Par de bases (pb)

Qué es un par de bases

Cada par de bases une dos bases nitrogenadas de hebras opuestas: adenina con timina, y citosina con guanina, siguiendo las reglas de complementariedad que James Watson y Francis Crick propusieron el 25 de abril de 1953 en la revista Nature. Se apoyaron en las imágenes de difracción de rayos X obtenidas por Rosalind Franklin y Maurice Wilkins, y en las proporciones de bases que había descrito antes el bioquímico Erwin Chargaff.

El National Human Genome Research Institute compara la estructura resultante con una escalera de caracol: los pares de bases son los peldaños, y las hebras alternas de azúcar y fosfato, los pasamanos. Un único par de bases mide alrededor de 3,4 ångström de largo. Multiplicada esa cifra por los aproximadamente 3200 millones de pares del genoma humano haploide, se obtiene una idea aproximada de la escala con la que trabaja la biología molecular.

Cómo se abrevia y con qué unidades se combina

La abreviatura habitual es pb (bp en la literatura en inglés). Como unidad resulta poco práctica para secuencias largas, así que se combina con los prefijos del sistema métrico: kilobase (kb) equivale a mil pares de bases; megabase (Mb), a un millón; gigabase (Gb), a mil millones. El genoma mitocondrial humano, de unas 16,6 kb, suele describirse en esa unidad; el genoma nuclear completo, mucho mayor, se mide en gigabases.

Cuando la molécula es monocatenaria, como ocurre con buena parte del ARN o con determinadas formas de ADN de una sola hebra, la unidad cambia: se habla de nucleótidos (nt), no de pares de bases, porque no existe una segunda hebra con la que emparejarse. El nucleótido cuenta una hebra; el par de bases, dos. No son lo mismo. También existe el centimorgan, una unidad distinta que no mide distancia física sino frecuencia de recombinación, y cuya equivalencia en pares de bases varía mucho de una región del genoma a otra.

Diferenciación con conceptos afines

El par de bases no debe confundirse con la base nitrogenada, que es el componente químico individual, ni con el nucleótido, la unidad estructural completa formada por una base, un azúcar y un grupo fosfato. El par de bases es, en cambio, una unidad de medida: describe la relación entre dos nucleótidos enfrentados, no una molécula aislada. Por eso puede aplicarse tanto al ADN bicatenario como a las regiones de doble cadena que forma ocasionalmente el ARN, por ejemplo al plegarse sobre sí mismo.

Preguntas frecuentes

¿Por qué se eligió el par de bases como unidad de medida?

Porque refleja la propia arquitectura del ADN bicatenario: contar peldaños de la escalera resulta más natural que contar solo una de las dos barandillas. Watson y Crick describieron esa estructura de doble hélice el 25 de abril de 1953, y desde entonces el par de bases se convirtió en la unidad de referencia para expresar la longitud del material genético.

¿Cuántos pares de bases tiene el genoma humano?

Unos 3200 millones, en su versión haploide. La cifra exacta varía ligeramente según el método de secuenciación y la versión del ensamblaje genómico empleada.

¿Es lo mismo un par de bases que un nucleótido?

No. El nucleótido es la unidad estructural completa de una sola hebra: base, azúcar y fosfato. El par de bases describe la unión de dos nucleótidos de hebras opuestas mediante puentes de hidrógeno, y solo tiene sentido en moléculas de doble cadena.

¿Qué diferencia hay entre pb, kb, Mb y nt?

Las tres primeras, pb, kb y Mb, son múltiplos de la misma unidad: pares de bases, mil pares de bases y un millón de pares de bases, respectivamente, todas aplicables a ácidos nucleicos bicatenarios. La sigla nt, en cambio, corresponde a nucleótidos y se reserva para moléculas monocatenarias, donde no existe una segunda hebra con la que formar el par. Un genoma vírico de ARN de cadena sencilla, por ejemplo, se describe en nt; un cromosoma humano, en Mb. La confusión entre ambas siglas es habitual incluso en textos científicos, sobre todo al trabajar con virus, cuyo material genético puede ser mono o bicatenario según el grupo al que pertenezcan.

Referencias

1. Par de bases. Glosario de genética, National Human Genome Research Institute (NHGRI).
2. Breve historia del Proyecto del Genoma Humano. National Human Genome Research Institute (NHGRI).
3. Par de bases. Diccionario de genética, Instituto Nacional del Cáncer (NCI).
4. Par de bases. Glosario de Genética, Fundación Instituto Roche.