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BASES MOLECULARES DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA
TEMA 10: ÁCIDOS NUCLÉICOS
Los nucleótidos desempeñan una amplia variedad de funciones en el metabolismo celular. Garantizan los intercambios. También actúan como señales químicas en los sistemas celulares, en respuesta a hormonas y otros estímulos extracelulares, y son también componentes estructurales de una serie de cofactores enzimáticos e intermediarios metabólicos. Por último, son los constituyentes de los ácidos nucleicos: ácido desoxirribonucleico (DNA) y ácido ribonucleico (RNA), que son los depositarios moleculares de la información genética.
En el DNA celular se encuentran especificadas las secuencia de aminoácidos de todas las proteínas y las secuencias de nucleótidos de todas las células de RNA. Un segmento de DNA que contenga la información necesaria para la síntesis del producto biológico funcional recibe el nombre de gen. Una célula corriente tiene muchos miles de genes y, por tanto, no resulta sorprendente que las moléculas de DNA suelen ser muy grandes. Las únicas funciones conocidas del DNA son el almacenamiento y la transmisión de la información biológica.
Los nucleótidos están formados por tres componentes: una base nitrogenada , una pentosa y un fosfato. La molécula sin el grupo fosfato se denomina nucleósido.
Las bases nitrogenadas:
Ribonucleótidos:
Desoxirriboonucleótidos:
Los nucleótidos sucesivos de los ácidos nucleicos están unidos por enlaces fosfodiéster:
Los nucleótidos sucesivos de DNA y RNA están unidos covalentemente mediante puentes de grupos fosfato, en los cuales el grupo hidroxilo en 5´ de un nucleótido está unido al grupo hidroxilo del nucleótido siguiente mediante un enlace fosfodiéster:
El DNA es una doble hélice:
El análisis de diagramas de refracción por Rayos X permitió deducir que las moléculas de DNA son helicoidales, con dos periodicidades a lo largo del eje longitudinal, una primaria de 3,4 Angstrom y otra secundaria de 34.
En 1953, Watson y Crick postularon un modelo tridimensional estructura del DNA que tenía en cuenta todos los datos disponibles. Consiste en dos cadenas helicoidales enrolladas alrededor del mismo eje, formando una doble hélice dextrógira. Los esqueletos hidrofílicos formados por la desoxirribosa y los grupos fosfato alternados están en el exterior de la doble hélice en contacto con el agua circundante. El anillo desoxifuranosa adopta la conformación C-2´ endo.
Las bases purínicas y pirimidínicas de ambas cadenas están apiladas en el interior de la doble hélice con sus estructuras en anillo, hidrofóbicas y planas situadas a muy corta distancia unas de otras y posición perpendicular al eje longitudinal de la hélice.
La relación espacial de las dos cadenas de lugar a la formación de un surco mayor y un surco menor la superficie de la doble hélice:
Las principales características del modelo del DNA en doble hélice están apoyadas por un gran número de resultados de tipo químico y biológico. Además, el propio modelo sugirió de inmediato un mecanismo para la transmisión información genética. La característica fundamental del modelo es la complementariedad las dos hembras del DNA. Watson y Crick comprendieron, mucho antes de disponer de pruebas experimentales en su favor, que la replicación de la estructura podía tener lugar naturalmente a través de la separación de los dos hebras y la síntesis de hebras complementarias de cada una de ellas.
El DNA adopta diferentes formas tridimensionales:
El DNA es una molécula extraordinariamente flexible. Posible una rotación considerable alrededor de una serie de enlaces de las cadenas de azúcar-fosfato y las fluctuaciones térmicas pueden provocar la curvatura, el estiramiento y el desapareamiento de las hebras.
Ácidos Ribonucleicos (RNA):
El RNA, el segundo tipo de ácido nucleico de la célula, desempeña muchas funciones. En la expresión génica, actuó como intermediario en la conversión de la información codificada en el DNA en la secuencia de aminoácidos de las proteínas funcionales.
En las eucariotas, el DNA se encuentra en su mayor parte confinado en el núcleo, mientras que la síntesis de proteínas tiene lugar en los ribosomas del citoplasma. Por lo tanto, una molécula distinta del DNA debe transportar el mensaje genético necesario para la síntesis de proteínas desde núcleo hasta el citoplasma.
