Ácido desoxirribonucleico

Situación del ADN dentro de una célula eucariota.

El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, esun ácido nucleico que contiene las instrucciones genéticasusadas en el desarrollo y funcionamiento de todos losorganismos vivos conocidos y algunos virus, y es respon-sable de su transmisión hereditaria. La función principalde la molécula de ADN es el almacenamiento a largo pla-zo de información. Muchas veces, el ADN es comparadocon un plano o una receta, o un código, ya que contie-ne las instrucciones necesarias para construir otros com-ponentes de las células, como las proteínas y las molé-culas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan estainformación genética son llamados genes, pero las otrassecuencias de ADN tienen propósitos estructurales o to-man parte en la regulación del uso de esta informacióngenética.Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímerode nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímeroes un compuesto formado por muchas unidades simplesconectadas entre sí, como si fuera un largo tren formadopor vagones. En el ADN, cada vagón es un nucleótido,y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar(la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede seradenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y ungrupo fosfato que actúa como enganche de cada vagóncon el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleóti-do) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello lasecuencia del ADN se especifica nombrando solo la se-

Animación de parte de una estructura de ADN de doble hélice

cuencia de sus bases. La disposición secuencial de estascuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento delos cuatro tipos de vagones a lo largo de todo el tren) esla que codifica la información genética: por ejemplo, unasecuencia de ADN puede ser ATGCTAGATCGC... En losorganismos vivos, el ADN se presenta como una doblecadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están uni-das entre sí por unas conexiones denominadas puentes dehidrógeno.[1]

Para que la información que contiene el ADN pueda serutilizada por la maquinaria celular, debe copiarse en pri-mer lugar en unos trenes de nucleótidos, más cortos y conunas unidades diferentes, llamados ARN. Las moléculasde ARN se copian exactamente del ADN mediante unproceso denominado transcripción. Una vez procesadasen el núcleo celular, las moléculas de ARN pueden salir

1

2 1 HISTORIA DE LA GENÉTICA

al citoplasma para su utilización posterior. La informa-ción contenida en el ARN se interpreta usando el códigogenético, que especifica la secuencia de los aminoácidosde las proteínas, según una correspondencia de un triple-te de nucleótidos (codón) para cada aminoácido. Esto es,la información genética (esencialmente: qué proteínas sevan a producir en cada momento del ciclo de vida de unacélula) se halla codificada en las secuencias de nucleóti-dos del ADN y debe traducirse para poder funcionar. Taltraducción se realiza usando el código genético a modode diccionario. El diccionario “secuencia de nucleótido-secuencia de aminoácidos” permite el ensamblado de lar-gas cadenas de aminoácidos (las proteínas) en el citoplas-ma de la célula. Por ejemplo, en el caso de la secuenciade ADN indicada antes (ATGCTAGCATCG...), la ARNpolimerasa utilizaría como molde la cadena complemen-taria de dicha secuencia de ADN (que sería TAC-GAT-CTA-GCG-...) para transcribir una molécula de ARNmque se leería AUG-CUA-GAU-CGC-...; el ARNm resul-tante, utilizando el código genético, se traduciría comola secuencia de aminoácidos metionina-leucina-ácido as-pártico-arginina−...Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fun-damental, física y funcional de la herencia se denominangenes. Cada gen contiene una parte que se transcribe aARN y otra que se encarga de definir cuándo y dóndedeben expresarse. La información contenida en los genes(genética) se emplea para generar ARN y proteínas, queson los componentes básicos de las células, los “ladrillos”que se utilizan para la construcción de los orgánulos u or-ganelos celulares, entre otras funciones.Dentro de las células, el ADN está organizado en es-tructuras llamadas cromosomas que, durante el ciclo ce-lular, se duplican antes de que la célula se divida. Losorganismos eucariotas (por ejemplo, animales, plantas yhongos) almacenan la mayor parte de su ADN dentro delnúcleo celular y una mínima parte en elementos celula-res llamados mitocondrias, y en los plastos y los centrosorganizadores demicrotúbulos o centríolos, en caso de te-nerlos; los organismos procariotas (bacterias y arqueas) loalmacenan en el citoplasma de la célula y, por último, losvirus ADN lo hacen en el interior de la cápside de natu-raleza proteica. Existen multitud de proteínas, como porejemplo las histonas y los factores de transcripción, quese unen al ADN dotándolo de una estructura tridimensio-nal determinada y regulando su expresión. Los factores detranscripción reconocen secuencias reguladoras del ADNy especifican la pauta de transcripción de los genes. Elmaterial genético completo de una dotación cromosómi-ca se denomina genoma y, con pequeñas variaciones, escaracterístico de cada especie.

1 Historia de la genética

El ADN lo aisló por primera vez, durante el invierno de1869, el médico suizo Friedrich Miescher mientras tra-

Friedrich Miescher, biólogo y médico suizo (1844-1895).

bajaba en la Universidad de Tubinga. Miescher realizabaexperimentos acerca de la composición química del pusde vendas quirúrgicas desechadas cuando notó un preci-pitado de una sustancia desconocida que caracterizó quí-micamente más tarde.[2][3] Lo llamó nucleína, debido aque lo había extraído a partir de núcleos celulares.[4] Senecesitaron casi 70 años de investigación para poder iden-tificar los componentes y la estructura de los ácidos nu-cleicos.En 1919 Phoebus Levene identificó que un nucleótidoestá formado por una base nitrogenada, un azúcar y unfosfato.[5] Levene sugirió que el ADN generaba una es-tructura con forma de solenoide (muelle) con unidadesde nucleótidos unidos a través de los grupos fosfato. En1930 Levene y su maestro Albrecht Kossel probaron quela nucleína de Miescher es un ácido desoxirribonucleico(ADN) formado por cuatro bases nitrogenadas (citosina(C), timina (T), adenina (A) y guanina (G), el azúcar des-oxirribosa y un grupo fosfato, y que, en su estructura bá-

3

sica, el nucleótido está compuesto por un azúcar unido ala base y al fosfato.[6] Sin embargo, Levene pensaba quela cadena era corta y que las bases se repetían en un ordenfijo. En 1937 William Astbury produjo el primer patrónde difracción de rayos X que mostraba que el ADN teníauna estructura regular.[7]

Maclyn McCarty con Francis Crick y James D. Watson.

La función biológica del ADN comenzó a dilucidarse en1928, con una serie básica de experimentos de la genéticamoderna realizados por Frederick Griffith, quien estabatrabajando con cepas «lisas» (S) o «rugosas» (R) de labacteria Pneumococcus (causante de la neumonía), segúnla presencia (S) o no (R) de una cápsula azucarada, quees la que confiere virulencia (véase también experimentode Griffith). La inyección de neumococos S vivos en ra-tones produce la muerte de éstos, y Griffith observó que,si inyectaba ratones con neumococos R vivos o con neu-mococos S muertos por calor, los ratones no morían. Sinembargo, si inyectaba a la vez neumococos R vivos yneumococos S muertos, los ratones morían, y en su san-gre se podían aislar neumococos S vivos. Como las bac-terias muertas no pudieron haberse multiplicado dentrodel ratón, Griffith razonó que debía producirse algún ti-po de cambio o transformación de un tipo bacteriano aotro por medio de una transferencia de alguna sustanciaactiva, que denominó principio transformante. Esta sus-tancia proporcionaba la capacidad a los neumococos Rde producir una cápsula azucarada y transformarse así envirulentas. En los siguientes 15 años, estos experimen-tos iniciales se replicaron mezclando distintos tipos decepas bacterianas muertas por el calor con otras vivas,tanto en ratones (in vivo) como en tubos de ensayo (invitro).[8] La búsqueda del «factor transformante» que eracapaz de hacer virulentas a cepas que inicialmente no loeran continuó hasta 1944, año en el cual Oswald Avery,Colin MacLeod y Maclyn McCarty realizaron un expe-rimento hoy clásico. Estos investigadores extrajeron lafracción activa (el factor transformante) y, mediante aná-lisis químicos, enzimáticos y serológicos, observaron queno contenía proteínas, ni lípidos no ligados, ni polisacá-ridos activos, sino que estaba constituido principalmentepor “una forma viscosa de ácido desoxirribonucleico al-

tamente polimerizado”, es decir, ADN. El ADN extraídode las cepas bacterianas S muertas por el calor lo mezcla-ron “in vitro” con cepas R vivas: el resultado fue que seformaron colonias bacterianas S, por lo que se concluyóinequívocamente que el factor o principio transformanteera el ADN.[9]

A pesar de que la identificación del ADN como principiotransformante aún tardó varios años en ser universalmen-te aceptada, este descubrimiento fue decisivo en el cono-cimiento de la base molecular de la herencia, y constituyeel nacimiento de la genética molecular. Finalmente, el pa-pel exclusivo del ADN en la heredabilidad fue confirma-do en 1952 mediante los experimentos de Alfred Hersheyy Martha Chase, en los cuales comprobaron que el fagoT2 transmitía su información genética en su ADN, pe-ro no en su proteína[10] (véase también experimento deHershey y Chase).En cuanto a la caracterización química de la molécu-la, Chargaff realizó en 1940 algunos experimentos quele sirvieron para establecer las proporciones de las ba-ses nitrogenadas en el ADN. Descubrió que las propor-ciones de purinas eran idénticas a las de pirimidinas, la«equimolecularidad» de las bases ([A]=[T], [G]=[C]) yel hecho de que la cantidad de G+C en una determinadamolécula de ADN no siempre es igual a la cantidad deA+T y puede variar desde el 36 hasta el 70 por ciento delcontenido total.[6] Con toda esta información y junto conlos datos de difracción de rayos X proporcionados porRosalind Franklin, James Watson y Francis Crick propu-sieron en 1953 el modelo de la doble hélice de ADN pararepresentar la estructura tridimensional del polímero.[11]En una serie de cinco artículos en el mismo número deNature se publicó la evidencia experimental que apoyabael modelo de Watson y Crick.[12] De éstos, el artículo deFranklin y Raymond Gosling fue la primera publicacióncon datos de difracción de rayos X que apoyaba el mode-lo de Watson y Crick,[13][14] y en ese mismo número deNature también aparecía un artículo sobre la estructuradel ADN de Maurice Wilkins y sus colaboradores.[15]

Watson, Crick y Wilkins recibieron conjuntamente, en1962, después de la muerte de Rosalind Franklin, elPremio Nobel en Fisiología o Medicina.[16] Sin embar-go, el debate continúa sobre quién debería recibir créditopor el descubrimiento.[17]

2 Propiedades físicas y químicas

El ADN es un largo polímero formado por unidades repe-titivas, los nucleótidos.[18][19] Una doble cadena de ADNmide de 22 a 26 angstroms (2,2 a 2,6 nanómetros) deancho, y una unidad (un nucleótido) mide 3,3 Å (0,33nm) de largo.[20] Aunque cada unidad individual quese repite es muy pequeña, los polímeros de ADN pue-den ser moléculas enormes que contienen millones denucleótidos. Por ejemplo, el cromosoma humanomás lar-

4 2 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

Adenina

CitosinaGuanina

Timina

O

O

O

O O

O

O

O O

O

O

O

O

O

O

O

O O

O

O

O

O O

O

O

O

O

O

O

O

O

O O

O

O

O

O O

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N N

N

N

N N

N

N N

O _

O _

O _

O _

O _

_ O

_ O

_ O

_ O

_ O

P

P

P

P

P

P

P

P

NH 2

OH

OH

NH

H 2 N

HN

NH 2

H 2 N

HN

H 2 N

NH

NH 2

extremo 3'

extremo 5'

extremo 3'

extremo 5'

Esqueletodesoxirribosa-fosfato

Estructura química del ADN: dos cadenas de nucleótidos conec-tadas mediante puentes de hidrógeno, que aparecen como líneaspunteadas.

go, el cromosoma número 1, tiene aproximadamente 220millones de pares de bases.[21]

En los organismos vivos, el ADN no suele existir comouna molécula individual, sino como una pareja de molé-culas estrechamente asociadas. Las dos cadenas de ADNse enroscan sobre sí mismas formando una especie de es-calera de caracol, denominada doble hélice. El modelode estructura en doble hélice fue propuesto en 1953 porJames Watson y Francis Crick (el artículo «MolecularStructure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribo-se Nucleic Acid» fue publicado el 25 de abril de 1953en Nature), después de obtener una imagen de la estruc-tura de doble hélice gracias a la refracción por rayos Xhecha por Rosalind Franklin.[22] El éxito de este mode-lo radicaba en su consistencia con las propiedades físicasy químicas del ADN. El estudio mostraba, además, quela complementariedad de bases podía ser relevante en sureplicación, y también la importancia de la secuencia debases como portadora de información genética.[23][24][25]Cada unidad que se repite, el nucleótido, contiene un seg-mento de la estructura de soporte (azúcar + fosfato), quemantiene la cadena unida, y una base, que interaccionacon la otra cadena de ADN en la hélice. En general, unabase ligada a un azúcar se denomina nucleósido y una ba-se ligada a un azúcar y a uno o más grupos fosfatos recibeel nombre de nucleótido.Cuando muchos nucleótidos se encuentran unidos, comoocurre en el ADN, el polímero resultante se denominapolinucleótido.[26]

2.1 Componentes

Estructura de soporte: La estructura de soporte de unahebra de ADN está formada por unidades alternas de gru-pos fosfato y azúcar (desoxirribosa).[27] El azúcar en elADN es una pentosa, concretamente, la desoxirribosa.

