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ADN Ácidos nucleicos: Son los componentes más importantes de las células vivas. Son las únicas sustancias biológicas capaces de autoduplicarse. Son depositarios y transmisores de la información genética de cada célula,tejido y organismo. Son políme...

ADN Ácidos nucleicos: Son los componentes más importantes de las células vivas. Son las únicas sustancias biológicas capaces de autoduplicarse. Son depositarios y transmisores de la información genética de cada célula,tejido y organismo. Son polímeros formados por unidades de nucleótidos. Los nucleótidos están unidos por enlaces covalentes 3’5’-fosfodiéster. Hay dos tipos de ADN: Ácido Ribonucléico (ARN) Ácido Desoxirribonucleico (ADN) En el ADN y ARN,cada nucleótido está formado por: 1 Una base nitrogenada: ADN tiene: Adenina (A), Timina (T), Guanina (G), Citosina (C). ARN tiene: Adenina (A), Uracilo (U), Guanina (G), Citosina (C). Estas pares de bases(A con T,G con C)son los que conectan las dos cadenas del ADN. Los nucleótidos se conectan entre ellos formando largas cadenas de ADN o ARN. 1 azúcar pentosa: ADN tiene: Desoxirribosa. ARN tiene: Ribosa. 1 grupo fosfato: Componente clave para formar los enlaces entre nucleótidos. Formación del enlace 3’5’-fosfodiéster: Este enlace conecta un nucleotido con otro. Se forma un enlace fosfodiester entre el carbono 3’ de un azúcar y el carbono 5’ del siguiente azúcar a través del grupo fosfato. Por eso se llama un enlace 3’,5’-fosfodiéster. El carbono 5’ siempre lleva el grupo fosfato. El carbono 3’ lleva el grupo hidroxilo (-OH) que se une al fosfato. LEYES DE APAREAMIENTO DE BASES DE CHARGAFF PARA EL ADN: Adenina (A) se une siempre con Timina (T). Guanina (G) se une siempre con Citosina (C). IMPORTANCIA DE LA ESTRUCTURA PRIMARIA del ADN: 1. Aqui se almacena toda la información genética 2. La estructura primaria del ADN consiste en una secuencia lineal de nucleótidos. 3. Un gen: es una secuencia de ADN que codi ca información mediante un lenguaje de tres letras,donde cada letra corresponde a una base nitrogenada. ESTRUCTURA SECUNDARIA DEL ADN: La estructura secundaria del ADN describe cómo las dos cadenas de nucleótidos se organizan en el espacio. Ejemplos: Las formas A,B,Z del ADN. ESTRUCTURA TERCIARIA DEL ADN: En 1953, James Watson y Francis Crick postularon el modelo 3D (estructura terciaria)del ADN,conocido como la doble hélice. La molécula está formada por dos cadenas que forman una doble hélice. Características de la estructura terciaria de Watson y Crick: En la doble hélice del ADN,las 2 columnas(o hebras)estan 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;por tanto son hidro licas. Esto permite que el ADN sea soluble en agua y estable en el núcleo de la célula. Las bases nitrogenadas de purina y pirimidina son hidrofóbicas y tienen una estructura plana. Para protegerse del agua,las bases se meten dentro de la doble hélice,juntas y perpendiculares a lo largo del eje. El apareamiento compensatorio de estas 2 columnas crea un surco mayor y un surco menor en la super cie del duplex(doble hélice). Las bases nitrogenadas de las 2 columnas se aparean entre sí gracias a los puentes de hidrógeno: A=T : Dos puentes de hidrógeno. G≡C : Tres puentes de hidrógeno. Otras características de la estructura terciaria: Todos los carbonos 1’ del azúcar de las dos cadenas(o hebras)del ADN,están a la misma distancia(1.08 mm)a lo largo de la cadena. En el ADN,las pares de bases están apiladas uno sobre otro dentro de la hélice,con una rotación de 36° (en sentido horizontal) entre cada par. Esto da a la doble hélice su característica forma de escalera de caracol(en la forma B). En la hélice de ADN por una vuelta completa se forman 10 pares de bases (pb)(en laforma B). La distancia entre un par de bases y el siguiente(en sentido vertical)es de 0.34 nanómetros (nm)(forma B). ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA SECUNDARIA Y TERCIARIA: De las formas más estables la forma B es para el ADN. La forma más estable del ARN es la forma A. Fuerzas que estabilizan las estructura secundaria y terciaria del ADN: 1) Puentes de hidrógeno:entre las bases emparejadas. 2) Interacciones de Van der Waals:que se producen entre las bases apiladas. 3) Interacciones electrostáticas: La repulsión entre fosfatos negativos se minimiza por cationes como Mg²⁺ y moléculas policatiónicas como poliaminas e histonas. 4) Interacciones hidrofóbicas: Las bases nitrogenadas se agrupan dentro de la hélice, minimizando su contacto con el agua. FORMAS DEL ADN: 1) Forma B (ADN): Es la forma más común bajo condiciones siológicas normales(se re ere a una baja concentración salina y a un alto grado de hidratación). Es el patrón de referencia en cualquier estudio de las propiedades del ADN. Características: 1 vuelta completa tiene 10 pares de bases. Los pares de bases están apiladas uno sobre otro dentro de la hélice,con una rotación de 36°entre cada par. La distancia entre los pares de bases es de 0.34 nm. El diámetro de la doble hélice es de 2 nm. La distancia de una vuelta completa de la  hélice mide 3.4 nm(0.34x10=3.4). Los surcos mayor y menor se diferencian claramente. 