Fundamentos de la Estructura del ADN y Bioquímica de los Ácidos Nucleicos

Estructura del ADN

Estructura primaria

Consiste en la secuencia de desoxirribonucleótidos (5' → 3'). Solo tiene una hebra y no tiene funcionalidad biológica por sí sola.

Estructura secundaria

Posee dos hebras y, por ello, tiene funcionalidad. Las dos cadenas están enrolladas en espiral formando una doble hélice alrededor de un eje imaginario. Las dos cadenas son antiparalelas (3' → 5' / 5' → 3'). Las bases nitrogenadas quedan situadas dentro de la doble hélice.

Estructura terciaria

Las cadenas de ADN deben acoplarse en el pequeño espacio disponible en el interior de la célula. Se observa cuando la célula está en reposo (no se encuentra en procesos de mitosis ni meiosis).

Estructura cuaternaria

• Modelo solenoide: El ADN se enrolla helicoidalmente, con 6 nucleosomas en cada vuelta, acortando en 5 veces la longitud de la fibra nucleosómica de 100 Å.
• Modelo superbolas: La fibra se forma por la unión de unas bolas que contienen cada una 12 nucleosomas.

Tipos de ARN

ARNm (ARN mensajero)

Es una copia de una parte del ADN que utilizan los ribosomas como información para unir los aminoácidos en el orden adecuado y poder constituir una proteína concreta. Tiene una vida muy corta, ya que si no se destruyera, la síntesis proteica se prolongaría indefinidamente y se produciría una superproducción de proteínas. El ARNm es minoritario y presenta una estructura lineal de una sola hebra formada a partir de un fragmento de una hebra de ADN.

ARNr (ARN ribosómico)

Forma parte de los ribosomas y participa en el proceso de unión de los aminoácidos para sintetizar las proteínas. No contiene información sobre la clase de proteína que se va a sintetizar. Este tipo es el más abundante.

ARNt (ARN de transferencia)

Transporta los aminoácidos del citoplasma celular hasta los ribosomas, donde se unirán para construir las proteínas. Posee una secuencia de 3 bases nitrogenadas denominada anticodón. Contiene un 10% de bases nitrogenadas raras. Posee una estructura secundaria característica en la que existen tramos de doble cadena por emparejamiento intracatenario.

Aminoácidos Proteicos

Estructura

Están formados por un grupo amino unido al carbono alfa y por un grupo carboxilo.

Clasificación

• Aminoácidos neutros: Su cadena lateral no posee grupo carboxilo ni amino. Su carga electronegativa neta es 0.
• Aminoácidos ácidos: Presentan un grupo carboxilo en la cadena lateral.
• Aminoácidos básicos: Contienen algún grupo amino en la cadena lateral.

Formas del ADN

• ADN bicatenario lineal: Presente en seres vivos evolucionados.
• ADN bicatenario circular: Presente en virus y bacterias.

Enlace de dos nucleótidos (Esterificación)

El enlace nucleotídico es una reacción de condensación en la que se obtiene un compuesto (dinucleótido) y se libera una molécula de agua. La esterificación se realiza entre el grupo fosfato (carbono 5' de un nucleótido) y el grupo hidroxilo (-OH) que está en el carbono 3' del otro nucleótido.

Diferencias entre ADN y ARN

• De composición: El ARN contiene ribosa y el ADN contiene desoxirribosa.
• Estructurales: El ARN tiene 1 hebra y el ADN tiene 2 hebras.
• Funcionales: El ARN solo ejecuta las órdenes del ADN, mientras que el ADN contiene la información genética.
• De localización: El ADN se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y en el citoplasma de las procariotas. El ARN se encuentra en el núcleo solo en el momento de su formación y luego se localiza siempre en el citoplasma.

Funciones de los Nucleótidos

• Molécula acumuladora y donante de energía: Sistema ADP + P ↔ ATP.
• Adenosín monofosfato cíclico: (ATP → AMPc + P + P).
• Moléculas con función coenzimática: Tales como NAD+, NADP+ y FAD+.