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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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- El escarabajo africano, ¿migrante o invasor?
- Humedales flotantes y cambio climático
- Integridad ecosistémica y salud humana: el caso de las enfermedades transmitidas por insectos
- ¿Reforestar o restaurar ecosistemas?
- El Jardín Botánico Fco. Javier Clavijero y la colección nacional de cícadas
- Escarabajos ambrosiales: demografía y cambio climático
- Arrecifes coralinos
- Insectos Trips: los vemos en cada flor
- La percepción socioambiental de la vida silvestre
- Diversidad faunística del desierto chihuahuense
- Árboles fuera del bosque recursos forestales en el futuro
- Transmisión y especificidad de muérdagos
- La encrucijada de los insectos en el Antropoceno
- Nuevas especies vegetales, riesgos y alternativas
- La nueva era de los fertilizantes
- El polen y las abejas: una relación más compleja de lo que aparenta
- Fragmentación del hábitat en plantas: un método para estudiarla
- Globalización y biodiversidad: especies exóticas invasoras
- ¿Bichos para la cena?
- Los murciélagos no son los villanos en el drama del Coronavirus
- El águila real y el pastizal
- Importancia de conocer y conservar a los anfibios
- Los escarabajo del estiércol en la mitología humana
- Caminando entre verdes oportunistas
- El reloj de los mamíferos
- Zoológicos: esfuerzos incomprendidos conservando fauna
- Diversidad y madrigueras de roedores
- Colecciones biológicas en Veracruz
- El agua de la Cuenca Alta de la Antigua
- El silencio de la humanidad y la reaparición de la fauna silvestre
- Toritos cavadores del suelo
- ¿De dónde vienen las plantas?
- Biotecnología aplicada en la acuicultura
- Comunicación química planta – bacteria
- Nudibranquios: Criaturas de fantasía
- Innovación tecnológica inspirada en la naturaleza
- La función secreta de las alas en las moscas de la fruta
- La cacerolita de mar
- La vida de los escarabajos entre luz y oscuridad
- Seguridad alimentaria: Nuestras soluciones están en la naturaleza
- Los microRNAs, orquestadores de las respuestas de defensa de las plantas
- Refugios cavernícolas, importantes en la conservación de los murciélagos
- Los perfumes de las bacterias
- La planta madre del jitomate, un aporte ancestral
- Diversidad de haemosporidios en Aves de Isla Socorro
- México, pueblo que come hongos, especies silvestres y cocina nacional
- Información básica y recomendaciones de manejo de mascotas ante el COVID-19
- COVID-19 lejos de mi casa
- Coronavirus confronta escasez de agua
- Los cafetales bajo sombra brindan mucho más que café
- Nuevo estudio muestra la vulnerabilidad de las ciudades mexicanas ante COVID-19, la sobrecarga de sus sistemas públicos de salud y la importancia del distanciamiento social
- El biocontrol en la era del miocrobioma
- ¿Es una buena idea invertir en salud y ciencia?
- Predicción cumplida: otra pandemia
- Mapas: herramientas contra desastres naturales
- Una frontera desconocida: la copa de los árboles
- Solidaridad hídrica frente al COVID-19
- ¿Las cícadas tóxicas, son comestibles?
- ¿Qué es el Microscopio Electrónico de Transmisión?
- Conociendo a los hongos fitopatógenos
- Parásitos: mala fama, seres fascinantes
- Bacterias que nutren
- Calidad e maíces para alimentos tradicionales
- ¿ Se conservan los mamíferos?
- Diversidad filogenética: más allá del número de especies
- Sustrato orgánico para el crecimiento vegetal
- Un virus bioinsecticida para el control del gusano terciopelo de la soya
- Bioluminiscencia, fascinante fenómeno natural
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- Hallazgos científicos en los nidos de las aves
- Usos del maíz
- Las aves silvestres no son mascotas
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- La función de la vegetación ribereña y la calidad de los ríos
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- Secuestro de carbono en los desiertos de México
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- Humboldt, el gran inspirador
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- ¿A dónde y cómo se mueven los insectos?
- Dengue: recomendaciones para el público en general
- Energía del océano como alternativa
- Abejas: joyas de nuestros bosques
- Vegetación, Humboldt y gradiente altitudinal
- Islas Marías y los muros de agua
- Conociendo los acantocéfalos en México
- Gatos ferales
- Oportunidades de investigación en torno al cultivo de frutos suaves en México
- Escarabajos: Los buenos somos más
- Día Nacional de los Jardines Botánicos 2019
- Limpiando agua en humedales con flores
- Aire no contaminado con biorefinerías
- Biodiversidad y seguridad alimentaria
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- Oxalidaceae, una familia de plantas escasamente conocida con gran potencial utilitario.
- Encuentran migas de pan de 14,400 años en Jordania
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- ¿Porque conservar la biodiversidad?
- La cría de escarabajos estercoleros en áreas ganaderas de Veracruz, como respuesta al efecto económico de la Ivermectina aplicada al ganado
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- 1er Festival ECOPICS de la Montaña un evento a recordar…
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- La ganadería y la pérdida de la biodiversidad
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- Ciudades: amenazas y oportunidades para la biodiversidad
- Los azafrancillos mexicanos
- Programar para preservar
- Percepcion y conservación de los bosques aledaños a la ciudad de Xalapa
- INECOL y Ganadería Sustentable de Veracruz
- Firma de convenio EER-INECOL con CANACINTRA
- Vida silvestre
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- Un lenguaje común entre plantas y bacterias, y su importancia en la producción agrícola
- Los hongos microscópicos saprobios. Un valioso recurso pobremente conocido en México
- Un nuevo patrimonio mundial el Valle de Tehuacán - Cuicatlán: hábitat originario de Mesoamérica
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- Microscopía electrónica de barrido y microanálisis de elementos del Clúster Científico y Tecnológico BioMimic®
- Escarabajos fruteros en México
- Parque Nacional Revillagigedo: un legado de conservación a posteridad
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