• Ácido fosfórico:

N

NN

N

H N2

P

O

O

O

O

N

NN

N

H N2

5′

3′

3′

P

O

O

O

O

5′

3′

5′

T

A

A

PO 4

3−

Enlace fosfodiéster. El grupo fosfato (PO43-) une el carbono 5'

del azúcar de un nucleósido con el carbono 3' del siguiente.

Su fórmula química es H3PO4. Cadanucleótido puede contener uno (monofos-fato: AMP), dos (difosfato: ADP) o tres(trifosfato: ATP) grupos de ácido fosfórico,aunque como monómeros constituyentes delos ácidos nucleicos solo aparecen en forma denucleósidos monofosfato.

• Desoxirribosa:

Es un monosacárido de 5 átomos de carbono(una pentosa) derivado de la ribosa, que formaparte de la estructura de nucleótidos del ADN.Su fórmula es C5H10O4. Una de las principales

2.1 Componentes 5

diferencias entre el ADNy el ARN es el azúcar,pues en el ARN la 2-desoxirribosa del ADNes reemplazada por una pentosa alternativa, laribosa.[25]

Las moléculas de azúcar se unen entre sí a tra-vés de grupos fosfato, que forman enlaces fos-fodiéster entre los átomos de carbono tercero(3′, «tres prima») y quinto (5′, «cinco prima»)de dos anillos adyacentes de azúcar. La for-mación de enlaces asimétricos implica que ca-da hebra de ADN tiene una dirección. En unadoble hélice, la dirección de los nucleótidos enuna hebra (3′ → 5′) es opuesta a la direcciónen la otra hebra (5′ → 3′). Esta organizaciónde las hebras de ADN se denomina antiparale-la; son cadenas paralelas, pero con direccionesopuestas. De la misma manera, los extremosasimétricos de las hebras de ADN se denomi-nan extremo 5′ («cinco prima») y extremo 3′(«tres prima»), respectivamente.

• Bases nitrogenadas:

Las cuatro bases nitrogenadas mayoritarias quese encuentran en el ADN son la adenina (A),la citosina (C), la guanina (G) y la timina (T).Cada una de estas cuatro bases está unida al ar-mazón de azúcar-fosfato a través del azúcar pa-ra formar el nucleótido completo (base-azúcar-fosfato). Las bases son compuestos heterocí-clicos y aromáticos con dos o más átomos denitrógeno, y, dentro de las bases mayoritarias,se clasifican en dos grupos: las bases púricaso purinas (adenina y guanina), derivadas de lapurina y formadas por dos anillos unidos entresí, y las bases pirimidínicas o bases pirimídicaso pirimidinas (citosina y timina), derivadas dela pirimidina y con un solo anillo.[25] En los áci-dos nucleicos existe una quinta base pirimidí-nica, denominada uracilo (U), que normalmen-te ocupa el lugar de la timina en el ARN y difie-re de ésta en que carece de un grupo metilo ensu anillo. El uracilo no se encuentra habitual-mente en el ADN, solo aparece raramente co-mo un producto residual de la degradación dela citosina por procesos de desaminación oxi-dativa.

• Timina:

En el código genético se repre-senta con la letra T. Es un de-rivado pirimidínico con un grupooxo en las posiciones 2 y 4, y ungrupo metil en la posición 5. For-ma el nucleósido timidina (siempre

O

C

C C

N

N C

H

O

H

H

CH

HH

1

2

3 5

6

4

Grupo oxo

Grupo metil

Grupo oxo

Timina: 2, 4-dioxo, 5-metilpirimidina.

desoxitimidina, ya que solo apa-rece en el ADN) y el nucleótidotimidilato o timidina monofosfa-to (dTMP). En el ADN, la timi-na siempre se empareja con la ade-nina de la cadena complementa-ria mediante 2 puentes de hidró-geno, T=A. Su fórmula química esC5H6N2O2 y su nomenclatura 2, 4-dioxo, 5-metilpirimidina.

N

C

C C

N

N C

H

O H

H

1

2

3 5

6

4

H H

Grupo oxo

Grupo amino

Citosina: 2-oxo, 4-aminopirimidina.

• Citosina:

6 2 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

En el código genético se represen-ta con la letra C. Es un derivadopirimidínico, con un grupo aminoen posición 4 y un grupo oxo enposición 2. Forma el nucleósidocitidina (desoxicitidina en el ADN)y el nucleótido citidilato o (des-oxi)citidina monofosfato (dCMPen el ADN, CMP en el ARN). Lacitosina siempre se empareja en elADN con la guanina de la cadenacomplementaria mediante un tripleenlace, C≡G. Su fórmula químicaes C4H5N3O y su nomenclatura 2-oxo, 4 aminopirimidina. Su masamolecular es de 111,10 unidades demasa atómica. La citosina se descu-brió en 1894, al aislarla del tejidodel timo de carnero.

N

C

C C

N

C N

N H3

4

5 1

2

6

H H

H

H

N

C9

8

7

Grupo amino

Adenina: 6-aminopurina.

• Adenina:

En el código genético se repre-senta con la letra A. Es un de-rivado de la purina con un gru-po amino en la posición 6. Formael nucleósido adenosina (desoxia-denosina en el ADN) y el nucleó-tido adenilato o (desoxi)adenosinamonofosfato (dAMP, AMP). En elADN siempre se empareja con latimina de la cadena complemen-taria mediante 2 puentes de hi-drógeno, A=T. Su fórmula quími-ca es C5H5N5 y su nomenclatu-ra 6-aminopurina. La adenina, jun-to con la timina, fue descubier-

ta en 1885 por el médico alemánAlbrecht Kossel.

O

C

C C

N

C N

NN

3

4

5 1

2

6

H

H

N

C

9

8

7

H

H

H

Grupo oxo

Grupo amino

Guanina: 6-oxo, 2-aminopurina.

• Guanina:

En el código genético se represen-ta con la letra G. Es un deriva-do púrico con un grupo oxo en laposición 6 y un grupo amino enla posición 2. Forma el nucleósi-do (desoxi)guanosina y el nucleó-tido guanilato o (desoxi)guanosinamonofosfato (dGMP, GMP). Laguanina siempre se empareja en elADN con la citosina de la cadenacomplementaria mediante tres en-laces de hidrógeno, G≡C. Su fór-mula química es C5H5N5Oy su no-menclatura 6-oxo, 2-aminopurina.

También existen otras bases nitrogenadas (las llamadasbases nitrogenadas minoritarias), derivadas de formanatural o sintética de alguna otra base mayoritaria. Lo sonpor ejemplo la hipoxantina, relativamente abundante en eltRNA, o la cafeína, ambas derivadas de la adenina; otras,como el aciclovir, derivadas de la guanina, son análogossintéticos usados en terapia antiviral; otras, como una delas derivadas del uracilo, son antitumorales.Las bases nitrogenadas tienen una serie de característi-cas que les confieren unas propiedades determinadas. Unacaracterística importante es su carácter aromático, conse-cuencia de la presencia en el anillo de dobles enlaces enposición conjugada. Ello les confiere la capacidad de ab-sorber luz en la zona ultravioleta del espectro en torno alos 260 nm, lo cual puede aprovecharse para determinarel coeficiente de extinción del ADN y hallar la concentra-ción existente de los ácidos nucleicos. Otra de sus caracte-rísticas es que presentan tautomería o isomería de gruposfuncionales, debido a que un átomo de hidrógeno unido

2.2 Apareamiento de bases 7

a otro átomo puede migrar a una posición vecina; en lasbases nitrogenadas se dan dos tipos de tautomerías: tau-tomería lactama-lactima, donde el hidrógeno migra delnitrógeno al oxígeno del grupo oxo (forma lactama) y vi-ceversa (forma lactima), y tautomería imina-amina pri-maria, donde el hidrógeno puede estar formando el grupoamina (forma amina primaria) o migrar al nitrógeno ad-yacente (forma imina). La adenina sólo puede presentartautomería amina-imina, la timina y el uracilo muestrantautomería doble lactama-lactima, y la guanina y citosinapueden presentar ambas. Por otro lado, y aunque se tra-te de moléculas apolares, las bases nitrogenadas presen-tan suficiente carácter polar como para establecer puentesde hidrógeno, ya que tienen átomos muy electronegativos(nitrógeno y oxígeno) que presentan carga parcial nega-tiva, y átomos de hidrógeno con carga parcial positiva,de manera que se forman dipolos que permiten que seformen estos enlaces débiles.Se estima que el genoma humano haploide tiene alrede-dor de 3000 millones de pares de bases. Para indicar eltamaño de las moléculas de ADN se indica el número depares de bases, y como derivados hay dos unidades demedida muy utilizadas, la kilobase (kb), que equivale a1000 pares de bases, y la megabase (Mb), que equivale aun millón de pares de bases.

2.2 Apareamiento de bases

Un par de bases C≡G con tres puentes de hidrógeno.

Un par A=T con dos puentes de hidrógeno. Los puentes de hi-drógeno se muestran como líneas discontinuas.

La dóble hélice de ADN se mantiene estable mediante la

formación de puentes de hidrógeno entre las bases aso-ciadas a cada una de las dos hebras. Para la formación deun enlace de hidrógeno una de las bases debe presentar un“donador” de hidrógenos con un átomo de hidrógeno concarga parcial positiva (-NH2 o -NH) y la otra base debepresentar un grupo “aceptor” de hidrógenos con un átomocargado electronegativamente (C=O o N). Los puentes dehidrógeno son uniones más débiles que los típicos enlacesquímicos covalentes, como los que conectan los átomosen cada hebra de ADN, pero más fuertes que interaccio-nes hidrófobas individuales, enlaces de Van der Waals,etc. Como los puentes de hidrógeno no son enlaces co-valentes, pueden romperse y formarse de nuevo de formarelativamente sencilla. Por esta razón, las dos hebras de ladoble hélice pueden separarse como una cremallera, bienpor fuerza mecánica o por alta temperatura.[28] La doblehélice se estabiliza además por el efecto hidrofóbico y elapilamiento, que no se ven influidos por la secuencia debases del ADN.[29]

Cada tipo de base en una hebra forma un enlace única-mente con un tipo de base en la otra hebra, lo que sedenomina complementariedad de las bases. Así, las pu-rinas forman enlaces con las pirimidinas, de forma queA se enlaza solo con T, y C solo con G. La organizaciónde dos nucleótidos apareados a lo largo de la doble hélicese denomina apareamiento de bases. Este emparejamien-to corresponde a la observación ya realizada por ErwinChargaff (1905-2002),[30] que mostró que la cantidad deadenina era muy similar a la cantidad de timina, y quela cantidad de citosina era igual a la cantidad de guaninaen el ADN. Como resultado de esta complementariedad,toda la información contenida en la secuencia de doblehebra de la hélice de ADN está duplicada en cada hebra,lo cual es fundamental durante el proceso de replicacióndel ADN. En efecto, esta interacción reversible y especí-fica entre pares de bases complementarias es crítica paratodas las funciones del ADN en los organismos vivos.[18]

Como se ha indicado anteriormente, los dos tipos de pa-res de bases forman un número diferente de enlaces de hi-drógeno: A=T forman dos puentes de hidrógeno, y C≡Gforman tres puentes de hidrógeno (ver imágenes). El parde bases GC es por tanto más fuerte que el par de ba-ses AT. Como consecuencia, tanto el porcentaje de paresde bases GC como la longitud total de la doble hélice deADN determinan la fuerza de la asociación entre las doshebras de ADN. Las dobles hélices largas de ADN con al-to contenido en GC tienen hebras que interaccionan másfuertemente que las dobles hélices cortas con alto con-tenido en AT.[31] Por esta razón, las zonas de la doblehélice de ADN que necesitan separarse fácilmente tien-den a tener un alto contenido en AT, como por ejemplola secuencia TATAAT de la caja de Pribnow de algunospromotores.[32] En el laboratorio, la fuerza de esta inter-acción puede medirse buscando la temperatura requeridapara romper los puentes de hidrógeno, la temperatura defusión (también denominado valor Tm, del inglés meltingtemperature). Cuando todas las pares de bases en una do-

8 2 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

ble hélice se funden, las hebras se separan en solución endos hebras completamente independientes. Estas molé-culas de ADN de hebra simple no tienen una única formacomún, sino que algunas conformaciones son más esta-bles que otras.[33]

2.2.1 Otros tipos de pares de bases

N

C

CC

N

CN

NH3

4

51

2

6

H H

H

H

N

C9

8

7

N

H

N H

C

O

C

C C

HCH3

6

O

2

1

3

4

5

Par de bases A=T de tipoWatson-Crick. En azul el donador dehidrógenos y en rojo el aceptor.

