¿Por qué el ADN tiene carga negativa?

¿Por qué el ADN tiene carga negativa?

Introducción

A menudo escuchamos las palabras genes, ADN, ARN, genética y mucho más. ¿Todos estos están interrelacionados? ¿Cómo obtiene un individuo sus hábitos o genes? ¿Cuál es el nivel más básico? 

Bueno, todo esto se reduce al ADN. Todos tus hábitos y genes están interrelacionados con el ADN. ¿Qué es? ¿Por qué el ADN tiene carga negativa? ¿Cuál es su estructura? Los materiales orgánicos llamados ácidos nucleicos están presentes en los organismos en forma de ADN o ARN. La estructura del ADN define cómo se componen los genes en nuestro cuerpo. De hecho, define la estructura genética de la mayoría de los organismos del planeta. 

Permítanos ayudarlo a comprender los detalles del ADN. 

¿Qué es el ADN?

ADN significa ácido desoxirribonucleico, que tiene una estructura molecular que es única. Esto se puede encontrar tanto en las células eucariotas como en las procariotas de los organismos. 

El ADN se define como un grupo de moléculas que llevan a cabo la transmisión de materiales hereditarios de padres a hijos. Esto también es válido para los virus. Algunos virus solo contienen ARN en forma de material genético, mientras que para otros el ADN desempeña este papel. 

El ADN no es solo responsable de llevar la información genética. Junto a esto, también es responsable de la producción de proteínas en los seres vivos. El ADN que está contenido dentro del núcleo de todos los organismos se define como ADN nuclear. La mayoría de los genomas de los organismos son manejados por este, mientras que el ADN plástido y el ADN mitocondrial son responsables del manejo del resto. 

El ADN mitocondrial es el que se almacena dentro de las mitocondrias de la célula. Esto es heredado por el niño de su madre. Hay aproximadamente 16.000 pares de ADN mitocondrial presentes en el cuerpo humano. 

Descubrimiento del ADN

El biólogo suizo llamado Johannes Friedrich Miescher identificó el ADN en 1869 cuando realizaba su investigación sobre los glóbulos blancos . Después de esto, los datos experimentales proporcionados por Francis Crick y James Watson conducen al descubrimiento de la estructura de doble hélice. 

Tipos de ADN

El ADN se encuentra principalmente en tres tipos diferentes, a saber:

A-DNA: Esta es similar a la forma B-DNA, y es una estructura de doble hélice dextrógira. Durante condiciones extremas de desecación, el ADN deshidratado toma la forma A. Después de esto, la unión a proteínas conduce a la eliminación del disolvente del ADN. 

B-DNA: esta es una estructura de hélice dextrógira y es la forma de ADN más común. En condiciones fisiológicas normales, este existe más. 

Z-DNA: En este, la estructura es una hélice zurda. Desempeña un papel u otro en la regulación de los genes. 

¿Cuál es la estructura del ADN?

Las hebras de una molécula de ADN están formadas por una larga cadena de nucleótidos monoméricos. Una molécula de azúcar desoxirribosa tiene un grupo fosfato adjunto, así como una de cuatro bases nitrogenadas: dos purinas (adenina y guanina) y dos pirimidinas (citosina y timina). El fosfato de un nucleótido y el azúcar del siguiente establecen conexiones covalentes, formando un esqueleto de fosfato-azúcar del que sobresalen las bases nitrogenadas. Una hebra se mantiene unida por enlaces de hidrógeno entre las bases; el orden de estos enlaces es específico, lo que significa que la adenina solo se une con la timina y la citosina solo con la guanina.

Desde el interior, la molécula de ADN es extraordinariamente estable, lo que le permite servir como plantilla tanto para la replicación del ADN como para la síntesis de la molécula de ARN (ácido ribonucleico) relacionada (transcripción). Un gen es un segmento de ADN que dirige la creación de una determinada proteína por parte de una célula.

El ADN se divide en dos hebras simples, cada una de las cuales sirve como plantilla para la formación de una nueva hebra. El principio (emparejamiento de enlaces de hidrógeno) que se usa en la doble hélice también se usa para copiar las nuevas hebras. Una de las hebras originales y una hebra nueva se encuentran en cada una de las dos nuevas moléculas de ADN de doble hebra. Lo esencial para la herencia genética estable es la replicación "semiconservadora".

Dentro de una célula, el ADN se organiza en cromosomas, que son complejos densos de proteína y ADN. Los cromosomas están presentes en el núcleo de los eucariotas, sin embargo, el ADN también se puede encontrar en las mitocondrias y los cloroplastos. En los procariotas, que carecen de un núcleo delimitado por una membrana, el ADN está presente en el citoplasma como un único cromosoma circular. El ADN extracromosómico, o plásmidos, son autónomos, el material genético autorreplicante que se encuentra en algunos procariotas, como las bacterias, y algunos eucariotas. Los plásmidos se han utilizado ampliamente para investigar la expresión génica en la tecnología del ADN recombinante.

Los virus pueden tener ADN o ARN monocatenario o bicatenario como material genético. Los retrovirus contienen su material genético en forma de ARN monocatenario y crean la enzima transcriptasa inversa , que puede convertir el ARN en ADN. G-quadruplexes, estructuras de ADN de cuatro cadenas, se han descubierto en regiones ricas en guanina del genoma humano.

La estructura del ADN se puede explicar adecuadamente con un ejemplo de una escalera torcida. Esta estructura se llama doble hélice. El ADN es un ácido nucleico, y todos estos están compuestos además por nucleótidos. 

