El ácido desoxirribonucleico es un compuesto que está formado por la unión de dos polinucleótidos (cadenas), cuya pentosa es la desoxirribosa y las bases nitrogenadas son: Adenina (A), Guanina (G), Timina (T) y Citosina (C). Esta molécula no tiene uracilo en su estructura.
Las dos cadenas de polinucleótidos se mantienen unidas entre sí mediante los puentes de hidrógeno, que se establecen entre dos bases nitrogenadas colocadas en diferentes cadenas, que estén dispuestas una frente a la otra. Pero hay una regla fundamental: una adenina, en una cadena, solo se puede unir con timina de la otra cadena y la guanina solamente con citosina.
Las dos cadenas que forman el ADN son antiparalelas, el extremo 5' de una se encuentra colocada hacia el extremo 3' de la otra.
Con esta información, si se conoce la secuencia y la orientación de los extremos de una cadena de ADN, se puede deducir la secuencia de bases y la orientación de la segunda. En la Figura 15.11 se aprecia una cadena de ADN y una serie de bases distribuidas al azar, las cuales se ordenan, aplicando el concepto de antiparalelismo y las reglas de apareamiento de las bases, para formar la segunda cadena, lo cual se muestra en la Figura 15.11.
¿Por qué en el ADN la adenina, de una cadena, se aparea únicamente con la timina de la otra cadena y la guanina con la citosina?
Para comprender esto hay que analizar la Figura 15.12, en donde se muestra la forma en que se establecen los puentes de hidrógeno entre el par adenina - timina y guanina - citosina.
Figura 15.12 Formación de puentes de hidrógeno de la adenina con la timina y la guanina con la citosina. (Figura elaborada por el autor).
Se observa, en la Figura 15.12, que cuando la adenina se une a la timina se forman dos puentes de hidrógeno y tres cuando la citosina se une a la guanina. Estas interacciones A - T y G - C constituyen la fuerza que mantiene unidas las cadenas que integran el ADN. Los átomos que forman los puentes de hidrógeno quedan alineados uno frente al otro. Esta es la razón por la que solamente se pueden formar los pares A - T y G - C, por ejemplo, la adenina y la guanina no se pueden orientar de una manera adecuada, para permitir que los átomos que forman puentes de hidrógeno se aproximen y por lo tanto no se forman esas interacciones entre las bases mencionadas. Colocar, una enfrente de otra, bases que no pueden formar puentes de hidrógeno crearía una situación altamente energética, que haría muy inestable una molécula de ADN.
Las dos cadenas del ADN, unidas mediante los puentes de hidrógeno, forman una estructura tridimensional conocida con el nombre de doble hélice, en la que las moléculas de desoxirribosa y fosfato forman la parte externa y las bases se encuentran orientadas hacia el centro. En las Figuras 15.13 y 15.14 se encuentran diferentes tipos de modelos de moléculas de ADN.
Figura 15.14 Otro modelo de un fragmento de ADN.
Las moléculas de ADN son muy grandes y se encuentran en el núcleo de las células. Tienen la función primordial de almacenar la información genética, que será transmitida a los descendientes de un individuo. Además, en esas estructuras se encuentra el código para ordenar a los aminoácidos en una secuencia definida, con el propósito de fabricar proteínas específicas necesarias para el funcionamiento de una célula.