Bioquímica Fundamental: Nucleótidos, Estructura del ADN y Componentes Celulares Esenciales

Bioquímica y Estructura Celular: Componentes Esenciales

Nucleótidos y el Grupo Fosfato

El grupo fosfato de los nucleótidos 5'-monofosfato puede unirse a otras moléculas, dando lugar a diversas estructuras y funciones:

Funciones del Grupo Fosfato

• Enlaces Ricos en Energía: Se une a otro grupo fosfato, formando nucleótidos di- o trifosfato (como el ADP o el ATP), que transportan energía almacenada en sus enlaces.
• Formación de Coenzimas: Se une al grupo fosfato de otro mononucleótido o sustancia, dando lugar a nucleótidos no nucleicos que actúan como coenzimas.
• Polimerización (Enlace Fosfodiéster): Forma un segundo enlace éster con el grupo OH-3' del azúcar, y un tercer enlace éster con el OH-3' de otro nucleótido, incorporándolo a la cadena y formando así cadenas de polinucleótidos.

Organización del Material Genético

Empaquetamiento del ADN: El Nucleosoma

Para conseguir el máximo empaquetamiento, la doble hélice de ADN se enrolla alrededor de un grupo de proteínas llamadas histonas para formar el NUCLEOSOMA.

• Cada nucleosoma posee un octámero de histonas alrededor del cual se enrollan aproximadamente 2 vueltas de ADN (en el contexto del texto original, se menciona ADN bacteriano).
• Los nucleosomas se unen por segmentos de ADN, dándole un aspecto de collar de perlas.

El Cromosoma está compuesto por ADN y proteínas, e incluye estructuras como las cromátidas, el telómero, el centrómero y bandas de ADN.

Diferencias Clave entre ADN y ARN

La principal diferencia reside en el azúcar de sus nucleótidos:

• Los nucleótidos de ADN contienen desoxirribosa.
• Los nucleótidos de ARN contienen ribosa.

Debido a la presencia del grupo OH-2' libre en los ribonucleótidos, el ARN es menos estable que el ADN. El ARN, al ser más inestable, se hidroliza más fácilmente en disolución acuosa, razón por la cual la información genética principal se almacena en el ADN.

Bases Nitrogenadas:

• ADN: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C), Timina (T).
• ARN: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C), Uracilo (U).

En ciertos ARN pueden encontrarse otros componentes nitrogenados. El ARN suele presentar solo estructura primaria, aunque existen excepciones.

Tipos de ARN y sus Funciones

ARN mensajero (ARNm)

Cadenas largas de polinucleótidos, de aspecto filamentoso, que generalmente presentan solo estructura primaria. Se sintetiza en el núcleo y sirve de molde para la síntesis de proteínas.

ARN ribosómico (ARNr)

Moléculas de distintos tamaños, con estructura secundaria y terciaria en algunas regiones. Participan en la formación de las subunidades ribosómicas al unirse a más de 70 proteínas.

Ejemplos de Unidades Svedberg (S):

• Procariotas (Pr): 23S, 16S, 5S.
• Eucariotas (Eu): 28S, 18S, 5.8S y 6S.

Los distintos ARNr dan lugar a subunidades ribosómicas grandes y pequeñas, con una estructura acanalada con hendiduras que interactúan con el ARNm.

ARN de transferencia (ARNt)

Moléculas pequeñas con estructura secundaria y terciaria que transportan aminoácidos hasta los ribosomas durante la síntesis de proteínas.

Su estructura secundaria contiene secuencias de bases complementarias que permiten el apareamiento y la formación de regiones de doble hélice.

Estructuras Celulares Especializadas

Uniones Intercelulares

Son estructuras que conectan células adyacentes, clasificadas según su función:

1. Unión Ocluyente (Tight Junction): Estructura que cierra el espacio entre células adyacentes para crear una barrera impermeable.
2. Unión de Anclaje:
   • Zónula Adherens: Conecta filamentos de actina del citoesqueleto de la célula adyacente.
   • Mácula Adherens (Desmosoma): Conecta filamentos intermedios.
   • Hemidesmosoma: Conecta filamentos intermedios del citoesqueleto de una célula a la matriz extracelular.
3. Uniones Comunicantes (Gap Junctions): Comunican el citoplasma de células adyacentes, permitiendo el paso de iones y moléculas hidrosolubles.

Matriz Extracelular (MEC)

Compuesta por varios elementos clave:

• Proteínas Estructurales: Colágeno y elastina.
• Glicosaminoglucanos: Polisacáridos que forman una sustancia gelatinosa asociada a proteínas, formando proteoglucanos.
• Proteínas de Adhesión: Fibronectina.

Cilios y Flagelos

Responsables del movimiento de ciertas células.

Su estructura central, el Axonema, está formada por 9 pares de microtúbulos periféricos que rodean a 2 microtúbulos centrales (patrón 9+2).