ESTRUCTURA BIOLOGICA DEL DNA

Doble hélice, cadenas complementarias y antiparalelas.

El ADN, concepto general.

Están formados por muchos nucleótidos, es decir son polinucleótidos. Todo el genoma humano está formado por 3.10⁹ pares de nucleótidos. Según su longitud hay diversos tamaños desde 1,7 µm (virus de la poliomielitis) a 2,36 m (todo el genoma humano).

Son Desoxirribonucleótidos de A, G, C y T unidos por enlaces fosfodiéster en el sentido 5' 3'

Su peso molecular es elevado.

Se encuentra asociado a proteínas básicas formando nucleoproteínas (en células eucariotas, son histonas o protaminas).

(En las procariotas está asociado a proteínas similares).

Se pueden distinguir 3 Niveles estructurales:

Estructura primaria: La secuencia de los nucleótidos.

Estructura secundaria: la doble hélice.

Estructura terciaria: Collar de perlas, estructura cristalina, ADN superenrollado.

También se distinguen en las células eucariotas a partir de la propia estructura 3ª varios niveles de empaquetamiento.

ESTRUCTURA PRIMARIA DEL ADN.

Es la secuencia de nucleótidos de una cadena o hebra. Es decir la estructura primaria del ADN viene determinada por el orden de colocación de los nucleótidos en la hebra o cadena de la molécula.

Al existir la posibilidad de combinar cuatro nucleótidos distintas existe un elevado número de polinucleótidos lo que determina que el ADN contenga el mensaje biológico o información genética y explica la diversidad del mensaje genético de todos los seres vivos.

ESTRUCTURA SECUNDARIA

Datos preliminares:

A) A finales de los 40 Erwin CHARGAFF y sus colaboradores estudiaron los componentes del DNA y emitieron los siguientes resultados:

La concentración de bases varía de una especie a otra. El porcentaje de A, G, C y T es el mismo en los individuos de la misma especie y no por esto el mensaje es el mismo.

Tejidos diferentes de la misma especie tienen la misma composición en bases.

La composición en bases del DNA de una misma especie no varía con la edad del organismo ni con su estado nutricional ni con las variaciones ambientales.

Las densidades y viscosidades corresponden a la existencia de enlaces de Hidrógeno entre los grupos NH y los grupos CO.

La concentración de Adenina es igual a la de Timina, y la de Citosina a la de Guanina. Las dos primeras establecen dos puentes de hidrógeno entre ellas, y las últimas tres puentes. La cantidad de purinas es igual a la cantidad de pirimidinas.

B) Por medio del método analítico de difracción de rayos X, FRANKLIN Y WIL KINS observaron una estructura fibrilar de 20 Å (Amstrongs) de diámetro con repeticiones cada 3,4 Å y una mayor cada 34 Å.

C) WATSON Y CRICK en 1953 postularon un modelo tridimensional para la estructura del DNA que estaba de acuerdo con todos los datos disponibles anteriores.

Así establecen el MODELO DE DOBLE HELICE:

La molécula de ADN está formada por dos cadenas antiparalelas y equidistantes de nucleótidos, enrolladas en espiral en torno a un eje imaginario, formando una hélice dextrógira.

Las bases nitrogenadas se encuentran en el interior de la hélice unidas mediante puentes de hidrógeno y siempre emparejadas AT y CG, lo que hace que las dos cadenas sean complementarias.

Las desoxirribosas y los grupos fosfato que las unen se encuentran en el exterior de la hélice, de modo que las cargas negativas de los grupos fosfato interaccionan con los cationes presentes en el nucleoplasma dando más estabilidad a la molécula.

El modelo de Watson y Crick dio una explicación coherente y satisfactoria para las propiedades fisicoquímicas del ADN y su función biológica, como estabilidad biológica y capacidad de duplicación

Las grandes moléculas de ADN se encuentran enrolladas por necesidad de reducir espacio en la célula y como mecanismo para preservar su transcripción

TIPOS DE ADN.

Según la estructura: monocatenarios una cadena, (por ej. algunos virus) o bicatenarios con dos hebras o cadenas. A su vez en ambos casos puede ser el ADN lineal (ej. el núcleo de células eucariotas y algunos virus) o circular (en mitocondrias, cloroplastos y bacterias y algunos virus).

ACIDO RIBONUCLEICO (RNA o ARN).

Polinucleotido formado por ribonucleótidos de A, G, C y U, que se unen por enlaces fosfodiéster 5' 3'.

Es monocatenario en general, bicatenario en algunos virus, (por ej. los reovirus). La molécula es más corta que la del DNA.

No forma cadenas dobles salvo excepciones. A veces en ciertos tramos puede poseer estructura secundaria al aparecer apareamientos de bases dentro de la misma cadena (existiendo complementariedad de bases y antiparalelismo) y estructura terciaria (si se encuentra asociado a proteínas).

TIPOS: Bicatenario (ej. reovirus), Monocatenario (ARN de transferencia o transferente, ARN mensajero, ARN ribosómico y ARN nucleolar).

Se encuentra en muchos virus, en las células procariotas y en las células eucariotas.