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CIENCIA CIENCIA HOY Ciencia hoy Ácidos nucleicos: ¿Por qué el uracilo no está presente en el ADN?
CIENCIA CIENCIA HOY Ciencia hoy Ácidos nucleicos: ¿Por qué el uracilo no está presente en el ADN?Ácidos nucleicos: ¿Por qué el uracilo no está presente en el ADN?
Bertha Pérez Hernández y Tobías Portillo Bobadilla
El ADN y el ARN son macromoléculas que están presentes en todos los seres vivos, abordaremos las similitudes y diferencias que hay entre ellas y cómo es que el ADN se ha adaptado y evolucionado para lidiar con las mutaciones.
Palabras claves: ADN, ARN, nucleótidos, timina, uracilo.
Los ácidos nucleicos son macromoléculas presentes en todos los seres vivos. La importancia de estas macromoléculas radica en sus funciones: el almacenamiento, la expresión y la transmisión de la información genética. Existen dos tipos de ácidos nucleicos, el ADN y el ARN. El ADN o ácido desoxirribonucleico está compuesto por cuatro elementos que son conocidos como nucleótidos: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Estos cuatro nucleótidos funcionan como nuestro abecedario, es decir, el acomodo de estas “letras” forma “palabras”, y debido a que se caracteriza por ser de doble cadena, en cada cadena podemos leer y formar enunciados que van en sentidos contrarios. ¿Saben cómo se forma la doble cadena? Los nucleótidos forman parejas, la adenina se junta con la timina y la guanina con la citosina. Cada nucleótido se mantiene unido por un enlace químico, llamado puente de hidrógeno. El ácido ribonucleico o ARN es de cadena
sencilla, aunque en ocasiones puede formar segmentos de cadena doble. Otra de las diferencias entre el ARN y el ADN es el azúcar presente en su estructura química; en el ARN se encuentra una ribosa y en el ADN una desoxirribosa. El ARN está formado por cuatro nucleótidos: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y uracilo (U). Como habrán notado el ARN presenta un nucleótido distinto al ADN, un uracilo en lugar de la timina. ¿Qué tiene de diferente el uracilo de la timina? La timina tiene una estructura química similar al uracilo (ver figura 3). Su diferencia es el grupo metilo (CH3) que presenta la timina en su esqueleto. Podemos decir que la timina es un uracilo metilado. Diversos textos mencionan que el uracilo es exclusivo del ARN, sin embargo, es común encontrar al uracilo en las cadenas de ADN.
La presencia de uracilo en el ADN se puede explicar por dos motivos: la mutación espontánea que sufre la citosina, y que elimina el grupo amino (NH2) del nucleótido dando lugar a uracilo, y la incorporación errónea de uracilo en vez de timina durante la copia o reparación del ADN. Esto último sucede porque muchas ADN polimerasas (enzimas encargadas de formar 
el ADN) de bacterias y eucariontes no distinguen entre timina y uracilo al incorporar los nucleótidos. Pese a que existe un proceso que favorece una mayor cantidad de U en el ADN, ¿por qué no es abundante en esta macromolécula? ¿Por qué se prefiere usar la T en el ADN? Diversas fuentes han reportado, que los uracilos presentes en el ADN son una señal
de muerte celular. Destino poco halagador. Por otro lado, también se ha observado que la presencia de uracilo en el ADN es un indicativo de ADN dañado y esto activa el mecanismo de reparación eliminando a los uracilos. El uso de una maquinaria celular que remueva a los uracilos implica un gasto energético muy grande. ¿Por qué invertir en un proceso costoso? Existen diversas hipótesis del por qué el ADN prefiere la T en lugar de U. Una de las teorías hace alusión a la capacidad que tiene la T de ser resistente a la radiación a diferencia del uracilo que es fotosensible, lo que indicaría que el ADN prefiere usar T sobre U por ventaja selectiva.
