El
ácido desoxirribonucleico, abreviado como
ADN, es un
ácido nucleico que contiene instrucciones
genéticas usadas en el
desarrollo y funcionamiento de todos los
organismos vivos conocidos y algunos
virus, y es responsable de su transmisión
hereditaria. La función principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de
información. Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o un
código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las
células, como las
proteínas y las moléculas de
ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados
genes, pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información genética.
Desde el punto de vista
químico, el ADN es un
polímero de nucleótidos, es decir, un
polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo
tren formado por
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 ser
adenina→
A,
timina→
T,
citosina→
C o
guanina→
G) y un grupo
fosfato que actúa como enganche de cada
vagón con el siguiente. Lo que distingue a un
vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases. La disposición secuencial de estas cuatro bases a lo largo de la cadena (el ordenamiento de los cuatro tipos de
vagones a lo largo de todo el
tren) es la que codifica la información genética: por ejemplo, una secuencia de ADN puede ser
ATGCTAGATCGC... En los organismos vivos, el ADN se presenta como una doble cadena de nucleótidos, en la que las dos hebras están unidas entre sí por unas conexiones denominadas
puentes de hidrógeno.
Para que la información que contiene el ADN pueda ser utilizada por la maquinaria celular, debe copiarse en primer lugar en unos
trenes de nucleótidos, más cortos y con unas unidades diferentes, llamados
ARN. Las
moléculas de ARN se copian exactamente del ADN mediante un proceso denominado
transcripción. Una vez procesadas en el
núcleo celular, las moléculas de ARN pueden salir al
citoplasma para su utilización posterior. La información contenida en el ARN se interpreta usando el
código genético, que especifica la secuencia de los
aminoácidos de las proteínas, según una correspondencia de un triplete de nucleótidos (
codón) para cada aminoácido. Esto es, la información genética (esencialmente: qué proteínas se van a producir en cada momento del ciclo de vida de una célula) se halla codificada en las secuencias de nucleótidos del ADN y debe traducirse para poder funcionar. Tal traducción se realiza usando el código genético a modo de diccionario. El diccionario "secuencia de nucleótido-secuencia de aminoácidos" permite el ensamblado de largas cadenas de aminoácidos (las proteínas) en el citoplasma de la célula. Por ejemplo, en el caso de la secuencia de ADN indicada antes (
ATGCTAGATCGC...), la ARN
polimerasa utilizaría como molde la cadena complementaria de dicha secuencia de ADN (que sería
TAC-GAT-CTA-GCG-...) para transcribir una molécula de ARNm que se leería
AUG-CUA-GAU-CGC-... ; el ARNm resultante, utilizando el código genético, se traduciría como la secuencia de aminoácidos
metionina-
leucina-
ácido aspártico-
arginina-...
Las secuencias de ADN que constituyen la unidad fundamental, física y funcional de la herencia se denominan
genes. Cada gen contiene una parte que se
transcribe a ARN y otra que se encarga de definir cuándo y dónde deben
expresarse. La información contenida en los genes (genética) se emplea para generar ARN y
proteínas, que son los componentes básicos de las células, los "ladrillos" que se utilizan para la construcción de los
orgánulos u organelos celulares, entre otras funciones.
Dentro de las células, el ADN está organizado en estructuras llamadas
cromosomas que, durante el
ciclo celular, se
duplican antes de que la célula se
divida. Los
organismos eucariotas (por ejemplo,
animales,
plantas, y
hongos) almacenan la mayor parte de su ADN dentro del
núcleo celular y una mínima parte en
elementos celulares llamados
mitocondrias, y en los
plastos y los centros organizadores de
microtúbulos o
centríolos, en caso de tenerlos; los
organismos procariotas (
bacterias y
arqueas) lo almacenan en el
citoplasma de la célula, y, por último, los
virus ADN lo hacen en el interior de la
cápsida de naturaleza proteica. Existen multitud de proteínas, como por ejemplo las
histonas y los
factores de transcripción, que se unen al ADN dotándolo de una estructura tridimensional determinada y regulando su expresión. Los
factores de transcripción reconocen secuencias reguladoras del ADN y especifican la pauta de transcripción de los genes. El material genético completo de una dotación cromosómica se denomina
genoma y, con pequeñas variaciones, es característico de cada
especie.
