Tema: diferencia entre ADN y ARN
Autor: Daniel Corona
El Ácido Desoxirribonucleico (ADN) y el Ácido Ribonucleico (ARN) forman parte de los ácidos nucleicos, que son las moléculas encargadas de portar toda nuestra información genética. Sin embargo, la mayoría de la gente no sabe exactamente cuál es la diferencia entre ADN y ARN.
Durante décadas se han estudiado y se siguen estudiando estas cadenas de nucleótidos con la intención conocer más a fondo el código genético del ser humano y en general de los seres vivos. Si lo explicamos de una manera simplista, llegamos a la conclusión de que estos ácidos son los portadores de las instrucciones que los organismos adultos pasan a sus descendientes para hacer de una especie algo único. Es por eso que los humanos sólo somos capaces de engendrar seres humanos. Y así con todos los seres vivos. (National Human Genome Research Institute, 2019)
Principal diferencia entre ADN y ARN
¿Qué diferencia hay entre el ARN y ADN? Si bien ambos cumplen una función dentro de la genética, existen claras diferencias entre ADN y ARN. Indicamos a continuación las más relevantes:
Lo primero que debemos resaltar, es que ambos desempeñan una función distinta. El ADN se encarga de almacenar nuestra información genética y de transferirla. Por su parte, el ARN debe decodificar y transformar la información genética que se almacena en el ADN con la intención de que el organismo pueda producir proteínas. Podemos decir que el ARN es una especie de mensajero entre el ADN y los ribosomas. (Mackenzie, 2021).
También encontramos diferencias en su composición estructural. El ADN contiene dos largas hélices que se enredan entre sí formando una especie de espiral, mientras que el ARN solo posee una hélice que es bastante más corta.
Hablando de la estructura química, el ADN tiene un grupo hidroxilo menos que su contraparte, lo que la convierte en una molécula mucho más estable y menos reactiva en condiciones alcalinas. (ADN Institute, 2020)
Qué es el ADN
Definición de ADN
Existen distintas definiciones, pero casi todas coinciden en los elementos más importantes. A continuación especificamos un par de ellas:
“El ADN es una molécula del interior de la célula que contiene la información genética responsable del desarrollo y el funcionamiento de un organismo. Estas moléculas son el medio de transmisión de la información genética de una generación a la siguiente”. (Instituto Nacional del Cáncer, s.f.)
Por su parte, el National Human Genome Research Institute (NIH) define al ADN como «la molécula que contiene la información genética de todos los seres vivos”.
Estructura del ADN
La estructura primaria del ADN está conformada por una doble hélice que parece a una especie de escalera giratoria. Los escalones (por llamarlos de algún modo) están conformados por pares de bases nitrogenadas, mientras que las partes laterales están compuestas por moléculas de azúcar y grupos de fosfatos.
La longitud de estas moléculas es sumamente variable. Como referencia, el cromosoma más pequeño que se encuentra en el ADN, el cromosoma 21, está compuesto por 48 millones de bases.
Tipo de cadena del ADN
Una molécula de ADN está formada por dos cadenas serpenteantes que avanzan de forma paralela, pero giratoria. En cada una de estas cadenas encontramos una especie de espina dorsal en la cual encontramos un azúcar (desoxirribosa) y un grupo fosfato. (Francis S. Collins, s.f.)
Composición química del ADN
Como bien sabemos, toda nuestra información genética se encuentra contenida dentro del ADN. Toda la información está contenida en un código formado por cuatro bases químicas:
Adenina (A)
Guanina (G)
Citosina (C)
Timina (T)
Características del ADN
Las características del ADN son sumamente particulares. Lo primero que debemos decir es que se encuentra empaquetado dentro de los cromosomas. Si no fuera así, el ADN de tan solo una célula tendría una longitud superior a los dos metros.
Otra característica interesante es que el ADN humano tiene aproximadamente tres mil millones de bases. Y de esa cifra, más del 99% son exactamente iguales en todas las personas. (MedLine Plus, s.f.)