N

C

CC

N

CN

NH3

4

51

2

6

H H

H

H

N

C9

8

7

N

H

N

H

C

O

CC

C

H

CH3

6

O

4

5

3

2

1

Par de bases A=T de tipoWatson-Crick reverso. En azul el do-nador de hidrógenos y en rojo el aceptor. Nótese que la pirimidi-na ha sufrido un giro de 180º sobre el eje del carbono 6.

Existen diferentes tipos de pares de bases que se puedenformar según el modo como se forman los puentes de hi-drógeno. Los que se observan en la doble hélice de ADNson los llamados pares de bases Watson-Crick, pero tam-bién existen otros posibles pares de bases, como los de-nominados Hoogsteen y Wobble u oscilante, que puedenaparecer en circunstancias particulares. Además, para ca-da tipo existe a su vez el mismo par reverso, es decir, elque se da si se gira la base pirimidínica 180º sobre su eje.

• Watson-Crick (pares de bases de la doble hélice):los grupos de la base púrica que intervienen en elenlace de hidrógeno son los que corresponden a las

posiciones 1 y 6 (N aceptor y -NH2 donador si lapurina es una A) y los grupos de la base pirimidí-nica, los que se encuentran en las posiciones 3 y 4(-NH donador y C=O aceptor si la pirimidina es unaT). En el par de bases Watson-Crick reverso parti-ciparían los grupos de las posiciones 2 y 3 de la basepirimidínica (ver imágenes).

• Hoogsteen: en este caso cambian los grupos de la ba-se púrica, que ofrece una cara diferente (posiciones6 y 7) y que forman enlaces con los grupos de las pi-rimidinas de las posiciones 3 y 4 (como en Watson-Crick). También puede haber Hoogsteen reversos.Con este tipo de enlace pueden unirse A=U (Hoogs-teen y Hoogsteen reverso) y A=C (Hoogsteen rever-so).

• Wobble u oscilante: este tipo de enlace permite quese unan guanina y timina con un doble enlace (G=T).La base púrica (G) forma enlace con los grupos delas posiciones 1 y 6 (como enWatson-Crick) y la pi-rimidina (T) con los grupos de las posiciones 2 y 3.Este tipo de enlace no funcionaría con A=C, ya quequedarían enfrentados los 2 aceptores y los 2 dona-dores, y solo se podría dar en el caso inverso. Encon-tramos pares de bases de tipo oscilante en el ARN,durante el apareamiento de codón y anticodón. Coneste tipo de enlace pueden unirse G=U (oscilante yoscilante reverso) y A=C (oscilante reverso).

En total, en su forma tautomérica mayoritaria, existen 28posibles pares de bases nitrogenadas: 10 posibles pares debases purina-pirimidina (2 pares Watson-Crick y 2 Wat-son Crick reverso, 1 par Hoogsteen y 2 pares Hoogsteenreverso, 1 par oscilante y 2 pares oscilante reverso), 7 pa-res homo purina-purina (A=A, G=G), 4 pares A=G y 7pares pirimidina-pirimidina. Esto sin contar con los pa-res de bases que pueden formarse si también tenemosen cuenta las otras formas tautoméricas minoritarias delas bases nitrogenadas; éstos, además, pueden ser respon-sables de mutaciones puntuales por sustitución de tipotransición.

2.3 Estructura

El ADN es una molécula bicatenaria, es decir, está for-mada por dos cadenas dispuestas de forma antiparalela ycon las bases nitrogenadas enfrentadas. En su estructuratridimensional, se distinguen distintos niveles:[34][35]

Estructura primaria Secuencia de nucleótidos encade-nados. Es en estas cadenas donde se encuentra la in-formación genética, y dado que el esqueleto es elmismo para todos, la diferencia de la informaciónradica en la distinta secuencia de bases nitrogena-das. Esta secuencia presenta un código, que deter-mina una información u otra, según el orden de lasbases.

2.3 Estructura 9

Estructura secundaria Es una estructura en doble héli-ce. Permite explicar el almacenamiento de la infor-mación genética y el mecanismo de duplicación delADN. Fue postulada por Watson y Crick, basándo-se en la difracción de rayos X que habían realizadoFranklin y Wilkins, y en la equivalencia de basesde Chargaff, según la cual la suma de adeninas másguaninas es igual a la suma de timinas más citosinas.

Es una cadena doble, dextrógira o levógira, según el ti-po de ADN. Ambas cadenas son complementarias,pues la adenina y la guanina de una cadena se unen,respectivamente, a la timina y la citosina de la otra.Ambas cadenas son antiparalelas, pues el extremo3´ de una se enfrenta al extremo 5' de la homóloga.

Existen tres modelos de ADN. El ADN de tipo B es elmás abundante y es el que tiene la estructura descritapor Watson y Crick.

Estructura terciaria Se refiere a cómo se almacenael ADN en un espacio reducido, para formar loscromosomas. Varía según se trate de organismosprocariotas o eucariotas:

1. En procariotas el ADN se pliega como unasúper-hélice, generalmente en forma circulary asociada a una pequeña cantidad de proteí-nas. Lo mismo ocurre en orgánulos celularescomo las mitocondrias y en los cloroplastos.

2. En eucariotas, dado que la cantidad de ADNde cada cromosoma es muy grande, el em-paquetamiento ha de ser más complejo ycompacto; para ello se necesita la presen-cia de proteínas, como las histonas y otrasproteínas de naturaleza no histónica (enlos espermatozoides estas proteínas son lasprotaminas).[34]

Estructura cuaternaria La cromatina presente en elnúcleo tiene un grosor de 300 Å, pues la fibra decromatina de 100 Å se enrolla formando una fi-bra de cromatina de 300 Å. El enrollamiento de losnucleosomas recibe el nombre de solenoide. Dichossolenoides se enrollan formando la cromatina delnúcleo interfásico de la célula eucariota. Cuando lacélula entra en división, el ADN se compacta más,formando así los cromosomas.

2.3.1 Estructuras en doble hélice

ElADN existe enmuchas conformaciones.[27] Sin embar-go, en organismos vivos sólo se han observado las confor-maciones ADN-A, ADN-B y ADN-Z. La conformaciónque adopta el ADN depende de su secuencia, la cantidady dirección de superenrollamiento que presenta, la pre-sencia de modificaciones químicas en las bases y las con-diciones de la solución, tales como la concentración de

De izquierda a derecha, las estructuras de ADN A, B y Z.

iones de metales y poliaminas.[36] De las tres conforma-ciones, la forma “B” es la más común en las condicionesexistentes en las células.[37] Las dos dobles hélices alter-nativas del ADN difieren en su geometría y dimensiones.La forma “A” es una espiral que gira hacia la derecha,más amplia que la “B”, con una hendidura menor super-ficial y más amplia, y una hendidura mayor más estrechay profunda. La forma “A” ocurre en condiciones no fisio-lógicas en formas deshidratadas de ADN, mientras queen la célula puede producirse en apareamientos híbridosde hebras ADN-ARN, además de en complejos enzima-ADN.[38][39]

Los segmentos de ADN en los que las bases han sidomodificadas por metilación pueden sufrir cambios con-formacionales mayores y adoptar la forma “Z”. En estecaso, las hebras giran alrededor del eje de la hélice en unaespiral que gira a mano izquierda, lo opuesto a la forma“B” más frecuente.[40] Estas estructuras poco frecuentespueden ser reconocidas por proteínas específicas que seunen a ADN-Z y posiblemente estén implicadas en la re-gulación de la transcripción.[41]

2.3.2 Estructuras en cuádruplex

En los extremos de los cromosomas lineales existen re-giones especializadas de ADN denominadas telómeros.La función principal de estas regiones es permitir a lacélula replicar los extremos cromosómicos utilizando laenzima telomerasa, puesto que las enzimas que repli-can el resto del ADN no pueden copiar los extremos3' de los cromosomas.[43] Estas terminaciones cromosó-micas especializadas también protegen los extremos delADN, y evitan que los sistemas de reparación del ADNen la célula los procesen como ADN dañado que debeser corregido.[44] En las células humanas, los telómerosson largas zonas de ADN de hebra sencilla que contie-nen algunos miles de repeticiones de una única secuenciaTTAGGG.[45]

Estas secuencias ricas en guanina pueden estabilizar losextremos cromosómicos mediante la formación de es-tructuras de juegos apilados de unidades de cuatro bases,

10 2 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

Estructura de un ADN en cuádruplex formada por repeticionesen los telómeros. La conformación de la estructura de sopor-te del ADN difiere significativamente de la típica estructura enhélice.[42]

en lugar de los pares de bases encontrados normalmenteen otras estructuras de ADN. En este caso, cuatro basesguanina forman unidades con superficie plana que se api-lan una sobre otra, para formar una estructura cuádruple-G estable.[46] Estas estructuras se estabilizan formandopuentes de hidrógeno entre los extremos de las bases y laquelatación de un metal iónico en el centro de cada uni-dad de cuatro bases.[47] También se pueden formar otrasestructuras, con el juego central de cuatro bases proce-dente, o bien de una hebra sencilla plegada alrededor delas bases, o bien de varias hebras paralelas diferentes, deforma que cada una contribuye con una base a la estruc-tura central.Además de estas estructuras apiladas, los telómeros tam-bién forman largas estructuras en lazo, denominadas la-zos teloméricos o lazos-T (T-loops en inglés). En este ca-so, las hebras simples de ADN se enroscan sobre sí mis-mas en un amplio círculo estabilizado por proteínas quese unen a telómeros.[48] En el extremo del lazo T, el ADNtelomérico de hebra sencilla se sujeta a una región deADN de doble hebra porque la hebra de ADN telomé-rico altera la doble hélice y se aparea a una de las doshebras. Esta estructura de triple hebra se denomina lazode desplazamiento o lazo D (D-loop).[46]

2.4 Hendiduras mayor y menor

La doble hélice es una espiral dextrógira, esto es, cadauna de las cadenas de nucleótidos gira a derechas; estopuede verificarse si nos fijamos, yendo de abajo a arriba,en la dirección que siguen los segmentos de las hebrasque quedan en primer plano. Si las dos hebras giran a de-rechas se dice que la doble hélice es dextrógira, y si girana izquierdas, levógira (esta forma puede aparecer en héli-ces alternativas debido a cambios conformacionales en el

Animación de la estructura de una sección de ADN. Las basesse encuentran horizontalmente entre las dos hebras en espiral.Versión ampliada[49]

Doble hélice: a) Dextrógira, b) Levógira.

ADN). Pero en la conformación más común que adoptael ADN, la doble hélice es dextrógira, girando cada parde bases respecto al anterior unos 36º.[50]

Cuando las dos hebras de ADN se enrollan una sobre laotra (sea a derechas o a izquierdas), se forman huecos ohendiduras entre una hebra y la otra, dejando expuestoslos laterales de las bases nitrogenadas del interior (ver la

2.6 Superenrollamiento 11

animación). En la conformación más común que adoptael ADN aparecen, como consecuencia de los ángulos for-mados entre los azúcares de ambas cadenas de cada parde bases nitrogenadas, dos tipos de hendiduras alrededorde la superficie de la doble hélice: una de ellas, la hendi-dura o surco mayor, que mide 22 Å (2,2 nm) de ancho, yla otra, la hendidura o surco menor, que mide 12 Å (1,2nm) de ancho.[51] Cada vuelta de hélice, que es cuandoésta ha realizado un giro de 360º o lo que es lo mismo, deprincipio de hendidura mayor a final de hendidura menor,medirá por tanto 34 Å, y en cada una de esas vueltas hayunos 10,5 pb.

Hendiduras mayor y menor de la doble hélice.

