Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) son polímeros de nucleótidos que almacenan, transmiten y expresan la información genética. Su estructura, descifrada en 1953 por Watson y Crick a partir de las imágenes de difracción de rayos X de Rosalind Franklin, explica cómo se copia la información y cómo se lee.
Objetivos
- Describir la composición de nucleósidos y nucleótidos y el enlace fosfodiéster
- Explicar el modelo de doble hélice del ADN y aplicar las reglas de Chargaff
- Describir los niveles de empaquetamiento del ADN en eucariotas
- Comparar los tipos de ARN y sus funciones
1. Nucleótidos
| Componente | Tipos |
|---|---|
| Pentosa | Ribosa (ARN) o desoxirribosa (ADN, sin –OH en el C2′) |
| Base nitrogenada púrica (dos anillos) | Adenina (A) y guanina (G) |
| Base nitrogenada pirimidínica (un anillo) | Citosina (C), timina (T, solo ADN) y uracilo (U, solo ARN) |
| Ácido fosfórico | Esterifica el C5′ de la pentosa |
- Nucleósido = pentosa + base, unidas por un enlace N-glucosídico (C1′ de la pentosa con N9 de las purinas o N1 de las pirimidinas).
- Nucleótido = nucleósido + fosfato (enlace éster en el C5′).
- Los nucleótidos se unen por enlaces fosfodiéster entre el C5′ de uno y el C3′ del siguiente: la cadena tiene un extremo 5′ (fosfato libre) y otro 3′ (–OH libre).
2. El ADN: la doble hélice
- Dos cadenas antiparalelas (una 5′→3′ y la otra 3′→5′) enrolladas en una hélice dextrógira alrededor de un eje común.
- Las bases quedan hacia el interior y se aparean de forma complementaria: A = T (dos puentes de hidrógeno) y G ≡ C (tres puentes de hidrógeno).
- El esqueleto de pentosas y fosfatos queda hacia el exterior.
- Forma B: unos 2 nm de diámetro y 10 pares de bases por vuelta (3,4 nm).
Reglas de Chargaff: En cualquier ADN bicatenario, A = T y G = C; por tanto, A + G = T + C (purinas = pirimidinas). La proporción (A + T)/(G + C) varía entre especies.
Un ADN bicatenario tiene un 30 % de adenina. Calcula las demás bases.
- T = A = 30 %
- G + C = 100 − 60 = 40 %
- G = C = 20 %
A 30 %, T 30 %, G 20 %, C 20 %
Desnaturalización del ADN: Al calentar el ADN (o en pH extremo), se rompen los puentes de hidrógeno y las dos hebras se separan. Al enfriar lentamente se vuelven a unir (renaturalización). Un ADN rico en G-C necesita más temperatura para desnaturalizarse (tres puentes por par). La unión de hebras de distinto origen es la hibridación, base de muchas técnicas.
3. Empaquetamiento del ADN eucariota
- Nucleosoma: unos 146 pares de bases enrollados alrededor de un octámero de histonas (dos de cada: H2A, H2B, H3, H4). Unidos por ADN espaciador forman el «collar de perlas» (fibra de 10 nm).
- Fibra de 30 nm (solenoide), con ayuda de la histona H1.
- Bucles sujetos a un armazón proteico.
- Máximo grado de condensación: el cromosoma metafásico.
4. El ARN
El ARN es generalmente monocatenario, con ribosa y uracilo. Puede formar zonas de doble hélice al plegarse sobre sí mismo (horquillas).
| Tipo | Estructura | Función |
|---|---|---|
| ARN mensajero (ARNm) | Lineal; en eucariotas con caperuza 5′ y cola poli-A | Copia la información de un gen y la lleva a los ribosomas |
| ARN de transferencia (ARNt) | En «hoja de trébol», con un anticodón y el extremo 3′ (CCA) donde se une el aminoácido | Transporta aminoácidos al ribosoma |
| ARN ribosómico (ARNr) | Asociado a proteínas en los ribosomas | Estructural y catalítico (forma el enlace peptídico) |
| Otros (ARNnp, microARN…) | Pequeños | Maduración y regulación de la expresión génica |
Recuerda
- Nucleótido = pentosa + base + fosfato; enlace fosfodiéster 5′→3′.
- ADN: doble hélice antiparalela, complementaria (A = T, G ≡ C), dextrógira.
- Chargaff: A = T, G = C, purinas = pirimidinas.
- Empaquetamiento: nucleosoma ⟹ fibra de 30 nm ⟹ bucles ⟹ cromosoma.
- ARN: monocatenario, ribosa y uracilo; ARNm, ARNt y ARNr.
¡Ahora te toca a ti!
Comprueba que lo has entendido con los ejercicios y repasa con el resumen.