Estructura y Organización de Macromoléculas Biológicas: Ácidos Nucleicos y Uniones Celulares

Estructura y Unión de Nucleótidos

Los nucleótidos se unen entre sí mediante un enlace fosfodiéster (covalente). Este enlace se produce por la unión del grupo –OH del fosfato en posición 5´ de un nucleótido con el grupo –OH del carbono 3´ del nucleótido anterior, con la formación de una molécula de agua.

Polaridad de las Cadenas de Nucleótidos

Una cadena de nucleótidos presenta una polaridad, definida por sus extremos:

• En el extremo 5´ se encuentra un grupo fosfato libre.
• En el extremo 3´ se encuentra un grupo –OH libre.

Se dice que la cadena tiene polaridad 5´ $\rightarrow$ 3´ o que tiene sentido 5´ $\rightarrow$ 3´. Si la secuencia está invertida, tendrá sentido 3´ $\rightarrow$ 5´.

Tipos y Funciones del ARN

ARN Mensajero (ARNm)

• Transporta la información genética del ADN al citoplasma para la síntesis de proteínas.
• Su secuencia de bases es complementaria de un fragmento (gen) de ADN.
• Es menos abundante en las células (5% del total) y puede tener estructura secundaria.

ARN de Transferencia (ARNt)

• Capta los aminoácidos en el citoplasma y los transporta a los ribosomas para la síntesis de proteínas.
• Interviene en el proceso de decodificación de la información genética.
• Presenta estructuras secundarias y terciarias.

ARN Ribosómico (ARNr)

• Forma parte de los ribosomas, orgánulos celulares en los que tiene lugar la síntesis de proteínas.
• Por tanto, tiene función catalítica.
• Presenta estructura secundaria (se forman horquillas) y terciaria, al asociarse a proteínas para formar ribosomas.

Organización y Empaquetamiento del ADN

Empaquetamiento del ADN en Procariotas

El ADN circular bicatenario de los procariotas se encuentra asociado a un pequeño número de proteínas (no histonas) y superenrollado, ocupando un mínimo espacio en el nucleoide.

Empaquetamiento del ADN en Eucariotas

La molécula de ADN es lineal y bicatenaria y está asociada a proteínas histonas. Además, sufre una serie de plegamientos y superenrollamientos que condensan su estructura hasta hacerla visible al microscopio óptico:

Niveles de Condensación

• Nucleosoma: Unidades básicas de empaquetamiento del ADN con las histonas. Está formado por un grupo de ocho histonas, rodeado por la fibra de ADN.
• “Collar de perlas” o fibra de cromatina: Formada por el ADN y las histonas asociadas. Las “cuentas” del collar se corresponden con los nucleosomas. Entre cada dos nucleosomas se sitúa la histona H1, favoreciendo una aproximación entre ellos.
• Fibra cromatínica de 300 Å (30 nm): La fibra anterior se enrolla sobre sí misma adoptando una estructura solenoide, donde los nucleosomas se aproximan entre sí y las histonas H1 quedan en el centro.
• Fibra cromatínica de 300 – 700 nm: La fibra en solenoide sufrirá diversos repliegues y enrollamientos, formando bucles, que terminarán produciendo una máxima condensación, al inicio de la mitosis, dando lugar a los cromosomas (700 nm).

Tipos de Uniones Intercelulares

Uniones Estrechas (U. Estrechas)

• Se encuentran en células epiteliales adyacentes, hepatocitos, células del tejido muscular cardiaco, etc.
• Son impermeables.
• Proteínas transmembranosas: ocludinas.

Uniones Comunicantes (U. GAP)

• Se encuentran en células epiteliales, neuronas, musculares cardiacas y lisas.
• Proteínas transmembranosas: conexinas (forman un canal).

Plasmodesmos

• Se encuentran en células vegetales.
• Forman desmotúbulos que unen los citoplasmas.

Uniones Adherentes

• Se encuentran en tejidos epiteliales y musculares.
• Proteínas transmembranosas: cadherinas.
• A ellas se une el citoesqueleto (filamentos de actina).

Hemidesmosomas

• Se encuentran en células epiteliales, uniéndolas a la lámina basal (a través de integrinas).