Cada nucleótido contiene además componentes, a saber, azúcar, bases nitrogenadas y grupos fosfato. Los nucleótidos están unidos entre sí por grupos de azúcar y fosfato que conducen a la formación de cada hebra de ADN. 

Existen principalmente cuatro tipos de bases nitrogenadas, a saber, adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G). Después de esto, se produce el enrollamiento del ADN que conduce a la formación de los cromosomas. 

Funciones del ADN

Toda la información hereditaria la lleva a cabo el material genético llamado ADN. Los pequeños segmentos de ADN se denominan genes, y consisten principalmente en 250-2 millones de pares de bases. El ADN conduce a la formación de proteínas, que son las moléculas estructurales de muchos organismos. Junto con el almacenamiento de información genética, el ADN lleva a cabo las siguientes funciones:

• Proceso de replicación: bajo esto, se lleva a cabo la transferencia de información genética de la célula madre a las células hijas, lo que lleva a una distribución equitativa del ADN durante el proceso de división celular. 

• Mutaciones: bajo este proceso, se producen cambios en las secuencias de ADN. 

• Transcripción

• Metabolismo celular

• Terapia de genes

• huella de ADN

¿Por qué el ADN tiene carga negativa?

Bueno, esta es una pregunta para muchos. ¿Por qué el ADN tiene carga negativa? Ocurre porque los nucleótidos contienen grupos fosfato. 

Los enlaces creados entre los átomos de oxígeno y fósforo son negativos, lo que hace que el esqueleto de fosfato sea negativo. En la estructura completa del ADN, el grupo fosfato contiene solo un átomo de oxígeno que es negativo. Sin embargo, esto hace que la estructura completa sea negativa. 

La sustancia hereditaria en los seres humanos y prácticamente en todos los demás animales es el ADN y el ácido ribonucleico (ARN). El ADN de prácticamente todas las células del cuerpo de una persona es idéntico. Aunque las mitocondrias contienen una cantidad menor de ADN, el núcleo celular (también conocido como ADN nuclear) contiene la mayoría del ADN (donde se denomina ADN mitocondrial o ADNmt). Las mitocondrias son estructuras celulares que convierten la energía dietética en energía que se puede utilizar.

Adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T) son las cuatro bases químicas que componen la codificación del ADN (T). El ADN humano se compone de alrededor de 3 mil millones de bases, y más del 99 por ciento de esas bases son idénticas en todos los humanos. Al igual que las letras del alfabeto aparecen en un orden específico para formar palabras y oraciones, la disposición o secuencia de estas bases afecta la información accesible para crear y mantener un organismo.

 

Para formar un par de bases, una base se une con una base T y una base C se une con una base G. Cada base está acoplada por una molécula de azúcar y fosfato. Un nucleótido consta de tres componentes: base, azúcar y fosfato. Una doble hélice es una espiral formada por dos cadenas largas que estructuran los nucleótidos. Los peldaños de la doble hélice están formados por los pares de bases, mientras que las moléculas de azúcar y fosfato sirven como piezas laterales verticales de la escalera.

La capacidad del ADN para replicarse o producir duplicados de sí mismo es una de sus características más importantes. La secuencia de bases se puede duplicar usando cada hebra de ADN en la doble hélice como plantilla. Cuando las células se dividen, esto es vital porque cada nueva célula debe tener una copia exacta del ADN de la célula anterior.  

 

Preguntas frecuentes sobre ¿Por qué el ADN tiene carga negativa?

 

1. ¿Por qué el ADN tiene carga negativa y por qué es importante para la electroforesis en gel?

Debido a la carga negativa del ADN, cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través del gel, el ADN comienza a moverse hacia los electrodos que están cargados positivamente. Las hebras de ADN más cortas se mueven más rápido en comparación con las más largas, lo que facilita la fragmentación del ADN de diferentes longitudes. Esto hace que la carga negativa del ADN sea importante para la electroforesis en gel. 

 

2. ¿Cuál es la diferencia entre Z-DNA y las otras formas de ADN?

Z-DNA tiene una estructura de doble hélice hacia la izquierda, a diferencia de los otros que tienen una estructura hacia la derecha.

 

3. ¿Qué forma de ADN se encuentra en los humanos?

Los seres humanos tienen la forma B-DNA, que tiene una estructura de doble hélice en forma de mano derecha.

 

4. ¿Cuál es la diferencia entre ADN y ARN? 

Hay muchas diferencias en el ADN y el ARN y, para empezar, el ADN está compuesto de desoxirribosa de azúcar ligeramente diferente al ARN que contiene azúcar ribosa. El ADN tiene dos hebras, mientras que el ARN es monocatenario. En términos de bases, el ADN está compuesto de timina pero el ARN tiene una base diferente, es decir, uracilo. Otra diferencia entre el ADN y el ARN es que el ADN puede replicarse mientras que el ARN se sintetiza a partir del ADN. 

 

5. ¿Cuántos tipos de ADN hay en una célula? 

El ADN autosómico y el ADN mitocondrial son los dos tipos de ADN que se encuentran en una célula. Hay 22 pares de cromosomas en el ADN autosómico (también conocido como ADN nuclear). En cada par de autosomas, un autosoma se puede heredar de la madre y el otro del padre. El ADN autosómico se transmite de ambos padres y puede revelar información sobre los antepasados ​​de una persona.

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