Los ácidos nucléicos
•Los ácidos nucleicos son grandes moléculas constituidas por la unión de monómeros, llamados nucleótidos. Los ácidos nucleicos son el ADN y el ARN.
Descubridores en 1953
Watson y Crick |
Rosalind Franklin |
Componentes
Formado por la unión de nucleótidos:
- Pentosa: Ribosa o desoxirribosa
- Grupo fosfato
- Base nitrogenada:
- Púrica o Pirimidínica
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Los nucleótidos están formados por tres componentes:
-Un grupo fosfato unido al azúcar pentosa, mediante una unión de tipo éster (un átomo de O se une a otros dos) en la posición del Carbono 5 del azúcar.
-A su vez, el azúcar se une a una base nitrogenada en la posición de su Carbono 1. En los ribonucleótidos (del ARN) la pentosa es la D-ribosa, en los desoxirribonucleótidos (del ADN), el azúcar es 2´-desoxi-D-ribosa.
Los nucleótidos se enlazan para formar polímeros: los ácidos nucleicos o polinucleótidos |
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En las hebras enfrentadas A se une con T mediante dos puentes hidrógeno, mientras que G se une con C mediante tres. La adhesión de las dos hebras de ácido nucleico se debe a este tipo especial de unión química conocido como puente de hidrogeno. Estas uniones son más débiles que otros enlaces químicos, como interacciones hidrófobas y enlaces de Van der Waals. Esto significa que las dos hebras de la hélice pueden separarse con relativa facilidad, quedando intactas. |
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La cadena se va formando al enlazar los fosfatos al C3' de otro nucleótido. Así la cadena tiene un extremo 5´y un extremo 3´. |
El ADN está compuesto por una secuencia de nucleótidos formados por desoxirribosa. Las bases nitrogenadas que se hallan formando los nucleótidos de ADN son Adenina, Guanina, Citosina y Timina. No aparece Uracilo. Los nucleótidos se unen entre sí mediante el grupo fosfato del segundo nucleótido, que sirve de puente de unión entre el carbono 5' del primer nucleótido y el carbono 3' de siguiente nucleótido.
Como el primer nucleótido tiene libre el carbono 5' y el siguiente nucleótido tiene libre el carbono 3', se dice que la secuencia de nucleótidos se ordena desde 5' a 3' (5' → 3').
Estructura secundaria
La estructura secundaria del ADN fue propuesta por James Watson y Francis Crick, y la llamaron el modelo de doble hélice de ADN. |
Este modelo está formado por dos hebras de nucleótidos. Estas dos hebras se sitúan de forma antiparalela, es decir, una orientada en sentido 5' → 3' y la otra de 3' → 5'. Las dos están paralelas, formando puentes de Hidrógeno entre las bases nitrogenadas enfrentadas.
Cuando en una hebra encontramos Adenina, en la otra hebra hallamos Timina. Cuando en una hebra encontramos Guanina, en la otra hallamos Citosina. Estas bases enfrentadas son las que constituyen los puentes de Hidrógeno. Adenina forma dos puentes de Hidrógeno con Timina. Guanina forma tres puentes de Hidrógeno con la Citosina.
Las dos hebras están enrolladas en torno a un eje imaginario, que gira en contra del sentido de las agujas de un reloj. Las vueltas de estas hélices se estabilizan mediante puentes de Hidrógeno.
Esta estructura permite que las hebras que se formen por duplicación de ADN sean copia complementaria de cada una de las hebras existentes.
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Estructura terciaria
El ADN es una molécula muy larga en algunas especies y, sin embargo, en las células eucariotas se encuentra alojado dentro del minúsculo núcleo. La molécula mide algo más de un metro, y sin embarrgo, está alojada en el interior de estructura menores a la centésima del milímetro. Teniendo en cuenta que la molécula está cargada, esto es muy meritorio. (Algo mucho más modesto es lo que hacemos con determinados documentos al compactarlos, y no los reducimos más allá de un 10%...)Precisa de alguna molécula que "neutralice" tanta acidez: necesita unas proteinas para conseguir compactar la estructura.
