Ácidos Nucleicos: Estructura y Funciones
Introducción
Los ácidos nucleicos son biopolímeros formados por nucleótidos, que resultan de la combinación de tres componentes:
- Molécula de ácido fosfórico
- Un azúcar (β-D ribosa o β-D desoxirribosa)
- Una base nitrogenada con estructura de anillo que puede ser púrica (A y G) o pirimidínica (C, T, U)
Nucleósidos y Nucleótidos
Los nucleósidos son las moléculas resultantes de la unión de una pentosa y una base nitrogenada. En las cinco bases intervienen los ribonucleósidos y los desoxirribonucleósidos.
Un nucleótido es una molécula resultante de la unión mediante enlace éster de una molécula de ácido fosfórico con el –OH del carbono 5’ de la pentosa de un nucleósido.
- Forma enlaces ricos en energía con otros grupos fosfato para dar lugar a nucleótidos difosfato y trifosfato (ADP, ATP), que transportan energía.
- Establece un segundo enlace éster con el –OH en posición 3’, que da lugar al AMPc, que actúa como segundo mensajero entre moléculas extracelulares portadoras de información.
- Si se une al grupo fosfato de otro mononucleótido o de otra sustancia da lugar a los nucleótidos no nucleicos que actúan de coenzimas (FAD y NAD+).
- Forma otro enlace éster con el –OH en posición 3’ de otro nucleótido que puede incorporar otro, y así sucesivamente hasta originar cadenas de polinucleótidos.
ADN: Estructura y Empaquetamiento
Estructura del ADN
Las moléculas de ADN son biopolímeros lineales formados por la polimerización de desoxirribonucleótidos-5’-monofosfato de A, G, C y T.
Estructura Primaria
La estructura primaria del ADN consiste en la formación de largas cadenas de polinucleótidos por unión de desoxirribonucleótidos-5’-monofosfato. Cada molécula de ADN se caracteriza por la composición de cada una de sus bases y por la secuencia.
Estructura Secundaria
La estructura secundaria del ADN es una doble hélice formada por dos cadenas de polinucleótidos enfrentadas por sus bases y unidas entre sí mediante puentes de hidrógeno.
Modelo de Doble Hélice ADN-B
- Las cadenas polinucleotídicas son antiparalelas.
- Las secuencias de las bases son complementarias, pues existe una correspondencia entre las bases de ambas cadenas (A-T y G-C).
- El enrrollamiento entre las dos hebras de la doble hélice es dextrógiro y plectonémico (no se puede deshacer). Los pares de bases están casi horizontales.
Desnaturalización del ADN
La desnaturalización del ADN se produce cuando el incremento de temperatura, la variación del pH o las condiciones iónicas del medio rompen los puentes de hidrógeno entre las bases y se separan las dos cadenas del ADN sin afectar a los enlaces covalentes fosfodiéster. La reversibilidad de la desnaturalización ha dado lugar a una importante aplicación llamada hibridación, que constituye una de las técnicas fundamentales en la tecnología del ADN recombinante.
Empaquetamiento del ADN
Empaquetamiento en Procariotas
El cromosoma bacteriano se pliega cual superhélice en forma de ochos y da lugar a una serie de dominios que le permiten ocupar un espacio mínimo.
Empaquetamiento en Eucariotas
La forma compacta adquirida por el ADN unido a las histonas en el núcleo de las células eucariotas se llama cromatina. Se distinguen distintos niveles de organización estructural, nucleosoma, y por último, cromosoma.
ARN: Estructura y Tipos
Estructura del ARN
Las moléculas de ARN son también biopolímeros formados por el encadenamiento de ribonucleótidos-5’-monofosfato.
Estructura Primaria
La estructura primaria está constituida por uniones fosfodiéster 5’-3’ de los ribonucleótidos.
- Los nucleótidos del ARN poseen ribosa.
- Otra diferencia es que el ARN tiene uracilo en lugar de timina.
- Tienen sólo estructura primaria, pero pueden aparearse y formar estructuras secundarias (doble hélice) y terciarias. Sólo se ha visto una estructura de doble hélice de ARN bicatenario.
Tipos de ARN
ARNm (ARN Mensajero)
Las moléculas de ARN mensajero son largas cadenas de polinucleótidos de variable tamaño con sólo estructura primaria; el nombre de mensajero hace referencia a la función que desempeña, ya que lleva la información necesaria para la síntesis de una proteína determinada.
- En los procariotas poseen el extremo 5’ de un grupo trifosfato (bacterias) mientras que en las eucariotas, llevan una “caperuza” unida al grupo trifosfato y tienen una “cola” en el extremo 3’.
ARNn (ARN Nucleolar)
El ARN nucleolar es un ARN de gran peso molecular con estructura secundaria y terciaria en algunas regiones de la molécula, que se sintetiza en el nucléolo de las eucariotas y no es más que el precursor de distintos tipos de ARN ribosómico.
ARNr (ARN Ribosómico)
Los ARN ribosómicos son moléculas de diferentes tamaños con estructuras secundaria y terciaria en algunas regiones de la molécula, que participan en la formación de subunidades ribosómicas al unirse más de 70 proteínas.
- En los procariotas existen 23 S, 16 S, y 5 S; y en los eucariotas 28 S, 18 S, 5,8 S, y 5S.
ARNt (ARN de Transferencia)
Los ARN de transferencia son pequeñas moléculas con estructura secundaria y terciaria encargadas del transporte de los aminoácidos hasta los ribosomas durante la síntesis de las proteínas.
Estructura Secundaria del ARNt
:-Brazo aceptor formado por el extremo 5’ y el 3’. –Bucle o brazo T y C que actúa como reconocimiento del ribosoma. -Bucle D, cuya secuencia es reconocida por el aminoacil-ARNt sintetasas (que unen cada aminoácido con su molécula de ARNt) –El bucle del extremo del brazo largo contiene una secuencia de 3 bases (anticodón).