La anchura de la hendidura mayor implica que los ex-tremos de las bases son más accesibles en ésta, de formaque la cantidad de grupos químicos expuestos también esmayor lo cual facilita la diferenciación entre los pares debases A-T, T-A, C-G, G-C. Como consecuencia de ello,también se verá facilitado el reconocimiento de secuen-cias de ADN por parte de diferentes proteínas sin la ne-cesidad de abrir la doble hélice. Así, proteínas como losfactores de transcripción que pueden unirse a secuenciasespecíficas, frecuentemente contactan con los laterales delas bases expuestos en la hendidura mayor.[52] Por el con-trario, los grupos químicos que quedan expuestos en lahendidura menor son similares, de forma que el recono-cimiento de los pares de bases es más difícil; por ello sedice que la hendidura mayor contiene más informaciónque la hendidura menor.[50]

2.5 Sentido y antisentido

Una secuencia de ADN se denomina «sentido» (en in-glés, sense) si su secuencia es la misma que la secuen-cia de un ARN mensajero que se traduce en una proteí-na. La secuencia de la hebra de ADN complementaria sedenomina «'"'antisentido» (antisense). En ambas hebrasde ADN de la doble hélice pueden existir tanto secuenciassentido, que codifican ARNm, como antisentido, que nolo codifican. Es decir, las secuencias que codifican ARNmno están todas presentes en una sola de las hebras, sino re-partidas entre las dos hebras. Tanto en procariotas comoen eucariotas se producen ARN con secuencias antisenti-do, pero la función de esos ARN no está completamenteclara.[53] Se ha propuesto que los ARN antisentido están

implicados en la regulación de la expresión génicamedian-te apareamiento ARN-ARN: los ARN antisentido se apa-rearían con los ARNm complementarios, bloqueando deesta forma su traducción.[54]

En unas pocas secuencias de ADN en procariotas y eu-cariotas —este hecho es más frecuente en plásmidosy virus—, la distinción entre hebras sentido y anti-sentido es más difusa, debido a que presentan genessuperpuestos.[55] En estos casos, algunas secuencias deADN tienen una función doble, codificando una proteí-na cuando se lee a lo largo de una hebra, y una segundaproteína cuando se lee en la dirección contraria a lo largode la otra hebra. En bacterias, esta superposición puedeestar involucrada en la regulación de la transcripción delgen,[56] mientras que en virus los genes superpuestos au-mentan la cantidad de información que puede codificarseen sus diminutos genomas.[57]

2.6 Superenrollamiento

Estructura de moléculas de ADN lineales con los extremos fijosy superenrolladas. Por claridad, se ha omitido la estructura enhélice del ADN.

El ADN puede retorcerse como una cuerda en un pro-ceso que se denomina superenrollamiento del ADN (su-percoiling, en inglés). Cuando el ADN está en un estado“relajado”, una hebra normalmente gira alrededor del ejede la doble hélice una vez cada 10,4 pares de bases, perosi el ADN está retorcido las hebras pueden estar unidasmás estrechamente o más relajadamente.[58] Si el ADNestá retorcido en la dirección de la hélice, se dice queel superenrollamiento es positivo, y las bases se mantie-nen juntas de forma más estrecha. Si el ADN se retuer-ce en la dirección opuesta, el superenrollamiento se lla-ma negativo, y las bases se alejan. En la naturaleza, lamayor parte del ADN tiene un ligero superenrollamien-to negativo que es producido por enzimas denominadastopoisomerasas.[59] Estas enzimas también son necesariaspara liberar las fuerzas de torsión introducidas en las he-bras de ADN durante procesos como la transcripción y lareplicación.[60]

12 4 FUNCIONES BIOLÓGICAS

3 Modificaciones químicas

Estructura de la citosina con y sin el grupo metilo.Tras la desaminación, la 5-metil-citosina tiene la mismaestructura que la timina.

3.1 Modificaciones de bases del ADN

La expresión de los genes está influenciada por la formaen la que el ADN está empaquetado en cromosomas, enuna estructura denominada cromatina. Las modificacio-nes de bases pueden estar implicadas en el empaqueta-miento del ADN: las regiones que presentan una expre-sión génica baja o nula normalmente contienen nivelesaltos de metilación de las bases citosina. Por ejemplo, lametilación de citosina produce 5-metil-citosina, que esimportante para la inactivación del cromosoma X.[61] Elnivel medio de metilación varía entre organismos: el gu-sano Caenorhabditis elegans carece de metilación de cito-sina, mientras que los vertebrados presentan un nivel alto—hasta 1 %— de su ADN contiene 5-metil-citosina.[62]A pesar de la importancia de la 5-metil-citosina, ésta pue-de desaminarse para generar una base timina. Las cito-sinas metiladas son por tanto particularmente sensiblesa mutaciones.[63] Otras modificaciones de bases incluyenla metilación de adenina en bacterias y la glicosilación deuracilo para producir la “base-J” en kinetoplastos.[64][65]

3.2 Daño del ADN

El ADN puede resultar dañado por muchos tipos demutágenos, que cambian la secuencia del ADN: agentesalquilantes, además de radiación electromagnética de al-ta energía, como luz ultravioleta y rayos X. El tipo dedaño producido en el ADN depende del tipo de mutá-geno. Por ejemplo, la luz UV puede dañar al ADN pro-duciendo dímeros de timina, que se forman por ligamien-to cruzado entre bases pirimidínicas.[67] Por otro lado,oxidantes tales como radicales libres o el peróxido de hi-drógeno producen múltiples daños, incluyendo modifica-ciones de bases, sobre todo guanina, y roturas de doblehebra (double-strand breaks).[68] En una célula humanacualquiera, alrededor de 500 bases sufren daño oxidati-vo cada día.[69][70] De estas lesiones oxidativas, las máspeligrosas son las roturas de doble hebra, ya que son difí-ciles de reparar y pueden producir mutaciones puntuales,inserciones y deleciones de la secuencia de ADN, así co-mo translocaciones cromosómicas.[71]

Muchos mutágenos se posicionan entre dos pares de ba-ses adyacentes, por lo que se denominan agentes interca-lantes. La mayoría de los agentes intercalantes son molé-culas aromáticas y planas, como el bromuro de etidio, ladaunomicina, la doxorubicina y la talidomida. Para queun agente intercalante pueda integrarse entre dos paresde bases, éstas deben separarse, distorsionando las he-

Molécula de benzopireno, mutágeno presente por ejemplo en elhumo del tabaco, ligada una hélice de ADN.[66]

bras de ADN y abriendo la doble hélice. Esto inhibe latranscripción y la replicación del ADN, causando toxi-cidad y mutaciones. Por ello, los agentes intercalantesdel ADN son a menudo carcinógenos: el benzopireno,las acridinas, la aflatoxina y el bromuro de etidio sonejemplos bien conocidos.[72][73][74] Sin embargo, debi-do a su capacidad para inhibir la replicación y la trans-cripción del ADN, estas toxinas también se utilizan enquimioterapia para inhibir el rápido crecimiento de lascélulas cancerosas.[75]

El daño en el ADN inicia una respuesta que activa dife-rentes mecanismos de reparación que reconocen lesionesespecíficas en el ADN, que son reparadas en el momentopara recuperar la secuencia original del ADN. Asimismo,el daño en el ADN provoca una parada en el ciclo celular,que conlleva la alteración de numerosos procesos fisioló-gicos, que a su vez implica síntesis, transporte y degra-dación de proteínas (véase también Checkpoint de dañosen el ADN). Alternativamente, si el daño genómico esdemasiado grande para que pueda ser reparado, los me-canismos de control inducirán la activación de una seriede rutas celulares que culminarán en la muerte celular.

4 Funciones biológicas

Las funciones biológicas del ADN incluyen el almacena-miento de información (genes y genoma), la codificación

4.1 Genes y genoma 13

de proteínas (transcripción y traducción) y su autodupli-cación (replicación del ADN) para asegurar la transmi-sión de la información a las células hijas durante la divi-sión celular.

4.1 Genes y genoma

El ADN se puede considerar como un almacén cuyo con-tenido es la información (mensaje) necesaria para cons-truir y sostener el organismo en el que reside, la cual setransmite de generación en generación. El conjunto de in-formación que cumple esta función en un organismo dadose denomina genoma, y el ADN que lo constituye, ADNgenómico.El ADN genómico (que se organiza en moléculas decromatina que a su vez se ensamblan en cromosomas)se encuentra en el núcleo celular de los eucariotas,además de pequeñas cantidades en las mitocondrias ycloroplastos. En procariotas, el ADN se encuentra en uncuerpo de forma irregular denominado nucleoide.[76]

4.1.1 El ADN codificante

ARN polimerasa T7 (azul) produciendo un ARNm (verde) a par-tir de un molde de ADN (naranja).[77]

La información genética de un genoma está contenida enlos genes, y al conjunto de toda la información que corres-ponde a un organismo se le denomina su genotipo. Un genes una unidad de herencia y es una región de ADN queinfluye en una característica particular de un organismo(como el color de los ojos, por ejemplo). Los genes con-tienen un “marco de lectura abierto” (open reading frame)que puede transcribirse, además de secuencias regulado-ras, tales como promotores y enhancers, que controlan latranscripción del marco de lectura abierto.Desde este punto de vista, las obreras de este mecanismoson las proteínas. Estas pueden ser estructurales, como lasproteínas de los músculos, cartílagos, pelo, etc., o funcio-nales, como la hemoglobina o las innumerables enzimasdel organismo. La función principal de la herencia es laespecificación de las proteínas, siendo el ADN una espe-cie de plano o receta para producirlas. La mayor parte

de las veces la modificación del ADN provocará una dis-función proteica que dará lugar a la aparición de algunaenfermedad. Pero en determinadas ocasiones, las modi-ficaciones podrán provocar cambios beneficiosos que da-rán lugar a individuos mejor adaptados a su entorno.Las aproximadamente treinta mil proteínas diferentesen el cuerpo humano están constituidas por veinteaminoácidos diferentes, y una molécula de ADN debe es-pecificar la secuencia en que se unen dichos aminoácidos.En el proceso de elaborar una proteína, el ADN de un gense lee y se transcribe a ARN. Este ARN sirve como men-sajero entre el ADN y la maquinaria que elaborará lasproteínas y por eso recibe el nombre de ARN mensajeroo ARNm. El ARN mensajero sirve de molde a la ma-quinaria que elabora las proteínas, para que ensamble losaminoácidos en el orden preciso para armar la proteína.El dogma central de la biología molecular establecía queel flujo de actividad y de información era: ADN → ARN→ proteína. No obstante, en la actualidad ha quedado de-mostrado que este “dogma” debe ser ampliado, pues sehan encontrado otros flujos de información: en algunosorganismos (virus de ARN) la información fluye de ARNa ADN; este proceso se conoce como “transcripción in-versa o reversa”, también llamada “retrotranscripción”.Además, se sabe que existen secuencias de ADN que setranscriben a ARN y son funcionales como tales, sin lle-gar a traducirse nunca a proteína: son los ARN no codifi-cantes, como es el caso de los ARN interferentes.[34][35]

4.1.2 El ADN no codificante

El ADN del genoma de un organismo puede dividirseconceptualmente en dos: el que codifica las proteínas (losgenes) y el que no codifica. En muchas especies, solouna pequeña fracción del genoma codifica proteínas. Porejemplo, solo alrededor del 1,5 % del genoma humanoconsiste en exones que codifican proteínas (20 000 a 25000 genes), mientras que más del 90 % consiste en ADNno codificante.[78]

El ADN no codificante (también denominado ADN ba-sura o junk DNA) corresponde a secuencias del genomaque no generan una proteína (procedentes de transposi-ciones, duplicaciones, translocaciones y recombinacionesde virus, etc.), incluyendo los intrones. Hasta hace pocotiempo se pensaba que el ADN no codificante no teníautilidad alguna, pero estudios recientes indican que esoes inexacto. Entre otras funciones, se postula que el lla-mado “ADN basura” regula la expresión diferencial delos genes.[79] Por ejemplo, algunas secuencias tienen afi-nidad hacia proteínas especiales que tienen la capacidadde unirse al ADN (como los homeodominios, los comple-jos receptores de hormonas esteroides, etc.), con un papelimportante en el control de los mecanismos de trascrip-ción y replicación. Estas secuencias se llaman frecuente-mente “secuencias reguladoras”, y los investigadores su-ponen que solo se ha identificado una pequeña fracción

14 4 FUNCIONES BIOLÓGICAS

de las que realmente existen. La presencia de tanto ADNno codificante en genomas eucarióticos y las diferenciasen tamaño del genoma entre especies representan un mis-terio que es conocido como el "enigma del valor de C".[80]Los elementos repetitivos también son elementos funcio-nales. Si no se considerasen así, se excluiría más del 50 %de los nucleótidos totales, ya que constituyen elementosde repetición. Recientemente, un grupo de investigadoresde la Universidad de Yale ha descubierto una secuencia deADN no codificante que sería la responsable de que losseres humanos hayan desarrollado la capacidad de aga-rrar y/o manipular objetos o herramientas.[81]

Por otro lado, algunas secuencias de ADN desempeñanun papel estructural en los cromosomas: los telómerosy centrómeros contienen pocos o ningún gen codifican-te de proteínas, pero son importantes para estabilizar laestructura de los cromosomas. Algunos genes no codi-fican proteínas, pero sí se transcriben en ARN: ARNribosómico, ARN de transferencia y ARN de interfe-rencia (ARNi, que son ARN que bloquean la expresiónde genes específicos). La estructura de intrones y exo-nes de algunos genes (como los de inmunoglobulinas yprotocadherinas) son importantes por permitir los cortesy empalmes alternativos del pre-ARN mensajero que ha-cen posible la síntesis de diferentes proteínas a partir deun mismo gen (sin esta capacidad no existiría el siste-ma inmune, por ejemplo). Algunas secuencias de ADNno codificante representan pseudogenes que tienen valorevolutivo, ya que permiten la creación de nuevos genescon nuevas funciones.[35] Otros ADN no codificantes pro-ceden de la duplicación de pequeñas regiones del ADN;esto tiene mucha utilidad, ya que el rastreo de estas se-cuencias repetitivas permite estudios de filogenia.