Las proteínas básicas son Histonas o Protaminas.
•Cuando el ADN se une a proteínas básicas, la estructura se compacta mucho.
•Las proteínas básicas son Histonas o Protaminas.
•La unión con Histonas genera la estructura denominada nucleosoma.
•El core está compuesto por un octámero de proteínas, Histonas, denominadas H2A, H2B, H3 y H4. Cada tipo de histona se presenta en número par. Esta estructura está rodeada por un tramo de ADN que da una vuelta y 3/4 en torno al octámero. El Linker está formado por un tramo de ADN que une un nucleosoma con otro y una histona H1.
•El conjunto de la estructura se denomina fibra de cromatina de 100Å. Tiene un aspecto repetitivo en forma de collar de perlas, donde las perlas serían los nucleosomas, unidos por los linker.
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Estructura cuaternaria
La cromatina en el núcleo tiene un grosor de 300Å. La fibra de cromatina de 100Å se empaqueta formando una fibra de cromatina de 300Å. El enrollamiento que sufre el conjunto de nucleosomas recibe el nombre de solenoide.
Los solenoides se enrollan formando la cromatina del núcleo interfásico de la célula eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando los cromosomas.
Empaquetamiento ADN:
- (1) Hebra simple de ADN.
- (2) Hebra de cromatina (ADN con histonas, "cuenta de collar").
- (3) Cromatina durante la interfase con centrómero.
- (4) Cromatina condensada durante la profase (Dos copias de ADN están presentes).
- (5) Cromosoma durante la metafase.
Cariotipo humano
ARN
El Ácido RiboNucleico está constituido por la unión de nucleótidos formados por una pentosa, la Ribosa, un bases nitrogenadas, que son Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo. No aparece la Timina.
Los nucleótidos se unen formando una cadena con una ordenación en la que el primer nucleótido tiene libre el carbono 5’ de la pentosa. El último nucleótido tiene libre el carbono 3’. Por ello, se dice que la ordenación de la secuencia de nucleótidos va desde 5’ a 3’ (5’ - 3’).
En la célula aparecen cuatro tipos de ARN, con distintas funciones, que son el ARN mensajero, el ARN ribosómico, el ARN transferente y el ARN heteronuclear.
Relación ADN y ARN
El ADN, la valiosa información genética no puede salir por su tamaño del núcleo. Es una forma de preservar su integridad, por lo que si esa información quiere utilizarse, debe ser a través del ARN.
El ADN copia una hebra (transcripción) en forma de ARNm, que si que puede salir por los poros del núcleo y emigra al citoplasma. Allí va a encontrar la maquinaria que necesita para fabricar las proteínas. Con la ayuda del ribosoma y de los distintos ARNt, se irá completando la traducción del lenguaje ARN al lenguaje Aminoácido. El diccionario es el Código genético, que contiene las claves de dicha traducción.
Diferencias ADN y ARN
| ADN |
ARN |
La estructura del ADN es de doble cadena, lo que confiere una mayor protección a la información contenida en él.
El ADN y ARN se diferencian en su composición de pentosa (azucar)
El ADN está compuesto por desoxirribosa
EL ADN está compuestto por Adenosina,TImina Guanina y Citosina
Respecto a la función de cada tipo de ácido nucleíco, también hay diferencias.
El ADN tiene como función el almacenar, conservar y transmitir la información genética de celulas padres a hijas.
- La estructura de los ARN es monocatenaria aunque, puede presentarse en forma lineal como el ARNm o en forma plegada cruciforme como ARNt y ARNr
- el ARN por ribosa
- El ARN sustituye la Timina por Uracilo
El ARNm y ARNt tiene como función básica el articular los procesos de expresión de la información genética del ADN en la síntesis de proteínas.
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