Localización del ADN
El ADN lo encontramos concentrado en el núcleo de las células. Debido al tamaño microscópico de las células, cada molécula de ADN debe de estar correctamente empaquetada en los cromosomas. (National Human Genome Research Institute, 2019)
Longitud del ADN
Hablar de una longitud del ADN de forma exacta es prácticamente imposible. Sin embargo, dentro de la comunidad científica parece existir consenso en que el ADN comprendido en el interior de una sola célula, si se estirara, tendría una extensión superior a los dos metros de largo.
Por otro lado, la extensión total del ADN presente en el interior de todas nuestras células sería lo suficientemente largo para recorrer en dos ocasiones el diámetro del Sistema Solar. (Ashworth, s.f.)
Transcripción del ADN
Para lograr que la información genética suceda, el primer paso es la transcripción de la información contenida en el ADN. La información de un gen se usa para poder generar un elemento que resulte funcional, como lo puede ser una proteína.
Al realizar la transcripción, lo que se logra es hacer una copia de ARN de la secuencia de ADN de un gen.
Esquema del ADN
A continuación vemos un esquema del ADN en el que podemos ver los distintos elementos que lo conforman.
Tipos de ADN
Los tipos de ADN pueden depender de distintos factores.
En primer lugar, de acuerdo a su estructura:
- Monocaternario: Cuando es sólo una cadena de ADN. Aquí no se presentan los pares de bases; tan sólo encontramos una secuencia lineal enrollada sobre sí misma de forma circular.
- Bicaternario: Esta es la forma más común de ADN, la imagen de doble hélice que todos estamos acostumbrados a ver.
Por su estructura secundaria:
- ADN – A: Es el ADN con un 75% de humedad que se presenta en condiciones de humedad escasa. Solo se encuentra en muestras experimentales, pero no en células vivas.
- ADN – B: Es la forma predominante de ADN en la naturaleza. Lo encontramos en forma de disolución en condiciones de humedad relativa al 92%.
- ADN – Z: Se presenta con una doble hélice, pero enrollado hacia la izquierda.
Por su funcionalidad:
- ADN codificante: Es el que tiene los genes que llevan la información de la síntesis proteica dentro del genoma.
- No codificante: Representan casi el 99% de nuestro código genético. Son secuencias de ADN que no codifican proteínas.
Síntesis del ADN
Casa una de las cadenas del ADN funciona como si fuera un molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. Así, pasamos de tener una a dos moléculas de ADN de doble hélice, y cada una tendrá una cadena nueva y otra “vieja”.
Es importante mencionar que la enzima ADN polimerasa es la responsable de la síntesis del ADN. (Khan Academy, s.f.)
Extracción del ADN
Seguramente están familiarizados con este proceso si es que alguna vez han visto series o programas de investigación policiaca. El proceso de extracción del ADN consiste en obtener moléculas de ADN a partir de material biológico, el cual puede ser sangre, saliva o cualquier tejido. Para esto es necesario emplear una serie de procesos físicos y químicos. (Rojas, 2020)
Qué es el ARN
Definición de ARN
Las siglas ARN son la forma abreviada de referirse al ácido ribonucleico. Existen múltiples definiciones, por lo que a continuación pondremos un par de ellas:
«El ARN es un tipo de ácido nucleico que posibilita la síntesis de proteínas. El ARN es el que permite que la información genética sea comprendida por las células». (Universidad Internacional de Valencia, 2018)
«El ARN es una molécula similar al ADN, pero que, a diferencia de esta, es de cadena sencilla. Su función es codificar la información genética comprendida en el ADN». (CIGNA, 2021)
Estructura del ARN
El ARN es una molécula de cadena sencilla. La hebra de ARN está formada por un eje que está compuesto por un azúcar (ribosa) y diversos grupos de fosfato de forma aleatoria. (National Human Genome Research Institute, s.f.)