Otra de las tesis que se han manejado es que el ADN prefiere a la timina porque se facilita el reconocimiento de enzimas que son necesarias para el procesamiento del ADN, sin embargo, hasta el momento no se ha podido comprobar esta hipótesis. La enzima ADN polimerasa usa indiscriminadamente tanto al uracilo como a la timina; rebatiendo por completo esta teoría.
Diversos reportes relacionan la presencia de U en el ADN con daños que afectan gravemente la función celular, lo que podría contribuir a desarrollar enfermedades así como distintos tipos de cáncer. Tomando en cuenta toda la información disponible se puede notar que el ADN ha evolucionado de tal forma que evita incorporar errores que afecten la función celular, de esa manera se explicaría por qué la timina ha ganado la batalla contra el uracilo.
Pies de figuras
Fig 1. Estructura del ADN y ARN. Autor: Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.
Fig 2. Nucleótidos. Puentes de hidrogeno y principales características. Autor: Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano.
Fig 3. Estructura del uracilo y la timina. Autor: Tobías Portillo
Fig 4. Ácidos nucleicos presentes en todos los seres vivos. Dominio público
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- Brotes de bambú, un nuevo alimento para México
- Día Mundial de las Abejas
- Lombrices de tierra…¿de colores?
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- La marchitez de los cultivos causada por los hongos Fusarium
- Conservando la biodiversidad amenazada mediante áreas protegidas comunitarias y privadas
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- Los colores del mar: mareas rojas, bioluminiscencia y dinoflagelados
- Las aves y los glucocorticoides
- El chinine, un aguacate silvestre nativo de México
- ¿Qué entendemos por hábitat y qué importancia tiene para la fauna?
- Cuando los lazos más débiles en reñida son los más fuertes
- Nuestro fósforo de cada día
- Jardín etnobiológico en el Jardín Botánico Fco. J. Clavijero
- Ciencia del diseño
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- El éxito de los escarabajos estercoleros exóticos
- Naucóridos: chinches del agua
- ¿Escasez de arena? Una mirada a la otra cara de nuestro planeta
- Los humedales refrescan las ciudades
- Viveros de plantas nativas: una estrategia para la conservación y restauración
- Contaminación lumínica
- La revolución terrestre de las plantas con flor y la hiperdiversidad en insectos
- Psicología ambiental, una ventana hacia la conservación
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- Contaminación lumínica, salud y biodiversidad
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- Diferentes formas de firmado electrónico en México
- Alquimia: entre la magia y la química
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- Taxonomía integrativa
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- Brindis por el 45° aniversario del Jardín botánico Francisco Javier Clavijero
- Jardín Botánico Clavijero: naturaleza, ciencia, educación y sociedad
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- Helechos ornamentales para cultivar en Xalapa
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- Festejemos al suelo, 5 de diciembre Día mundial del suelo
- Aves y zonas agrícolas
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- Prácticas sustentables de control parasitario
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- Microsatélites: secretos evolutivos del ADN
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- Jardines de mariposas, una oportunidad para acercarnos a estos maravillosos insectos
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- 40 años de éxitos del Instituto de Ecología, A.C.
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- El INECOL y el Ayuntamiento de Xalapa firmaron un convenio de colaboración para saneamiento del agua
- Manejo ecosistémico de recursos naturales
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- Adéntrate en el bosque
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- Aliens invasores a la venta: comercio de mascotas exóticas
- Chicatanas: las hormigas que cortan hojas para cultivar hongos
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- La comunicación química en la naturaleza: Ecología Química en el INECOL
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- Reconocimiento a la Dra. Patricia Moreno-Casasola por su labor en favor de la ecología
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- El Cambio Climático desafiando la integridad ecológica
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- La situación de la calandria de Fuertes (Icterus fuertesi): una especie veracruzana en riesgo
- La conservación: una disciplina que necesita promoverse
- La acumulación de estiércol en los pastizales ganaderos
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