4.2 Transcripción y traducción

En un gen, la secuencia de nucleótidos a lo largo deuna hebra de ADN se transcribe a un ARN mensaje-ro (ARNm) y esta secuencia a su vez se traduce a unaproteína que un organismo es capaz de sintetizar o “ex-presar” en uno o varios momentos de su vida, usando lainformación de dicha secuencia.La relación entre la secuencia de nucleótidos y la secuen-cia de aminoácidos de la proteína viene determinada porel código genético, que se utiliza durante el proceso detraducción o síntesis de proteínas. La unidad codificadoradel código genético es un grupo de tres nucleótidos (tri-plete), representado por las tres letras iniciales de las ba-ses nitrogenadas (por ej., ACT, CAG, TTT). Los triple-tes del ADN se transcriben en sus bases complementariasen el ARN mensajero, y en este caso los tripletes se de-nominan codones (para el ejemplo anterior, UGA, GUC,AAA). En el ribosoma cada codón del ARN mensajerointeracciona con una molécula de ARN de transferencia(ARNt o tRNA) que contenga el triplete complementa-rio, denominado anticodón. Cada ARNt porta el aminoá-cido correspondiente al codón de acuerdo con el código

genético, de modo que el ribosoma va uniendo los ami-noácidos para formar una nueva proteína de acuerdo conlas “instrucciones” de la secuencia del ARNm. Existen64 codones posibles, por lo cual corresponde más de unopara cada aminoácido (por esta duplicidad de codones sedice que el código genético es un código degenerado: noes unívoco); algunos codones indican la terminación dela síntesis, el fin de la secuencia codificante; estos codo-nes de terminación o codones de parada son UAA, UGAy UAG (en inglés, nonsense codons o stop codons).[34]

4.3 Replicación del ADN

ADN primasaCebadorADN ligasa

ADN polimerasa (Polα)

fragmento de Okazaki

ADN polimerasa (Polδ)Helicasa

Proteínas de Unióna Cadena Simple (ssb)

Topoisomerasa

Cadenaretrasada

Cadenaadelantada

Esquema representativo de la replicación del ADN.

La replicación del ADN es el proceso por el cual se obtie-nen copias o réplicas idénticas de una molécula de ADN.La replicación es fundamental para la transferencia de lainformación genética de una generación a la siguiente y,por ende, es la base de la herencia. El mecanismo consis-te esencialmente en la separación de las dos hebras de ladoble hélice, las cuales sirven de molde para la posteriorsíntesis de cadenas complementarias a cada una de ellas,que llevará por nombre ARNm. El resultado final son dosmoléculas idénticas a la original. Este tipo de replicaciónse denomina semiconservativa debido a que cada una delas dos moléculas resultantes de la duplicación presentauna cadena procedente de la molécula “madre” y otra re-cién sintetizada.

4.3.1 Hipótesis sobre la duplicación del ADN

En un principio, se propusieron tres hipótesis:

• Semiconservativa: Según el experimento deMeselson-Stahl, cada hebra sirve de molde paraque se forme una hebra nueva, mediante la com-plentariedad de bases, quedando al final dos dobleshélices formadas por una hebra antigua (molde) yuna nueva hebra (copia).

• Conservativa: Tras la duplicación quedarían las doshebras antiguas juntas y, por otro lado, las dos he-bras nuevas formando una doble hélice.

• Dispersiva: Según esta hipótesis, las hebras resul-tantes estarían formadas por fragmentos en doblehélice ADN antiguo y ADN recién sintetizado.

5.1 Proteínas que unen ADN 15

5 Interacciones ADN-proteína

Todas las funciones del ADN dependen de sus interaccio-nes con proteínas. Estas interacciones pueden ser inespe-cíficas, o bien la proteína puede unirse de forma específi-ca a una única secuencia de ADN. También pueden unir-se enzimas, entre las cuales son particularmente impor-tantes las polimerasas, que copian las secuencia de basesdel ADN durante la transcripción y la replicación.

5.1 Proteínas que unen ADN

5.1.1 Interacciones inespecíficas

Interacción de ADN con histonas (en blanco, arriba).Los aminoácidos básicos de estas proteínas (abajo a laizquierda, en azul) se unen a los grupos ácidos de losfosfatos del ADN (abajo a la derecha, en rojo).

Las proteínas estructurales que se unen al ADN son ejem-plos bien conocidos de interacciones inespecíficas ADN-proteínas. En los cromosomas, el ADN se encuentra for-mando complejos con proteínas estructurales. Estas pro-teínas organizan el ADN en una estructura compacta de-nominada cromatina. En eucariotas esta estructura im-plica la unión del ADN a un complejo formado por pe-queñas proteínas básicas denominadas histonas, mien-tras que en procariotas están involucradas una gran va-riedad de proteínas.[82][83] Las histonas forman un com-plejo de forma cilíndrica denominado nucleosoma, entorno al cual se enrollan casi dos vueltas de ADN de do-ble hélice. Estas interacciones inespecíficas quedan de-terminadas por la existencia de residuos básicos en lashistonas, que forman enlaces iónicos con el esqueleto deazúcar-fosfato del ADN y, por tanto, son en gran parteindependientes de la secuencia de bases.[84] Estos ami-noácidos básicos experimentan modificaciones químicasde metilación, fosforilación y acetilación,[85] que alte-ran la fuerza de la interacción entre el ADN y las his-tonas, haciendo al ADN más o menos accesible a losfactores de transcripción y por tanto modificando la ta-sa de transcripción.[86]

Otras proteínas que se unen a ADN de manera inespe-cífica en la cromatina incluyen las proteínas del gru-po de alta movilidad (HMG, High Mobility Group) quese unen a ADN plegado o distorsionado.[87] Estas pro-teínas son importantes durante el plegamiento de los nu-cleosomas, organizándolos en estructuras más complejaspara constituir los cromosomas[88] durante el proceso decondensación cromosómica. Se ha propuesto que en esteproceso también intervendrían otras proteínas, forman-do una especie de “andamio” sobre el cual se organizala cromatina; los principales componentes de esta estruc-tura serían la enzima topoisomerasa II α (topoIIalpha)y la condensina 13S.[89] Sin embargo, el papel estruc-tural de la topoIIalpha en la organización de los cromo-

somas aún es discutido, ya que otros grupos argumentanque esta enzima se intercambia rápidamente tanto en losbrazos cromosómicos como en los cinetocoros durante lamitosis.[90]

5.1.2 Interacciones específicas

Un grupo bien definido de proteínas que unen ADN esel conformado por las proteínas que se unen específica-mente a ADN monocatenario o ADN de hebra senci-lla (ssDNA). En humanos, la proteína A de replicaciónes la mejor conocida de su familia y actúa en procesosen los que la doble hélice se separa, como la replicacióndel ADN, la recombinación o la reparación del ADN.[91]Estas proteínas parecen estabilizar el ADN monocatena-rio, protegiéndolo para evitar que forme estructuras detallo-lazo (stem-loop) o que sea degradado por nucleasas.

El factor de transcripción represor del fago lambda unido a suADN diana mediante un motivo hélice-giro-hélice (helix-turn-helix).[92]

Sin embargo, otras proteínas han evolucionado para unir-se específicamente a secuencias particulares de ADN. Laespecificidad de la interacción de las proteínas con elADN procede de los múltiples contactos con las bases deADN, lo que les permite “leer” la secuencia del ADN. Lamayoría de esas interacciones con las bases ocurre en lahendidura mayor, donde las bases son más accesibles.[93]

Las proteínas específicas estudiadas con mayor detalleson las encargadas de regular la transcripción, denomi-

16 5 INTERACCIONES ADN-PROTEÍNA

nadas por ello factores de transcripción. Cada factor detranscripción se une a una secuencia concreta de ADN yactiva o inhibe la transcripción de los genes que presentanestas secuencias próximas a sus promotores. Los factoresde transcripción pueden efectuar esto de dos formas:

• En primer lugar, pueden unirse a la polimerasa deARN responsable de la transcripción, bien directa-mente o a través de otras proteínas mediadoras. Deesta forma. se estabiliza la unión entre la ARN poli-merasa y el promotor, lo que permite el inicio de latranscripción.[94]

• En segundo lugar, los factores de transcripción pue-den unirse a enzimas que modifican las histonas delpromotor, lo que altera la accesibilidad del molde deADN a la ARN polimerasa.[95]

Como los ADN diana pueden encontrarse por todo elgenoma del organismo, los cambios en la actividad de untipo de factor de transcripción pueden afectar a miles degenes.[96] En consecuencia, estas proteínas son frecuen-temente las dianas de los procesos de transducción de se-ñales que controlan las respuestas a cambios ambientaleso diferenciación y desarrollo celular.

La enzima de restricción EcoRV (verde) formando un complejocon su ADN diana.[97]

5.2 Enzimas que modifican el ADN

5.2.1 Nucleasas y ligasas

Las nucleasas son enzimas que cortan las hebras de ADNmediante la catálisis de la hidrólisis de los enlaces fosfo-diéster. Las nucleasas que hidrolizan nucleótidos a par-tir de los extremos de las hebras de ADN se denomi-nan exonucleasas, mientras que las endonucleasas cortanen el interior de las hebras. Las nucleasas que se utili-zan con mayor frecuencia en biología molecular son lasenzimas de restricción, endonucleasas que cortan el ADNpor determinadas secuencias específicas. Por ejemplo, laenzima EcoRV, que se muestra a la izquierda, reconoce

la secuencia de 6 bases 5′-GAT|ATC-3′, y hace un cor-te en ambas hebras en la línea vertical indicada, gene-rando dos moléculas de ADN con los extremos romos.Otras enzimas de restricción generan sin embargo extre-mos cohesivos, ya que cortan de forma diferente las doshebras de ADN. En la naturaleza, estas enzimas protegena las bacterias contra las infecciones de fagos, al digerir elADN de dicho fago cuando entra a través de la pared bac-teriana, actuando como un mecanismo de defensa.[98] Enbiotecnología, estas nucleasas específicas de la secuen-cias de ADN se utilizan en ingeniería genética para clonarfragmentos de ADN y en la técnica de huella genética.Las enzimas denominadas ADN ligasas pueden reunirhebras de ADN cortadas o rotas.[99] Las ligasas son parti-cularmente importantes en la replicación de la hebra quesufre replicación discontinua en el ADN, ya que unen losfragmentos cortos de ADN generados en la horquilla dereplicación para formar una copia completa del molde deADN. También se utilizan en la reparación del ADN y enprocesos de recombinación genética.[99]

5.2.2 Topoisomerasas y helicasas

Las topoisomerasas son enzimas que poseen a la vez acti-vidad nucleasa y ligasa. Estas proteínas varían la cantidadde ADN superenrollado. Algunas de estas enzimas fun-cionan cortando la hélice de ADN y permitiendo que unasección rote, de manera que reducen el grado de super-enrollamiento. Una vez hecho esto, la enzima vuelve aunir los fragmentos de ADN.[59] Otros tipos de enzimasson capaces de cortar una hélice de ADN y luego pasarla segunda hebra de ADN a través de la rotura, antes dereunir las hélices.[100] Las topoisomerasas son necesariaspara muchos procesos en los que interviene el ADN, co-mo la replicación del ADN y la transcripción.[60]

Las helicasas son unas proteínas que pertenecen al gru-po de los motores moleculares. Utilizan energía quími-ca almacenada en los nucleósidos trifosfatos, fundamen-talmente ATP, para romper puentes de hidrógeno en-tre bases y separar la doble hélice de ADN en hebrassimples.[101] Estas enzimas son esenciales para la mayoríade los procesos en los que las enzimas necesitan accedera las bases del ADN.

