histológicas de células con hematoxilina-eosina, donde la hematoxilina que es un componente básico del reactivo da como resultado una coloración azul intensa característica del núcleo de las células eucarióticas.
CONFORMACIONES ALTERNATIVAS DEL ADN:
Las dimensiones encontradas para la moléculas del ADN por Watson
y Crick corresponden a la denominada forma B-ADN,
que se encuentra en todos los organismos y se presenta cuando la molécula
está hidratada. Las demás formas alternativas tienen pequeñas
variaciones en el grado de torsión y la inclinación de la
hélice. (Figura 1)
La forma A-ADN, corresponde a la conformación
que adopta la molécula cuando las fibras están deshidratadas,
por lo que se presenta un acortamiento de la fibra entera conservando
las características de la forma B.
Figura 1. Conformación en doble hélice del ácido desoxirribonucleico
La forma Z-ADN correspondea una hélice levógira (en sentido contrario a las manecillas del reloj), en lo que se diferencia de la variedad dextrógira de Watson y Crick. La conformación que adquiere la estructura de la molécula es muy diferente a la común , ya que el surco que hay entre las cadenas adquiere la forma de Zig-Zag en vez de lisa como las demás. Estudios in vitro sugieren que la molécula sólo es estable bajo condiciones no fisiológicas tales como alta salinidad o estrés de torsión, en cambio bajo condiciones fisiológicas normales adquiere la estructura tradicional dextrógira. Este tipo de ADN se encuentra como constituyente de las bandas claras de los cromosomas gigantes de Drosophila.
