Composició Química dels Àcids Nucleics i Estructura de l'ADN

Composició i Estructura dels Àcids Nucleics

Composició Química dels Àcids Nucleics

• Els àcids nucleics es troben al nucli de les cèl·lules eucariotes.
• Tenen un comportament àcid des d'un punt de vista químic.
• Un àcid nucleic és un polinucleòtid (està constituït per diversos nucleòtids).
• Un nucleòtid es compon de:
  • 1 grup fosfat (H₃PO₄)
  • 1 pentosa (ribosa o desoxiribosa)
  • 1 base nitrogenada:
    • Bases púriques: Adenina (A), Guanina (G)
    • Bases pirimidíniques: Timina (T), Citosina (C), Uracil (U)

Els Nucleòsids

Un nucleòsid és la unió d'una pentosa i una base nitrogenada.

Els Nucleòtids

Un nucleòtid és la unió d'un nucleòsid i àcid fosfòric mitjançant un enllaç fosfoèster.

• Tenen un caràcter àcid molt fort degut al seu grup fosfat (que pot alliberar H⁺).
• S'anomenen afegint al nom del nucleòsid el terme 5-monofosfat. A la pràctica, s'utilitzen les lletres inicials (A, G, C, T, U).

Estructura General dels Àcids Nucleics

• Són polímers de nucleòtids.
• Tenen dos extrems definits:
  • L'extrem 5': Uneix el grup fosfat al carboni 5 del primer nucleòtid.
  • L'extrem 3': Té el grup hidroxil (OH) lliure.
• Els àcids nucleics se sintetitzen de l'extrem 5' cap a l'extrem 3', perquè cap enzim pot afegir nucleòtids a l'extrem 5', mentre que sí que es poden afegir a l'extrem 3'.

L'ADN (Àcid Desoxiribonucleic)

Conceptes Generals i Nivells d'Empaquetament

• L'ADN està constituït per una doble hèlix formada per dues cadenes de nucleòtids.
• Té un elevat pes molecular: l'ésser humà conté 5,6 × 10⁹ parells de nucleòtids, amb un pes molecular de 3,6 × 10¹² daltons.
• Localització en cèl·lules eucariotes:
  • ADN nuclear: Associat a histones i proteïnes no històniques.
  • ADN mitocondrial: ADN mitocondrial (similar a l'ADN de les cèl·lules procariotes).
  • ADN en els cloroplasts.
• En les cèl·lules procariotes, l'ADN està associat a ARN i a proteïnes no històniques. Aquest tipus d'ADN forma una condensació anomenada nucleoide.
• En els virus, l'ADN també està associat a proteïnes.

Nivells Estructurals de l'ADN

• Estructura primària (Seqüència de nucleòtids):

  És la seqüència de nucleòtids d'una sola cadena. La combinació de 5,6 × 10⁹ parells de nucleòtids pot generar 4⁵⁶⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰⁰ ADN diferents. Aquesta estructura conté la informació genètica (el missatge biològic).

• Estructura secundària (Doble hèlix):

  És la disposició en l'espai de les dues cadenes d'ADN en forma de doble hèlix. El model de doble hèlix va ser elaborat per Watson & Crick (1953). L'ADN és una molècula constituïda per dues cadenes de polinucleòtids antiparal·leles i complementàries.

  Desnaturalització de l'ADN

  L'ADN es desnaturalitza quan perd l'estructura secundària a causa de canvis de pH i de temperatura. Si la temperatura es manté constant a 65 °C, es pot renaturalitzar.

• Estructura terciària (Nivells d'empaquetament):

  La doble hèlix es pot enrotllar segons tres o més nivells d'empaquetament:

  1. 1r nivell d'empaquetament (Fibra de cromatina de 100 Å): Es forma enrotllant l'ADN al voltant d'una proteïna (generalment histones, excepte en el cas dels espermatozoides). Forma el collaret de perles.
  2. 2n nivell d'empaquetament (Fibra de cromatina de 300 Å): Anomenat solenoide.
  3. 3r nivell d'empaquetament: També anomenat dominis estructurals.