5.2.3 Polimerasas

Las polimerasas son enzimas que sintetizan cadenas denucleótidos a partir de nucleósidos trifosfatos. La secuen-cia de sus productos son copias de cadenas de polinucleó-tidos existentes, que se denominanmoldes. Estas enzimasfuncionan añadiendo nucleótidos al grupo hidroxilo en 3'del nucleótido previo en una hebra de ADN. En conse-cuencia, todas las polimerasas funcionan en dirección 5′--> 3′.[102] En los sitios activos de estas enzimas, el nu-cleósido trifosfato que se incorpora aparea su base con lacorrespondiente en el molde: esto permite que la polime-

17

rasa sintentice de forma precisa la hebra complementariaal molde.Las polimerasas se clasifican de acuerdo al tipo de moldeque utilizan:

• En la replicación del ADN, una ADN polimerasadependiente de ADN realiza una copia de ADN apartir de una secuencia de ADN. La precisión es vi-tal en este proceso, por lo que muchas de estas po-limerasas tienen una actividad de verificación de lalectura (proofreading). Mediante esta actividad, lapolimerasa reconoce errores ocasionales en la reac-ción de síntesis, debido a la falta de apareamien-to entre el nucleótido erróneo y el molde, lo quegenera un desacoplamiento (mismatch). Si se de-tecta un desacoplamiento, se activa una actividadexonucleasa en dirección 3′ --> 5′ y la base incorrec-ta se elimina.[103] En la mayoría de los organismoslas ADN polimerasas funcionan en un gran com-plejo denominado replisoma, que contiene múltiplesunidades accesorias, como helicasas.[104]

• Las ADN polimerasas dependientes de ARN sonuna clase especializada de polimerasas que copianla secuencia de una hebra de ARN en ADN. Inclu-yen la transcriptasa inversa, que es una enzima viralimplicada en la infección de células por retrovirus,y la telomerasa, que es necesaria para la replicaciónde los telómeros.[105][43] La telomerasa es una poli-merasa inusual, porque contiene su propio molde deARN como parte de su estructura.[44]

• La transcripción se lleva a cabo por una ARN poli-merasa dependiente de ADN que copia la secuen-cia de una de las hebras de ADN en ARN. Para em-pezar a transcribir un gen, la ARN polimerasa se unea una secuencia del ADN denominada promotor, ysepara las hebras del ADN. Entonces copia la se-cuencia del gen en un transcrito de ARN mensajerohasta que alcanza una región de ADN denomimadaterminador, donde se detiene y se separa del ADN.Como ocurre con las ADN polimerasas dependien-tes de ADN en humanos, la ARN polimerasa II (laenzima que transcribe la mayoría de los genes delgenoma humano) funciona como un gran comple-jo multiproteico que contiene múltiples subunidadesreguladoras y accesorias.[106]

6 Recombinación genética

Estructura de un intermedio en unión de Holliday en larecombinación genética. Las cuatro hebras de ADN sepa-radas están coloreadas en rojo, azul, verde y amarillo.[107]Una hélice de ADN normalmente no interacciona conotros segmentos de ADN, y en las células humanas

C C GG A

A G C C G M

G A T T A F

A G T T A C1

C2

La recombinación implica la rotura y reunión de dos cromoso-mas homólogos (M y F) para producir dos cromosomas nuevosreorganizados (C1 y C2).

los diferentes cromosomas incluso ocupan áreas se-paradas en el núcleo celular denominadas “territorioscromosómicos”.[108] La separación física de los dife-rentes cromosomas es importante para que el ADNmantenga su capacidad de funcionar como un alma-cén estable de información. Uno de los pocos momen-tos en los que los cromosomas interaccionan es duranteel sobrecruzamiento cromosómico (chromosomal crosso-ver), durante el cual se recombinan. El sobrecruzamientocromosómico ocurre cuando dos hélices de ADN se rom-pen, se intercambian y se unen de nuevo.La recombinación permite a los cromosomas intercam-biar información genética y produce nuevas combinacio-nes de genes, lo que aumenta la eficiencia de la selecciónnatural y puede ser importante en la evolución rápida denuevas proteínas.[109] Durante la profase I de la meiosis,una vez que los cromosomas homólogos están perfecta-mente apareados formando estructuras llamadas bivalen-tes, se produce el fenómeno de sobrecruzamiento o en-trecruzamiento (crossing-over), en el cual las cromátidashomólogas no hermanas (procedentes del padre y de lamadre) intercambian material genético. La recombina-ción genética resultante hace aumentar en gran medida lavariación genética entre la descendencia de progenitoresque se reproducen por vía sexual. La recombinación ge-nética también puede estar implicada en la reparación delADN, en particular en la respuesta celular a las roturas dedoble hebra (double-strand breaks).[110]

La forma más frecuente de sobrecruzamiento cromosó-mico es la recombinación homóloga, en la que los doscromosomas implicados comparten secuencias muy simi-lares. La recombinación no-homóloga puede ser dañinapara las células, ya que puede producir translocacionescromosómicas y anomalías genéticas. La reacción de re-combinación está catalizada por enzimas conocidas comorecombinasas, tales como RAD51.[111] El primer paso enel proceso de recombinación es una rotura de doble he-bra, causada bien por una endonucleasa o por daño en elADN.[112] Posteriormente, una serie de pasos catalizadosen parte por la recombinasa, conducen a la unión de las

18 8 TÉCNICAS COMUNES

dos hélices formando al menos una unión de Holliday, enla que un segmento de una hebra simple es anillado con lahebra complementaria en la otra hélice. La unión de Ho-lliday es una estructura de unión tetrahédrica que puedemoverse a lo largo del par de cromosomas, intercambian-do una hebra por otra. La reacción de recombinación sedetiene por el corte de la unión y la reunión de los seg-mentos de ADN liberados.[113]

7 Evolución del metabolismo deADN

El ADN contiene la información genética que permite ala mayoría de los organismos vivientes funcionar, crecery reproducirse. Sin embargo, no está claro durante cuántotiempo ha ejercido esta función en los ~3000 millones deaños de la historia de la vida, ya que se ha propuesto quelas formas de vida más tempranas podrían haber utilizadoARN comomaterial genético.[114][115] ElARNpodría ha-ber funcionado como la parte central de un metabolismoprimigenio, ya que puede transmitir información genéti-ca y simultáneamente actuar como catalizador formandoparte de las ribozimas.[116] Este antiguo Mundo de ARNdonde los ácidos nucleicos funcionarían como cataliza-dores y como almacenes de información genética podríahaber influido en la evolución del código genético actual,basado en cuatro nucleótidos. Esto se debería a que el nú-mero de bases únicas en un organismo es un compromisoentre un número pequeño de bases (lo que aumentaría laprecisión de la replicación) y un número grande de ba-ses (que a su vez aumentaría la eficiencia catalítica de lasribozimas).[117]

Desafortunadamente, no se cuenta con evidencia directade los sistemas genéticos ancestrales porque la recupera-ción del ADN a partir de la mayor parte de los fósiles esimposible. Esto se debe a que el ADN es capaz de so-brevivir en el medio ambiente durante menos de un mi-llón de años, y luego empieza a degradarse lentamenteen fragmentos de menor tamaño en solución.[118] Algu-nas investigaciones pretenden que se ha obtenido ADNmás antiguo, por ejemplo un informe sobre el aislamien-to de una bacteria viable a partir de un cristal salino de250 millones de años de antigüedad,[119] pero estos datosson controvertidos.[120][121]

Sin embargo, pueden utilizarse herramientas deevolución molecular para inferir los genomas deorganismos ancestrales a partir de organismoscontemporáneos.[122][123] En muchos casos, estasinferencias son suficientemente fiables, de manera queuna biomolécula codificada en un genoma ancestralpuede resucitarse en el laboratorio para ser estudiadahoy.[124][125] Una vez que la biomolécula ancestral se haresucitado, sus propiedades pueden ofrecer inferenciassobre ambientes y estilos de vida primigenios. Esteproceso se relaciona con el campo emergente de la

paleogenética experimental.[126]

A pesar de todo, el proceso de trabajo hacia atrás des-de el presente tiene limitaciones inherentes, razón por lacual otros investigadores tratan de elucidar el mecanis-mo evolutivo trabajando desde el origen de la Tierra enadelante. Dada suficiente información sobre la químicaen el cosmos, la manera en la que las sustancias cósmicaspodrían haberse depositado en la Tierra, y las transfor-maciones que podrían haber tenido lugar en la superfi-cie terrestre primigenia, tal vez podríamos ser capaces deaprender sobre los orígenes para desarrollar modelos deevolución ulterior de la información genética[127] (véasetambién el artículo sobre el origen de la vida).

8 Técnicas comunes

El conocimiento de la estructura del ADN ha permiti-do el desarrollo de multitud de herramientas tecnológicasque explotan sus propiedades fisicoquímicas para anali-zar su implicación en problemas concretos: por ejemplo,desde análisis filogeńeticos para detectar similitudes en-tre diferentes taxones, a la caracterización de la variabi-lidad individual de un paciente en su respuesta a un de-terminado fármaco, pasando por un enfoque global, a ni-vel genómico, de cualquier característica específica en ungrupo de individuos de interés. [128]

Podemos clasificar las metodologías de análisis del ADNen aquellas que buscan su multiplicación, ya in vivo, co-mo la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), ya invitro, como la clonación, y aquellas que explotan las pro-piedades específicas de elementos concretos, o de geno-mas adecuadamente clonados. Es el caso de la secuencia-ción de ADN y de la hibridación con sondas específicas(Southern blot y chips de ADN).

8.1 Tecnología del ADN recombinante

La tecnología del ADN recombinante, piedra angular dela ingeniería genética, permite propagar grandes cantida-des de un fragmento de ADN de interés, el cual se diceque ha sido clonado. Para ello, debe introducirse dichofragmento en otro elemento de ADN, generalmente unplásmido, que posee en su secuencia los elementos nece-sarios para que la maquinaria celular de un hospedador,normalmente Escherichia coli, lo replique. De este mo-do, una vez transformada la cepa bacteriana, el fragmen-to de ADN clonado se reproduce cada vez que aquella sedivide.[129]

Para clonar la secuencia de ADN de interés, se empleanenzimas como herramientas de corte y empalme del frag-mento y del vector (el plásmido). Dichas enzimas corres-ponden a dos grupos: en primer lugar, las enzimas de res-tricción, que poseen la capacidad de reconocer y cortarsecuencias específicas; en segundo lugar, la ADN liga-sa, que establece un enlace covalente entre extremos de

8.4 Southern blot 19

ADN compatibles[128] (ver sección Nucleasas y ligasas).

8.2 Secuenciación

La secuenciación del ADN consiste en dilucidar el ordende los nucleótidos de un polímero de ADN de cualquierlongitud, si bien suele dirigirse hacia la determinación degenomas completos, debido a que las técnicas actualespermiten realizar esta secuenciación a gran velocidad, locual ha sido de gran importancia para proyectos de se-cuenciación a gran escala como el Proyecto Genoma Hu-mano. Otros proyectos relacionados, en ocasiones frutode la colaboración de científicos a escala mundial, hanestablecido la secuencia completa del ADN de muchosgenomas de animales, plantas y microorganismos.El método de secuenciación de Sanger ha sido el más em-pleado durante el siglo XX. Se basa en la síntesis de ADNen presencia de didesoxinucleósidos, compuestos que, adiferencia de los desoxinucleósidos normales (dNTPs),carecen de un grupo hidroxilo en su extremo 3'. Aun-que los didesoxinucleótidos trifosfatados (ddNTPs) pue-den incorporarse a la cadena en síntesis, la carencia deun extremo 3'-OH imposibilita la generación de un nuevoenlace fosfodiéster con el nucleósido siguiente; por tanto,provocan la terminación de la síntesis. Por esta razón, elmétodo de secuenciación también se denomina «de ter-minación de cadena». La reacción se realiza usualmentepreparando un tubo con el ADNmolde, la polimerasa, uncebador, dNTPs convencionales y una pequeña cantidadde ddNTPs marcados fluorescentemente en su base ni-trogenada. De este modo, el ddTTP puede ir marcado enazul, el ddATP en rojo, etc. Durante la polimerización, sevan truncando las cadenas crecientes, al azar, en distintasposiciones. Por tanto, se produce una serie de productosde distinto tamaño, coincidiendo la posición de la termi-nación debido a la incorporación del ddNTP correspon-diente. Una vez terminada la reacción, es posible correrla mezcla en una electroforesis capilar (que resuelve to-dos los fragmentos según su longitud) en la cual se lee lafluorescencia para cada posición del polímero. En nuestroejemplo, la lectura azul-rojo-azul-azul se traduciría comoTATT.[130][131]

