Estructura del ADN y B-ADN

Estructura del ADN

• Los nucleótidos de una hebra de ADN se unen mediante un enlace fosfodiéster entre el fosfato 5' de un nucleótido y el hidroxilo 3' del siguiente.
• La dirección de la cadena se define como 5' a 3'.
• Las dos hebras de ADN se mantienen unidas por puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas: adenina (A) se empareja con timina (T) formando dos puentes, mientras que guanina (G) se empareja con citosina (C) formando tres puentes.
• Las hebras son complementarias y antiparalelas.
• El enlace entre el azúcar y la base nitrogenada es un enlace N-glucosídico, mientras que el enlace entre el azúcar y el grupo fosfato es un enlace fosfoéster.
• El ADN contiene desoxirribosa como azúcar y las bases nitrogenadas adenina, guanina, citosina y timina.
• La polaridad de la hebra de ADN viene definida por el carbono libre en el último nucleótido.

Estructura secundaria del B-ADN

• La forma B del ADN, que se encuentra en disoluciones acuosas, es una doble hélice dextrógira con un giro completo cada 3,4 nm (34 Å).
• La distancia entre nucleótidos adyacentes es de 0,34 nm (3,4 Å), por lo que hay 10 nucleótidos por vuelta.
• La doble hélice presenta surcos mayores y surcos menores. Las proteínas interactúan con el ADN a través del surco mayor, accediendo a las bases nitrogenadas.
• Las polimerasas durante la replicación leen el ADN en dirección 3'-5' y sintetizan en dirección 5'-3'.
• Los C1 de los azúcares no se alinean simétricamente con respecto a las bases, lo que da lugar a surcos de diferentes tamaños en la hélice.

Variantes estructurales del B-ADN

• La forma A-ADN se da en condiciones de baja humedad, la forma B-ADN en condiciones fisiológicas y la forma Z-ADN, levógira, se da en condiciones de laboratorio.
• La proporción de bases púricas es igual a la de bases pirimidínicas en la doble hebra de ADN. La proporción de A+T y de C+G varía según la especie.
• No hay una regla que determine las concentraciones totales de G+C y de A+T.
• La cantidad de G+C en una molécula de ADN se expresa como su contenido en G+C.
• Cuanto mayor es el contenido en G+C, mayor es la temperatura y la fuerza necesarias para romper los enlaces por puentes de hidrógeno.

Curvatura de la doble hélice

• La curvatura de la doble hélice del ADN puede ser resultado de pequeñas diferencias locales en la estructura o ser inducida por la unión de proteínas.

Palíndromos

• Los palíndromos son regiones de ADN donde la secuencia es la misma en ambas hebras y presenta una simetría rotacional de 180º.
• Los palíndromos son lugares clave para la unión de proteínas:
  • Lugares diana de enzimas de restricción que cortan el ADN en secuencias específicas.
  • Centros reguladores de la expresión génica, donde se unen los factores de transcripción.

Motivos estructurales para la unión de proteínas al ADN

• Los motivos proteicos o elementos estructurales son parte de la estructura terciaria de las proteínas (alfa hélice o beta lámina) y interaccionan con la doble hélice del ADN, preferentemente por el surco mayor.
• La interacción proteína-ADN provoca un cambio en la conformación del ADN, lo que facilita el acceso de otras proteínas.

Motivo hélice-giro-hélice

• Se encuentra en proteínas reguladoras de la expresión génica.
• Consta de dos segmentos en alfa hélice separados por un pequeño lazo.
• Una de las hélices se une al surco mayor del ADN.

Motivo hélice-bucle-hélice

• Consta de dos segmentos en alfa hélice unidos por un lazo más largo que el del motivo hélice-giro-hélice.
• El lazo permite una mayor flexibilidad en la orientación de las hélices.

Motivo homeodominio

• Es una expansión del motivo hélice-giro-hélice.
• Se encuentra en proteínas que regulan el desarrollo embrionario.
• Reconoce secuencias de ADN altamente conservadas, como el motivo TATA.
• Los aminoácidos que interactúan con el ADN son serina, arginina y asparagina.

Este cuestionario explora la estructura del ADN, incluyendo la unión de nucleótidos, enlaces entre bases y la configuración de las hebras. Además, se profundiza en la estructura secundaria del B-ADN y sus características. Ideal para estudiantes de biología que desean reforzar sus conocimientos sobre genética.