¡Interesante pregunta! No existe realmente una “base” desoxirribonucleica, como explicaré, la acidez del ADN y el ARN deriva de los aspectos más fundamentales de su estructura. Pero su intuición de que debe haber algo para contrarrestar la acidez del ADN es en realidad correcta . Para entender por qué, necesitaremos analizar la razón por la cual el ADN es ácido.
Pero primero, en el espíritu de su pregunta, ¿por qué el ADN se llama “ácido desoxirribonucleico”, en lugar de algo más descriptivo, como “increíble polímero que codifica la información”? Las clases de biología básica a menudo no discuten la “A” en el ADN, pero es una propiedad de profunda importancia biológica y química. Cuando se descubrió por primera vez el ADN, no se conocía la naturaleza de la información genética ni la estructura del ADN. La acidez del ADN brindó a los científicos una manera fácil de purificar el ADN del resto de la sopa química que se encuentra en una celda, que se hizo por primera vez en 1878, mucho antes que Watson y Crick, Hershey y Chase, o incluso el redescubrimiento de la herencia mendeliana. El nombre ADN realmente resume prácticamente todo lo que se sabía sobre la molécula a fines del siglo XIX: era un compuesto ácido, parcialmente compuesto por desoxirribosa, que residía dentro de los núcleos celulares. Podemos atribuir a la terquedad de los científicos el hecho de que el nombre se haya quedado para enredar a generaciones de estudiantes de biología.
En la acidez del ADN: como ya sabrá, los ácidos nucleicos son cadenas de moléculas más pequeñas llamadas nucleótidos. Una vez incorporado a la cadena, cada nucleótido también se puede unir a otro tipo de nucleótido – A a T, y C a G **. Cuando dos cadenas contienen largas secuencias de nucleótidos susceptibles de tal unión, pueden formar la doble hélice icónica como se muestra en la imagen a continuación.
Mirando a la derecha de la doble hélice, vemos ejemplos de cada uno de los cuatro nucleótidos, T, A, C y G **. En el exterior de cada molécula, verás un grupo amarillo y naranja, que es un grupo fosfato. En esta figura, cada grupo de fosfato se ha dibujado con dos hidrógenos unidos. Uno de esos hidrógenos se ve desplazado por el enlace fosfodiéster que forma la cadena principal del ácido nucleico, por lo que nos deja con un átomo de hidrógeno por nucleótido. Sin embargo, casi nunca verás el ADN con un aspecto como este bajo condiciones fisiológicas. Los grupos fosfato absorben mucho electrones, lo que hace que esos enlaces oxígeno-hidrógeno sean bastante débiles, por lo que en una célula, encontrará que casi todos esos hidrógenos ya se han caído, como en la imagen siguiente. Recordando que un ácido (al menos según Brønsted y Lowry) es una sustancia capaz de donar un ion H +, comprenderá inmediatamente por qué el ADN y el ARN deben ser ácidos.
Los ácidos nucleicos en realidad son bastante ácidos: más ácido que el ácido cítrico, y bastante más ácido que el ácido acético (vinagre), pero menos ácido que, por ejemplo, el ácido clorhídrico.
Otra cosa que puedes notar en la segunda imagen es que cuando un átomo de hidrógeno se desprende de un grupo fosfato, deja una carga negativa. Esta es una consecuencia directa de la acidez del ADN y conduce a un problema biológico. Sabemos que el ADN está muy empaquetado en el núcleo de la célula. Tiene que ser; si todo el ADN en el núcleo de una célula humana se pusiera de punta a punta, tendría alrededor de 2 metros de longitud (!!!), sin embargo, el diámetro del núcleo de una célula promedio es solo 1/10 del ancho de un cabello. Pero también sabemos que las cargas similares se repelen, y el ADN tiene muchas cargas negativas. Entonces, ¿cómo puede la célula envolver todo ese ADN en una proximidad tan grande sin explotar?
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¿Qué códigos epigenéticos además de la metilación y la modificación de histonas existen para el ADN?
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La respuesta es que todas las células *** tienen proteínas básicas cargadas positivamente llamadas histonas que se unen al ADN para neutralizar su carga negativa y permitir que se empaquete de manera eficiente. En la imagen a continuación, el ADN forma circuitos ordenados alrededor de un complejo de histonas.
Como puede ver, el ADN es realmente ácido. Esta acidez hace que el ADN tenga una carga negativa en condiciones de vida, y la naturaleza ha desarrollado mecanismos que están presentes en todas las células vivas para tratar esta propiedad.
Otras lecturas:
http://en.wikipedia.org/wiki/DNA
http://en.wikipedia.org/wiki/DNA…
http://en.wikipedia.org/wiki/His…
Notas al pie:
* Como señala Ryan Carlyle, cada ácido tiene una base conjugada. Así como un hidrógeno puede caerse de uno de los grupos fosfato del ADN, una reacción en la que el ADN actúa como un ácido, ese mismo hidrógeno también podría volver a unirse al anión fosfato cargado negativamente, con el ADN actuando como una base. Sin embargo, en una solución tamponada, y en la mayoría de los pHs fisiológicos, el anión cargado negativamente es mucho más estable que la especie no cargada, por lo que una molécula de ADN colocada en una solución de agua adoptará casi inmediatamente una configuración de equilibrio donde ha perdido todos sus hidrógenos
** Estrictamente hablando, T, A, C y G son todas nucleobases, no nucleótidos, pero es más confuso escribir los nombres reales de las moléculas que se muestran: TMP, AMP, CMP y GMP. http://en.wikipedia.org/wiki/Nuc…
*** Todas las células HUMANAS y la gran mayoría de las células eucarióticas contienen histonas. Las bacterias no tienen histonas (o núcleos) pero sí tienen proteínas de unión al ADN más pequeñas que sirven para el mismo propósito, mostrando que contrarrestar la carga negativa del ADN fue uno de los primeros problemas que la vida tuvo que resolver.
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