8.3 Reacción en cadena de la polimerasa(PCR)

La reacción en cadena de la polimerasa, habitualmen-te conocida como PCR por sus siglas en inglés, es unatécnica de biología molecular descrita en 1986 por KaryMullis,[132] cuyo objetivo es obtener un gran número decopias de un fragmento de ADN dado, partiendo de unaescasa cantidad de aquél. Para ello, se emplea una ADNpolimerasa termoestable que, en presencia de una mezclade los cuatro desoxinucleótidos, un tampón de la fuer-za iónica adecuada y los cationes precisos para la acti-vidad de la enzima, dos oligonucleótidos (denominados

cebadores) complementarios a parte de la secuencia (si-tuados a distancia suficiente y en sentido antiparalelo) ybajo unas condiciones de temperatura adecuadas, modu-ladas por un aparato denominado termociclador, generaexponencialmente nuevos fragmentos de ADN semejan-tes al original y acotados por los dos cebadores.[129]

La PCR puede efectuarse como una técnica de puntofinal, esto es, como una herramienta de generación delADN deseado, o como un método continuo, en el quese evalúe dicha polimerización a tiempo real. Esta últimavariante es común en la PCR cuantitativa.[128]

8.4 Southern blot

El método de «hibridación Southern» o Southern blot (elnombre original en el idioma inglés) permite la detec-ción de una secuencia de ADN en una muestra comple-ja o no del ácido nucleico. Para ello, combina una sepa-ración mediante masa y carga (efectuada mediante unaelectroforesis en gel) con una hibridación con una son-da de ácido nucleico marcada de algún modo (ya sea conradiactividad o con un compuesto químico) que, tras va-rias reacciones, dé lugar a la aparición de una señal decolor o fluorescencia. Dicha hibridación se realiza tras latransferencia del ADN separado mediante la electrofo-resis a una membrana de filtro. Una técnica semejante,pero en la cual no se produce la mencionada separaciónelectroforética se denomina dot blot.El método recibe su nombre en honor a su inventor, elbiólogo inglés Edwin Southern.[133] Por analogía al mé-todo Southern, se han desarrollado técnicas semejan-tes que permiten la detección de secuencias dadas deARN (método Northern, que emplea sondas de ARN oADN marcadas)[134] o de proteínas específicas (técnicaWestern, basada en el uso de anticuerpos).[135]

8.5 Chips de ADN

Microarray con 37 500 oligonucleótidos específicos. Arriba a laizquierda se puede apreciar una región ampliada del chip.

Los chips de ADN son colecciones de oligonucleótidos deADN complementario dispuestos en hileras fijadas sobreun soporte, frecuentemente de cristal. Se utilizan para el

20 9 APLICACIONES

estudio de mutaciones de genes conocidos o para moni-torizar la expresión génica de una preparación de ARN.

9 Aplicaciones

9.1 Ingeniería genética

La investigación sobre el ADN tiene un impacto signifi-cativo, especialmente en el ámbito de la medicina, perotambién en agricultura y ganadería (donde los objetivosson los mismos que con las técnicas tradicionales que elhombre lleva utilizando desde hace milenios —la domes-ticación, la selección y los cruces dirigidos— para obte-ner variedades de animales y plantas más productivos).La moderna biología y bioquímica hacen uso intensivo dela tecnología del ADN recombinante, introduciendo ge-nes de interés en organismos, con el objetivo de expresaruna proteína recombinante concreta, que puede ser:

• aislada para su uso posterior: por ejemplo, se pue-den transformar microorganismos para convertir-los en auténticas fábricas que producen grandescantidades de sustancias útiles, como insulina ovacunas, que posteriormente se aíslan y se utilizanterapéuticamente.[136][137][138]

• necesaria para reemplazar la expresión de un gen en-dógeno dañado que ha dado lugar a una patología, loque permitiría el restablecimiento de la actividad dela proteína perdida y eventualmente la recuperacióndel estado fisiológico normal, no patológico. Este esel objetivo de la terapia génica, uno de los camposen los que se está trabajando activamente en medi-cina, analizando ventajas e inconvenientes de dife-rentes sistemas de administración del gen (virales yno virales) y los mecanismos de selección del pun-to de integración de los elementos genéticos (distin-tos para los virus y los transposones) en el genomadiana.[139] En este caso, antes de plantearse la po-sibilidad de realizar una terapia génica en una de-terminada patología, es fundamental comprender elimpacto del gen de interés en el desarrollo de dichapatología, para lo cual es necesario el desarrollo deun modelo animal, eliminando o modificando dichogen en un animal de laboratorio, mediante la técnicaknockout.[140] Solo en el caso de que los resultadosen el modelo animal sean satisfactorios se procede-ría a analizar la posibilidad de restablecer el gen da-ñado mediante terapia génica.

• utilizada para enriquecer un alimento: por ejemplo,la composición de la leche (una importante fuente deproteínas para el consumo humano y animal) puedemodificarse mediante transgénesis, añadiendo genesexógenos y desactivando genes endógenos para me-jorar su valor nutricional, reducir infecciones en las

glándulas mamarias, proporcionar a los consumido-res proteínas antipatógenas y preparar proteínas re-combinantes para su uso farmacéutico.[141][142]

• útil para mejorar la resistencia del organismo trans-formado: por ejemplo en plantas se pueden in-troducir genes que confieren resistencia a patóge-nos (virus, insectos, hongos…), así como a agentesestresantes abióticos (salinidad, sequedad, metalespesados…).[143][144][145]

9.2 Medicina forense

Los médicos forenses pueden utilizar el ADN presenteen la sangre, el semen, la piel, la saliva o el pelo en la es-cena de un crimen, para identificar al responsable. Estatécnica se denomina huella genética, o también “perfil deADN”. Al realizar la huella genética, se compara la longi-tud de secciones altamente variables de ADN repetitivo,como los microsatélites, entre personas diferentes. Estemétodo es frecuentemente muy fiable para identificar a uncriminal.[146] Sin embargo, la identificación puede com-plicarse si la escena está contaminada con ADN de per-sonas diferentes.[147] La técnica de la huella genética fuedesarrollada en 1984 por el genetista británico sir AlecJeffreys,[148] y fue utilizada por primera vez en medicinaforense para condenar a Colin Pitchfork por los asesina-tos de Narborough en 1983 y de Enderby en 1986.[149]Se puede requerir a las personas acusadas de ciertos ti-pos de crímenes que proporcionen una muestra de ADNpara introducirlos en una base de datos. Esto ha facilita-do la labor de los investigadores en la resolución de casosantiguos, donde sólo se obtuvo una muestra de ADN de laescena del crimen, en algunos casos permitiendo exonerara un convicto. La huella genética también puede utilizar-se para identificar víctimas de accidentes en masa,[150] opara realizar pruebas de consanguinidad (prueba de pa-ternidad).[151]

9.3 Bioinformática

La bioinformática implica la manipulación, búsqueda yextracción de información de los datos de la secuenciadel ADN. El desarrollo de las técnicas para almacenary buscar secuencias de ADN ha generado avances en eldesarrollo de software de los ordenadores, para muchasaplicaciones, especialmente algoritmos de búsqueda defrases, aprendizaje automático y teorías de bases de da-tos.[152] La búsqueda de frases o algoritmos de coinci-dencias, que buscan la ocurrencia de una secuencia de le-tras dentro de una secuencia de letras mayor, se desarro-lló para buscar secuencias específicas de nucleótidos.[153]En otras aplicaciones como editores de textos, inclusoalgoritmos simples pueden funcionar, pero las secuen-cias de ADN pueden generar que estos algoritmos pre-senten un comportamiento de casi-el-peor-caso, debi-do al bajo número de caracteres. El problema relacio-

21

nado del alineamiento de secuencias persigue identifi-car secuencias homólogas y localizar mutaciones espe-cíficas que las diferencian. Estas técnicas, fundamental-mente el alineamiento múltiple de secuencias, se utilizanal estudiar las relaciones filogenéticas y la función de lasproteínas.[154] Las colecciones de datos que representansecuencias de ADN del tamaño de un genoma, tales comolas producidas por el Proyecto Genoma Humano, son di-fíciles de usar sin anotaciones, que marcan la localizaciónde los genes y los elementos reguladores en cada cromo-soma. Las regiones de ADN que tienen patrones asocia-dos con genes que codifican proteínas —o ARN— pue-den identificarse por algoritmos de localización de genes,lo que permite a los investigadores predecir la presenciade productos génicos específicos en un organismo inclusoantes de que haya sido aislado experimentalmente.[155]

9.4 Nanotecnología de ADN

La estructura de ADN de la izquierda (mostrada de forma es-quemática) se auto-ensambla en la estructura visualizada pormicroscopía de fuerza atómica a la derecha. La nanotecnologíade ADN es el campo que busca diseñar estructuras a nanoesca-la utilizando las propiedades de reconocimiento molecular de lasmoléculas de ADN. Imagen de Strong, 2004. Plantilla:Doi-inline

La nanotecnología de ADN utiliza las propiedades úni-cas de reconocimiento molecular del ADN y otros áci-dos nucleicos para crear complejos ramificados auto-ensamblados con propiedades útiles. En este caso, elADN se utiliza como un material estructural, más quecomo un portador de información biológica.[156] Esto haconducido a la creación de láminas periódicas de dos di-mensiones (ambas basadas en azulejos, así como usandoel método de ADN origami[157]), además de estructurasen tres dimensiones con forma de poliedros.

9.5 Historia, antropología y paleontología

A lo largo del tiempo, el ADN almacena mutaciones quese heredan y, por tanto, contiene información histórica,de manera que comparando secuencias de ADN, los ge-netistas pueden inferir la historia evolutiva de los orga-nismos, su filogenia.[158] La investigación filogenética esuna herramienta fundamental en biología evolutiva. Sise comparan las secuencias de ADN dentro de una es-

pecie, los genetistas de poblaciones pueden conocer lahistoria de poblaciones particulares. Esto se puede uti-lizar en una amplia variedad de estudios, desde ecologíahasta antropología, como ilustra el análisis de ADN lle-vado a cabo para identificar las Diez Tribus Perdidas deIsrael.[159][160] Por otro lado, el ADN también se utilizapara estudiar relaciones familiares recientes.Igualmente en paleontología (en la paleogenética) elADN en algunos casos también se puede utilizar para es-tudiar a especies extintas (ADN fósil).

10 Véase también

• ARN

• Cromatina

• Cromosoma

• Genoma

• Genoma humano

• Glosario de términos relacionados con el genoma

• Genes MEIS

• Cerberus

• Desoxirribonucleótido

• Genes HOX y genes PARAHOX

• Genética

• Medicina genómica

• Prueba de ADN

• Elementos funcionales del ADN

11 Referencias

11.1 Notas

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12 Enlaces externos

• Wikimedia Commons alberga contenidomultimedia sobre Ácido desoxirribonucleico.Commons

• Wikiquote alberga frases célebres de o sobreÁcido desoxirribonucleico. Wikiquote

• Wikcionario tiene definiciones y otra informa-ción sobre ácido desoxirribonucleico.Wikcionario

• Wikcionario tiene definiciones y otra informa-ción sobre ADN cromosómico.Wikcionario

• Wikcionario tiene definiciones y otra informa-ción sobre ADN recombinante.Wikcionario

• Wikcionario tiene definiciones y otra informa-ción sobre ADN nuclear.Wikcionario

• Wikcionario tiene definiciones y otra informa-ción sobre ADN mitocondrial.Wikcionario

• Wikcionario tiene definiciones y otra informa-ción sobre ADN ribosomal.Wikcionario

• Modelo en 3 dimensiones de la estructura del ADN.Interactivo. Requiere Java.

