Ácidos Nucleicos y sus Tipos

Ácidos Nucleicos

• Son los componentes más importantes de las células vivas
• Son las únicas sustancias biológicas capaces de autoduplicarse
• Almacenan y transmiten la información genética de las células, tejidos y organismos
• Son polímeros formados por unidades de nucleótidos
• Los nucleótidos están unidos por enlaces covalentes 3'-5'-fosfodiéster

Tipos de ADN

• Hay dos tipos de ADN:
  • Ácido Ribonucléico (ARN)
  • Ácido Desoxirribonucleico (ADN)

Nucleótido: Estructura

• Cada nucleótido está formado por:
  • Una base nitrogenada
    • ADN: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G), Citosina (C)
    • ARN: Adenina (A), Uracilo (U), Guanina (G), Citosina (C)
    • Las bases (A con T, G con C) conectan las dos cadenas de ADN.
  • Un azúcar pentosa
    • ADN: Desoxirribosa
    • ARN: Ribosa
  • Un grupo fosfato
    • Es esencial para formar los enlaces entre nucleótidos

Enlace 3'-5'-fosfodiéster

• Conecta un nucleótido con otro
• Se forma entre el carbono 3' de un azúcar y el carbono 5' del siguiente azúcar, a través del grupo fosfato.
• El carbono 5' siempre lleva el grupo fosfato.
• El carbono 3' lleva el grupo hidroxilo (-OH) que se une al fosfato.

Leyes de Chargaff

• Adenina (A) se une siempre con Timina (T)
• Guanina (G) se une siempre con Citosina (C)

Importancia de la Estructura Primaria del ADN

• Almacena toda la información genética
• Consiste en una secuencia lineal de nucleótidos
• Un gen es una secuencia de ADN que codifica información, usando un lenguaje de tres letras (donde cada letra corresponde a una base nitrogenada).

Estructura Secundaria del ADN

• Describe cómo las dos cadenas de nucleótidos se organizan en el espacio.
• Ejemplos de formas: A, B, Z

Estructura Terciaria del ADN

• En 1953, Watson y Crick propusieron el modelo 3D, conocido como la doble hélice.
• La molécula está formada por dos cadenas que forman una doble hélice.

Características de la Estructura Terciaria (Watson y Crick)

• Las dos columnas (o hebras) están formadas por grupos fosfato (PO₄³⁻) y azúcares de desoxirribosa.
• Estas columnas están ubicadas hacia el exterior de la hélice, en contacto con el medio acuoso, haciéndolas hidrofílicas.
• Las bases nitrogenadas (purina y pirimidina) son hidrofóbicas y tienen una estructura plana.
• Las bases se introducen en la doble hélice, juntas y perpendiculares al eje para protegerse del agua.
• El apareamiento de las columnas crea surcos mayor y menor en la superficie de la doble hélice
• Las bases nitrogenadas de las dos columnas se unen a través de puentes de hidrógeno para formar pares: A-T (dos puentes) y G-C (tres puentes).
• Todos los carbonos 1' de los azúcares de las dos cadenas están a la misma distancia a lo largo de la cadena (1,08 nm).
• Los pares de bases están apilados uno sobre el otro con una rotación de 36° entre cada par, dando forma de hélice de caracol (sobre todo en la forma B).
• Distancia entre pares de bases adyacentes es de 0,34 nm y una vuelta completa tiene 10 pares de bases en la forma B.

Estabilidad de Estructura Secundaria y Terciaria del ADN

• La forma B es la más estable en el ADN
• La forma A es la más estable en el ARN.
• Fuerzas que estabilizan la estructura secundaria y terciaria del ADN:
  • Puentes de hidrógeno entre las bases emparejadas
  • Interacciones de Van der Waals entre las bases apiladas.
  • Interacciones electrostáticas (la repulsión entre fosfatos negativos se minimiza por cationes como Mg²⁺ y moléculas policatiónicas como poliaminas e histonas.)
  • Interacciones hidrofóbicas (bases nitrogenadas se agrupan para minimizar el contacto con el agua.)

Formas del ADN

• Forma B (ADN): Es la forma más común en condiciones fisiológicas normales (baja concentración salina y alto grado de hidratación) y es el patrón de referencia. Caracteristicas: 1 vuelta = 10 pares de base, distancia entre pares base= 0.34 nm, diámetro = 2 nm, rotación 36° entre pares de bases

• Forma A (ADN): Se observa cuando la humedad relativa disminuye. Características importantes: 1 vuelta = 11 pares de base, distancia entre pares base= 0.255 nm, rotación 33° entre pares de bases

• Forma Z (ADN): Es menos habitual que las otras dos, y su estructura describe una doble hélice con giro hacia la izquierda. 1 vuelta= 12 pares de bases, distancia entre pares base= 0.37 nm rotación 30° entre pares de bases

Otras Estructuras ADN

• ADN a izquierdas(Z-ADN),
• Horquillas y cruces en moléculas de cadena sencilla,
• ADN cruciforme,
• ADN H (triple hélice).

Desnaturalización del ADN

• Pérdida de la estructura secundaria en regiones grandes del ADN, causada por cambios en el pH o temperatura.
• Es reversible si se enfría lentamente.

Absorbancia de luz ultravioleta

• Los nucleótidos absorben luz ultravioleta.
• El ADN absorbe luz ultravioleta.
• La desnaturalización aumenta la absorbancia de luz ultravioleta.
• El estado nativo absorbe menos luz que el estado desnaturalizado.

Transformaciones Químicas del ADN

• Son lentas en ausencia de enzimas
• No enzimáticas:
  • Desaminación: Pérdida de grupos amino en las bases.
  • Hidrólisis: Rompimiento del enlace entre la base y la desoxirribosa.
• Inducidas por radiación:
  • Luz UV: Forma dímeros de pirimidinas.
  • Rayos X y gamma: Causando apertura de anillos y fragmentación de bases
• Agentes alquilantes: Modifican químicamente las bases.
• Daño oxidativo: Generado por especies reactivas de oxígeno.

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