Tipo de cadena del ARN
Mientras que la cadena del ADN es de doble hélice, el tipo de cadena del ARN es sencilla. El núcleo de dicha cadena tiene una ribosa, que es un azúcar de cinco carbonos, a diferencia del ADN que cuenta con una desoxirribosa. Además, presenta una de las cuatro bases nitrogenadas y un grupo fosfato. (Khan Academy, s.f.)
Composición química del ARN
Químicamente hablando, el ARN cuenta con 4 bases nitrogenadas que son adenina, citosina, uracilo y guanina. El uracilo es una pirimidina (un compuesto orgánico similar al benceno) que, estructuralmente, es muy similar a la timina, que es la pirimidina presente en el ADN. (Suzanne Clancy, 2008)
Características del ARN
Quizá la principal característica del ARN es que, a diferencia del ADN, este no almacena información genética. Su función es más la de codificarla y transportarla para que esta información se convierta en una cadena de aminoácidos.
Entre sus características principales, sobresale el hecho de que presenta una sola cadena (a diferencia del ADN que cuenta con dos), que contiene azúcar ribosa y que, gracias a la presencia del uracilo, puede formar puentes de hidrógeno con la adenina.
Localización del ARN
Al igual que el AND, la localización del ARN se encuentra dentro de la célula, de forma concreta en el núcleo. Sin embargo, el ARN posteriormente sale al citoplasma donde cumple su función de codificación.
Longitud del ARN
La longitud del ARN es infinitamente más corta que la del ADN. Mientras que una molécula de ácido desoxirribonucleico en un cromosoma puede tener hasta 250 millones de nucleótidos, la mayoría de las moléculas de ácido ribonucleico presenta tan sólo algunos miles de ellos. (National Center for Biotechnology Information, s.f.)
Transcripción del ARN
La función básica del ARN es la de codificar la información genética, lo cual se da en dos procesos: transcripción y traducción de la información. La transcripción ocurre en el núcleo celular y, una vez que concluye, el ARN sale y se ubica en un ribosoma dentro del citoplasma, que es donde se da la traducción o codificación del contenido genético.
Esquema del ARN
A continuación vemos un esquema del ARN en el que podemos ver los distintos elementos que lo conforman.
Tipos de ARN
Existen distintos tipos de ARN, dependiendo de la función que desempeñan:
- ARN Mensajero (ARNm): Representa sólo el 5% del RNA presente en una célula. Su función es copiar y transportar el código genético del ADN hacia los ribosomas.
- ARN de Transferencia (ARNt): Su función es la transferencia de aminoácidos durante la síntesis de proteínas hacia los ribosomas, de ahí su nombre. Son polímeros cortos de entre 75 y 95 nucleótidos y cada uno de los 20 aminoácidos cuenta con un ARNt específico que se une a él y lo transfiere.
- ARN Ribosómico (ARNr): Representa el 80% del ARN presente en las células y, como su nombre lo indica, lo encontramos en los ribosomas de las mismas. Los ARNr se combinan con proteínas y enzimas en el citoplasma y es a partir de dicha combinación que se genera el espacio para la síntesis de proteínas. (Susha Cheriyedath, 2021)
- ARN reguladores: Son algunos elementos complementarios de ARN que cumplen funciones específicas: interfieren en la replicación para suprimir genes específicos, inhiben la transcripción y regulan la expresión génica.
- ARN catalizador: Operan como catalizadores en el proceso de síntesis. (Concepto, 2021)
Síntesis del ARN
A pesar de existir muchas similitudes en la síntesis del ADN y el ARN, también existen algunas diferencias muy importantes:
- En la síntesis de RNA se usan ribonucleótidos en lugar de desoxirribonucleótidos;
- En la composición química del ARN, el uracilo sustituye a la timina presente en el ADN.