• Experimento para extraer ADN

• «Descifrar la vida»: Gráfico interactivo

• La Replicación de ADN: características, proteínasque participan y proceso

• Animación en 3D de la Replicación de ADN

• Proceso de extracción de ADN

• Uso del ADN en medicina forense

• Creación del primer genoma artificial

• Construye una molécula de ADN

• El método de secuenciación de Sanger

• El misterioso elfo de Leewenhoek: el recorrido des-de el microscopio hasta el ADN en elMuseu VirtualInteractivo de la Genética y el ADN

28 13 ORIGEN DEL TEXTO Y LAS IMÁGENES, COLABORADORES Y LICENCIAS

13 Origen del texto y las imágenes, colaboradores y licencias

13.1 Texto• Ácido desoxirribonucleico Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_desoxirribonucleico?oldid=94733670 Colaboradores:

AstroNomo, Maveric149, Youssefsan, Gonis, Pino, Joseaperez, Davichito, Oblongo, Sabbut, Moriel, Frutoseco, Sauron, JorgeGG, Hashar,ManuelGR, Rafael Soriano, Ruiz, Angus, Sanbec, Vivero, Zwobot, Dionisio, Bigsus, Drjackzon, Rosarino, Dodo, Ascánder, Rsg, Opinador,Tano4595, El Moska, Robotito, Wricardoh, Rondador, Kalcetin, Loco085, Huhsunqu, Chewie, Rocastelo, Renabot, Richy, FAR, Lmsil-va, Ronaldo16, Digigalos, Boticario, Knowledge Seeker, Soulreaper, Petronas, Xuankar, Airunp, JMPerez, Edub, Natrix, Taichi, Emijrp,Rembiapo pohyiete (bot), Marco Regueira, LeCire, Sbassi, Magister Mathematicae, Orgullobot~eswiki, Further (bot), RobotQuistnix,Platonides, Omega~eswiki, Alhen, Superzerocool, Chobot, Palica, Pabloab, Caiserbot, Rakela, Javialacarga, Yrbot, BOT-Superzerocool,FlaBot, Vitamine, Aukicha, BOTijo, .Sergio, Boku wa kage, YurikBot, Mortadelo2005, Wiki-Bot, Icvav, Alejotheo, Beto29, LoquBot,KnightRider, The Photographer, Gothmog, Carutsu, Eloy, Santiperez, Txo, R130, Eskimbot, Banfield, Basquetteur, Ernesto Graf, José.,Maldoror, Tabeissan, Er Komandante, Ciencia Al Poder, Cheveri, Camima, Tomatejc, Jarke, Carlosblh, Paintman, Axxgreazz, Hhmb,JFCSvalencia, Aleator, Martinelli88, BOTpolicia, CEM-bot, Laura Fiorucci, Bienchido, Thanos, JMCC1, Alexav8, Salvador alc, Silvia3,Retama, Fidelmoquegua, Baiji, Roberpl, Nuen, Carlatf, Eamezaga, Nadia´, JulianMendez, Scuellar, Gonn, Julian Mendez, Ice-X, Caspio,Montgomery, FrancoGG, Coz~eswiki, Resped, Thijs!bot, TolyRogêt, Leonudio, Alvaro qc, AngelHerraez, Lauranrg, Mahadeva, Cdelaor-den, Jorgebarrios, Escarbot, Yeza, Bradomín, RoyFocker, Albireo3000, Ninovolador, Nosce~eswiki, Isha, Egaida, Arcibel, Gabriel Vidal,Gusgus, Mpeinadopa, Rrmsjp, Jurgens~eswiki, Osiris fancy, JAnDbot, Jfreyreg, Kved, Diegazo, NoCoin, BetBot~eswiki, Muro de Aguas,Gsrdzl, Beaire1, CommonsDelinker, Rjgalindo, TXiKiBoT, Tavo57, Hidoy kukyo, FANSTARbot, R2D2!, Lascorz, Bot-Schafter, Millars,Humberto, Netito777, Pabloallo, Xsm34, Rei-bot, Chabbot, Idioma-bot, Pólux, Gerwoman, Basti+10, Andresflorez~eswiki, Xvazquez,Delphidius, AlnoktaBOT, Aibot, VolkovBot, Urdangaray, Jurock, Technopat, C'est moi, Raystorm, Le K-li, Nahimche37, Josell2, Mat-drodes, Liquid-aim-bot, Synthebot, Keres, Lucien leGrey, Ralabag, AlleborgoBot, Fillbit, King of Hearts, Muro Bot, YonaBot, Ad gentes,BotMultichill, SieBot, Ctrl Z, PaintBot, Loveless, Avivamiento, Carmin, Cobalttempest, Aragofito, Nathy 017, Drinibot, Novellón, CASF,Bigsus-bot, BOTarate, Madaluc, Mel 23, Uaua~eswiki, Jplasti, Manwë, Nubecosmica, Correogsk, Furado, BuenaGente, Copydays, Dor-ganBot, Tirithel, Javi1977, Javierito92, HUB, Machucho2007, Apo007, StarBOT, Blitox, Antón Francho, Sir charlie, JonyTF, DragonBot,Angelabiotec, Quijav, Estirabot, Eduardosalg, J3D3, Djkanarito, Botellín, Leonpolanco, Pan con queso, Alejandrocaro35, Hanibaal, Pe-truss, Lidoro, Poco a poco, Alexbot, CestBOT, Raulshc, BotSottile, Osado, Pedro1267, Asasia, SilvonenBot, UA31, Sophistical, Misigon,Ucevista, Armando-Martin, Ente X, Maulucioni, AVBOT, David0811, Deneapol, LucienBOT, Flakinho, MastiBot, NjardarBot, Lluvioso,Diegusjaimes, DumZiBoT, MelancholieBot, Victormoz, Arjuno3, Andreasmperu, Luckas-bot, WikiDreamer Bot, Nallimbot, Ptbotgourou,FariBOT, Jotterbot, LordboT, Sessho-akat, Dangelin5, Jorge 2701, Gtr. Errol, Yonidebot, JWBE, Aaapipoaaa, ArthurBot, Alelapenya,Jordi domenech~eswiki, SuperBraulio13, Juamax, María J. Saldaña, Ortisa, Manuelt15, Xqbot, Jkbw, Dreitmen, BOTrychium, -Erick-, Ricardogpn, Igna, Pepsi 98, Efren tkd, BOTirithel, KES47, Hprmedina, Jcfidy, TobeBot, Halfdrag, RedBot, Thekeko15, DixonDBot,Born2bgratis, Leugim1972, UruguayNS, KamikazeBot, Dinamik-bot, Canyq, Angelito7, Tarawa1943, Der Künstler, Jorge c2010, Found-ling, Eduardofoxx13, Miss Manzana, Axvolution, Edslov, EmausBot, Savh, AVIADOR, HRoestBot, Sergio Andres Segovia, J. A. Gélvez,Archi4J, SUPUL SINAC, Grillitus, JackieBot, KLBot, Rubpe19,MercurioMT, El Ayudante, Jorgeoros, Emiduronte, Jcaraballo, Yikrazuul,Eroyuela, Waka Waka, WikitanvirBot, Jotamarcost, Rufflos, Rafaelkelvin, Launch03, Markius11, KLBot2, Arthur 'Two Sheds’ Jackson,Sebrev, MetroBot, Vicarmando, DARIO SEVERI, Alberto5000, Gusama Romero, Bibliofilotranstornado, Acratta, Nklave003, Elvisor,Laura Menendez, Creosota, Malejaa99, JYBot, MahdiBot, Helmy oved, Quinto Bruto Flaco, Laalia, DannyPobleteL, Rauletemunoz, Fox-harrison, Legobot, Cemeruquin 30, Zope12345, Lautaro 97, VickyMaría, Alejithaum, Addbot, Marlo Padrón, El orejas, Balles2601, HansTopo1993, Pintor4257, Juan.carrillop, Vale30111234, Jennifer.pooml, Fernando.cisnerosa1, Jarould, Matiia, Egis57, Ljgua124, Crystalli-zedcarbon, BenjaBot, Learning40, Ernestoide111, Josecarlos90, Sophie Vittoria, 4james007, Severoochoa, ELENAGENOMICAUCM,Luisa 06, Lectorina, KamuiZero, Sfr570, Gaston Alejandro Murillo Ovalle, NinoBot, GünniX, Fernando2812l, Ginanietoc3107, Ks-M9,Pablomarcos-uv, Jonmod1, MARIA CAMILA ROMERO HERNANDEZ y Anónimos: 943

13.2 Imágenes• Archivo:5-Methylcytosine.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3a/5-Methylcytosine.svg Licencia: Public

domain Colaboradores: Trabajo propio Artista original: Yikrazuul (<a href='//commons.wikimedia.org/wiki/User_talk:Yikrazuul'title='User talk:Yikrazuul'>talk</a>)

• Archivo:A-DNA,_B-DNA_and_Z-DNA.png Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b1/A-DNA%2C_B-DNA_and_Z-DNA.png Licencia: GFDL Colaboradores: Originally from en.wikipedia; description page is/was here. Artista original: Originaluploader was Richard Wheeler (Zephyris) at en.wikipedia

• Archivo:ADN_animation.gif Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/81/ADN_animation.gif Licencia: Public do-main Colaboradores: Trabajo propio Artista original: brian0918&#153;

• Archivo:Adenina-es.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/60/Adenina-es.svg Licencia: Public domain Co-laboradores: <a href='//commons.wikimedia.org/wiki/File:Adenina.png' class='image'><img alt='Adenina.png' src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c7/Adenina.png' width='756' height='756' data-file-width='756' data-file-height='756' /></a>Artistaoriginal: Deneapol

• Archivo:Base_pair_AT.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/Base_pair_AT.svg Licencia: Public domainColaboradores: Trabajo propio Artista original: Yikrazuul

• Archivo:Base_pair_GC.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/Base_pair_GC.svg Licencia: Public domainColaboradores: Trabajo propio Artista original: Yikrazuul

• Archivo:Benzopyrene_DNA_adduct_1JDG.png Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/Benzopyrene_DNA_adduct_1JDG.png Licencia: CC-BY-SA-3.0 Colaboradores: ? Artista original: ?

• Archivo:Chromosomal_Recombination.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b2/Chromosomal_Recombination.svg Licencia: CC BY 2.5 Colaboradores: Own work, Created using Inkscape, v0.44 Artista original: David Eccles(Gringer)

13.2 Imágenes 29

• Archivo:Chromosome-es.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b3/Chromosome-es.svg Licencia: CC BY 3.0Colaboradores: File:Chromosome zh.svg Artista original: KES47

• Archivo:Citosina-es.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/79/Citosina-es.svg Licencia: Public domain Co-laboradores: <a href='//commons.wikimedia.org/wiki/File:Citosina.png' class='image'><img alt='Citosina.png' src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d3/Citosina.png' width='756' height='756' data-file-width='756' data-file-height='756' /></a>Artistaoriginal: Deneapol

• Archivo:Commons-logo.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Commons-logo.svg Licencia: Public do-main Colaboradores: This version created by Pumbaa, using a proper partial circle and SVG geometry features. (Former versions usedto be slightly warped.) Artista original: SVG version was created by User:Grunt and cleaned up by 3247, based on the earlier PNG version,created by Reidab.

• Archivo:Cscr-featured.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e7/Cscr-featured.svg Licencia: LGPL Colabo-radores:Wikipedia until June, 2006 Artista original:Wikimedia users ClockworkSoul, CyberSkull, Optimager, White Cat, Erina, AzaToth,Pbroks13.

• Archivo:Cytosin.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/Cytosin.svg Licencia: Public domain Colaborado-res: Trabajo propio Artista original: NEUROtiker

• Archivo:DNA_chemical_structure_es-2008-08-01.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4e/DNA_chemical_structure_es-2008-08-01.svg Licencia: CC BY-SA 3.0 Colaboradores:

• DNA_chemical_structure_es.svg Artista original:• derivative work: Jfreyreg (talk)• Archivo:DNA_nanostructures.png Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/55/DNA_nanostructures.png Licencia:

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• Archivo:Guanina.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/10/Guanina.svg Licencia: Public domain Colabora-dores: <a href='//commons.wikimedia.org/wiki/File:Guanina.png' class='image'><img alt='Guanina.png' src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/df/Guanina.png' width='756' height='756' data-file-width='756' data-file-height='756' /></a> Artista original:Deneapol

• Archivo:Hendiduras_mayor_menor.png Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/Hendiduras_mayor_menor.png Licencia: Public domain Colaboradores: modificado de: http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:ADN_static.png Artista original:Deneapol

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• Archivo:Maclyn_McCarty_with_Francis_Crick_and_James_D_Watson_-_10.1371_journal.pbio.0030341.g001-O.jpg Fuente:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/Maclyn_McCarty_with_Francis_Crick_and_James_D_Watson_-_10.1371_journal.pbio.0030341.g001-O.jpg Licencia: CC BY 3.0 Colaboradores: Lederberg J, Gotschlich EC (2005) A Path to Discovery: TheCareer of Maclyn McCarty. PLoS Biol 3(10): e341 doi:10.1371/journal.pbio.0030341 Artista original:Marjorie McCarty

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• Archivo:Par_bases_watson-crick-es.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bb/Par_bases_watson-crick-es.svg Licencia: Public domain Colaboradores: User:Deneapol Artista original: <a href='//commons.wikimedia.org/wiki/File:Par_bases_watson-crick.png' class='image'><img alt='Par bases watson-crick.png' src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f4/Par_bases_watson-crick.png' width='1123' height='794' data-file-width='1123' data-file-height='794' /></a>

30 13 ORIGEN DEL TEXTO Y LAS IMÁGENES, COLABORADORES Y LICENCIAS

• Archivo:Par_bases_watson_crick_reverse-es.svg Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Par_bases_watson_crick_reverse-es.svg Licencia: Public domain Colaboradores:Artista original: User:Deneapol

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