2) Forma A (ADN): Ocurre cuando el ADN se deshidrata. Características: Presenta una rotación de la hélice hacia la derecha. La hélice es más ancha y más corta que la forma B. Una vuelta completa tiene 11 pares de bases Los pares de bases están apiladas uno sobre otro dentro de la hélice,con una rotación de 33° entre cada par. La distancia entre los pares de bases es de 0.255 nm. La distancia de una vuelta completa de la hélice mide 2.8 nm El surco mayor es más profundo y el surco menor casi no se ve. Se encuentra en estructuras híbridas de ADN-ARN. ESTRUCTURAS SECUNDARIAS DEL ADN POCO HABITUALES: ADN a izquierdas(ADN Z) Horquillas y cruces Triples hélices(ADN H) Cuatro hélices. Forma Z (ADN): Características: La doble hélice tiene rotación hacia la izquierda. Una vuelta completa tiene 12 pares de bases. Los pares de bases están apiladas uno sobre otro dentro de la hélice,con una rotación de 30° entre cada par. La distancia entre los pares de bases es de 0.37 nm La distancia de una vuelta completa de la hélice mide 4.5 nm Los segmentos CGCGCG son los que con mayor probabilidad adoptan la con guración Z.  El surco mayor apenas es visible,el surco menor es estrecho y profundo. Las columnas tienen apariencia de zig zag. HORQUILLAS Y CRUCES: En moléculas de cadena sencilla (SS), estas pueden plegarse sobre sí mismas formando estructuras de horquillas. ADN cruciforme: Son en forma de cruz y para que se pueda formar se necesita una secuencia palindromica o palindromo. Palindromo es un segmento en que la secuencia de una cadena de ADN leída de derecha a izquierda es la misma en la otra cadena complementaria pero leida al revés. TRIPLE HÉLICE (ADN H): Aqui se forman tripletes. Ejemplo: T-A-T y C-G-C. Hay apareamientos de bases no convencionales conocidos como apareamientos de Hoogsteen. Pero también para que se pueda dar el ADN H se requiere que una cadena tenga solo pirimidinas y la otra tenga solo purinas. La ADN H es inestable porque fácilmente se da la pérdida del apareamiento de bases. COMPARACIÓN ENTRE EL ADN B y el ADN A: Forma B: Las bases están próximas al eje de la hélice(en el centro de la molécula). Los surcos mayor y menor se diferencian claramente. Forma A: Las bases están situadas más externamente en relación al eje. Los surcos no se ven bien(no se pueden distinguir). MOLÉCULAS DEL ADN Y ARN in vivo: En la mayoría de los seres vivos el ADN es DS(doble cadena). Algunos virus ADN son SS (de una sola cadena). En la mayoría de los seres vivos(incluyen el ARN)el ADN es circular,pero el de humanos es lineal. ADN CIRCULAR(ADNci) Y SUPERENROLLAMIENTO: El ADN circular no tiene extremo 3’ y 5’ libres (el ADN lineal si tiene extremos 3’ y 5’). El ADN circular y el ADN lineal tienen un súperenrollamiento. Cuando las moléculas de ADN pasan de una forma enrollada a una menos enrollada,o de  una forma menos enrollada a una más enrollada,forman isomeros llamados topoisomeros. La conversión de un topoisomero a otro es llevado a cabo por enzimas llamadas topoisomerasas o ADN topoisomerasas. DESNATURALIZACIÓN DEL ADN: Es la pérdida de la estructura secundaria en regiones grandes(no pequeñas) del ADN,debido a cambios en el pH o la temperatura. Esto puede ser reversible si se enfría lentamente la molécula de ADN,para que el ADN desnaturalizado vuelva al estado nativo. La absorbancia de luz ultravioleta: Los nucleotidos absorben luz ultravioleta y el ADN está formado de nucleotidos, por tanto el ADN también absorbe luz ultravioleta. Cuando el ADN se desnaturaliza aumenta la absorbancia de luz ultravioleta. El estado nativo absorbe menos luz que el estado desnaturalizado. A la desnaturalización a veces se le llama fusión de la doble hélice(separación de las 2 cadenas). Temperatura de fusión (Tm): Es la temperatura en la cual el ADN se desnaturaliza. TRANSFORMACIONES QUÍMICAS DEL ADN: Las transformaciones químicas son muy lentas en ausencia de enzimas. Transformaciones químicas que pueden ocurrir en ausencia de enzimas del ADN: 1) Transformaciones no enzimáticas: Desaminación: Pérdida de grupos amino en las bases nitrogenadas. Hidrólisis: Rompimiento del enlace entre la base y la desoxirribosa. 2) Transformaciones inducidas por radiación: Luz UV: Forma dímeros de pirimidinas (bases emparejadas anómalas). Rayos X y gamma: Causan apertura de anillos y fragmentación de bases. 3) Otros daños: Agentes alquilantes: Sustancias que modi can químicamente las bases. Daño oxidativo: Generado por especies reactivas de oxígeno.