- La síntesis de ARN no incluye un iniciador., dado que las RNA polimerasas tienen la capacidad para iniciar la síntesis de novo
- Todo el genoma debe copiarse, solo una vez, durante la replicación del DNA. No hay una función de corrección de pruebas eficiente, muy activa, en el transcurso de la transcripción del RNA. (Weil, 2012)
Extracción del ARN
Por lo general, la extracción del ARN de seres humanos se realiza con la intención de realizar estudios genéticos o bien para investigar sobre ciertas enfermedades. Para estos fines, se puede realizar la extracción del ARN total o tan solo del ARNm (mensajero). (Rodríguez, Rizo, & Mora, s.f.)
Semejanzas entre el ADN y ARN
Existen múltiples semejanzas entre el ADN y el ARN. A continuación, las más relevantes:
- Ambos son ácidos nucleicos.
- Tanto en el ADN como en el ARN se almacena información genética.
- Químicamente hablando, ambos ácidos nucleicos consisten de azúcar, bases nitrogenadas y un esqueleto de fosfato.
- En ambos casos cuentan con cuatro bases nitrogenadas, de las cuales tres son comunes para el ADN y el ARN.
- Ambas moléculas son sintetizadas por la polimerasa, que es una enzima.
- En ambas moléculas, la guaina y la citosina son complementarias entre sí.
- En ambas moléculas, los pares de bases complementarias están conectados por enlaces de hidrógeno. (Helmenstine, 2022)
Cuadro comparativo entre ADN y ARN
En el siguiente esquema, resulta mucho más fácil entender las similitudes y las diferencias entre las cadenas de ADN y ARN.
Diferencia entre bases nitrogenadas de ADN y ARN
Existen múltiples diferencias entre en ADN y el ARN, a continuación, plantearemos las más relevantes:
La porción de azúcar presente en el ADN es desoxirribosa, mientras que en el ARN es ribosa. Esta diferencia es la que le da nombre a ambas moléculas (ácido desoxirribonucleico y ácido ribonucleico respectivamente).
La molécula del ADN presenta una doble hélice con una muy larga cadena de nucleótidos mientras que el ARN sólo cuenta con una hélice y la cadena de nucleótidos es mucho más corta.
Las bases nitrogenadas presentes en el ADN y en el ARN son cuatro. Tres de ellas (adenina, guanina y citosina) son las mismas en ambas moléculas. La diferencia radica en la cuarta: El ADN tiene timina mientras que el ARN presenta uracilo.
Mientras que el ADN se autorreplica, el ARN se sintetiza desde el ADN tantas veces como sea necesario.
Los rayos UV pueden generar daños sobre el ADN mientras que el ARN es resistente a sus efectos.
También existe una diferencia muy clara en cuanto a su ubicación. El ADN podemos encontrarlo en el núcleo de las células y en las mitocondrias mientras que, en el ARN, la ubicación depende del tipo de ARN en cuestión y puede ser encontrado en el núcleo, en el citoplasma o en el ribosoma.
La estabilidad del ARN es menor que la del ADN, ya que este último está protegido por proteínas además de que cuenta con diversos mecanismos de reparación.
Las funciones son otra de las principales diferencias que podemos encontrar: El ADN se encarga de almacenar y transferir la información genética mientras que el ARN funge como mensajero y decodificador entre el ADN y los ribosomas. Además, el ARN también funciona como catalizador de reacciones bioquímicas. (Aryal, 2018)
Preguntas frecuentes sobre ADN y ARN
Existes muchas preguntas que son constantes cuando hablamos de ADN y ARN. A continuación, buscaremos resolver las más frecuentes:
¿Las bacterias tienen ADN y ARN?
La respuesta corta es “Sí”. Las bacterias cuentan con ADN, pero a diferencia de los seres vivos de mayor tamaño, las bacterias presentan una molécula única de ácido desoxirribonucleico, con doble cadena y de forma circular. Esa molécula recibe el nombre de “cromosoma bacteriano”.
Además, algunas bacterias presentan ADN extracromosómico, que también es circular y cerrado. Este último recibe el nombre de ADN plasmídico. (L. Betancor, 2006)
¿Qué significan las siglas ADN y ARN?
ADN significa “Ácido Desoxirribonucleico” mientras que ARN significa “Ácido Ribonucleico”.