Estructura de los ácidos nucleicos y niveles de condensación del DNA

Ácidos nucleicos

Estructura del ADN

Niveles de condensación del ADN

Estructura secundaria del ADN :

Estructura primaria del ADN :

Corresponde a la secuencia de nucleótidos del polinucleótido linearizado.

Estructura General

En células eucariotas el ADN se encuentra como una cadena doble de polidesoxirribonucleótidos. Las dos cadenas del ADN giran alrededor de un eje de simetría imaginario y forman una estructura helicoidal, de aquí su nombre de "Doble hélice del ADN"

La unidad básica de los ácidos nucleicos es el nucleótido, que está compuesto por:

Grupo fosfato

Bases nitrogenadas

Pentosa

Moléculas formadas por átomos de carbono y nitrógeno que generan anillos heterocíclicos

Es necesaria su compactación debido a la longitud que presenta la célula eucariota.

Pueden ser

Purinas

Pirimidinas

D-ribosa para ARN

En la hélice del ADN la columna hidrofílica de desoxirribosa-fosfato de cada cadena está en el exterior de la molécula, mientras que las bases nitrogenadas hidrófobas se orientan hacia el interior.

Se asocia con nucleoproteínas

Dos anillos

Un solo anillo

Adenina (A) y Guanina (G), ambas presentes en el ADN y ARN

Citocina (C), Timina (T) y Uracilo (U). Timina presente solamente en el ADN y Uracilo solamente en ARN

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No histonas

Histonas

NUCLEOSOMA

Nucleótidos

La doble cadena del ADN tiene tres características principales:

Es complementaria.

Forma un giro helicoidal dextrógiro o levógiro.

Es antiparalela.

Tipos de histonas

SOLENOIDE

D-desoxirribosa para ADN

Estructura más compacta generada por las interacciones entre H1 de cada nucleosoma.

Cuenta con un OH en el carbono 2

Segmento de ADN de doble cadena de aproximadamente 1.6 pb que enrolla al octámero.

Se forma por

Sólo cuenta con un hidrógeno en el carbono 2

Causa las cargas negativas y características ácidas de los ácidos nucleicos

H1 H2A, H2B, H3, H4

ADN circular

Dos moléculas de histonas se unen para formar un octámero de histonas

Se puede encontrar al ADN circular como una estructura relajada o como una estructura superenrollada.

Conocido como collar de perlas

El superenrollamiento se produce debido a la acción de las enzimas topoisomerasas.

El ADN mitocondrial y el de células procariotas se encuentra en forma de mmolécula circular, sin extremos, donde hay interrupción de los enlaces fosfodiéster.

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Ácido ribonucleico (ARN)

Es el ácido nucleico más abundante en la célula eucariota, donde suele ser 10 veces más abundante que el ADN.

Entre cada nucleosoma queda un segmento de ADN de aproximadamente 55 pb denominado ADN enlace

SU ESTRUCTURA

El ARN suele ser monocatenario (una sola cadena).

Contiene uracilo en lugar de timina.

La pentosa que constituye a sus nucleótidos es la ribosa, en lugar de la 2-desoxirribosa del ADN.

Tipos de ARN

Las histonas son proteínas que gracias a su alto contenido en aminoácidos (lisina y arginina) permite asociarse a la molécula del ADN con carga negativa formada por grupos fosfato.

Estructura secundaria del ADN

Estructura terciaria del ADN

Estructura primaria del ADN

Está determinada por secuencia lineal de sus ribonucleótidos, que se escriben siempre en dirección 5'-3'.

Está dada por el apareamiento de secuencias complementarias en las misma cadena de ARN.

Su función es

No siempre se forma, sólo surge cuando las condiciones celulares propician la interacción entre bases nitrogenadas de diferentes regiones de una misma molécula de ARN.

Condensar el ADN a una fibra de 11 nm de ancho.

Hebra de 30 nm conocida como cromatina, esta puede encontrarse activa de forma transcripcional y recine el nombre de eucromatina. La cromatina inactiva se denominará heterocromatina.

ARN de transferencia (ARNt)

ARN ribosomal (ARNr)

ARN mensajero (ARNm)

ARN heterogéneo nuclear

CROMOSOMAS

Cromosoma condensado

Cromosoma mitótico

Las asas cromatínicas se compactan y forman un cromoso- ma más compacto de 700 nm durante la interfase.

Enzimas de ARN (ribozimas)

siARN

ARN pequeño nuclear (ARNsn)

miARN

Las cromátides hermanas que se observa en la mitosis llegan a medir 1 400 nm de grosor.

ASAS CROMATÍNICAS

Es un ARN también conocido como tránscrito primario, de alto peso molecular. Es el producto inicial de la síntesis de la ARN polimerasa en el proceso de transcripción.

El ARNm sirve de molde para la síntesis de proteínas en el proceso de traducción, ya que contiene la información génica para la formación de uno o varios polipéptidos.

El ARNr forma parte de los ribosomas, estructuras intracelulares
en que se realiza la síntesis de proteínas.

Las moléculas de ARNt tienen entre 75 y 90 nucleótidos. Se conocen unos 32 ARNt distintos y se encuentran en todas las células. Éstos intervienen en la síntesis de proteínas.

La fibra de 30 nm se pliega y condensa aún más, las cuales se anclan sobre proteínas de andamiaje formando una hebra de 300 nm de grosor.

Unión de

Se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster entre el C-5´-fosfato de un nucleótido y el C-3´-hidroxilo del siguiente.

Nucleósido

Es el ARN presente en el núcleo eucariote y está implicado en los procesos de maduración del ARNhn.

Estos ácidos ribonucleicos funcionan como catalizadores biológicos.

Grupo fosfato

Se trata de moléculas de ARN de cadena sencilla de 21-23 ucleótidos en longitud encargadas de regular la expresión génica.

El siARN se une a una secuencia complementaria del ARNm, la unión del siARN con el ARNm produce la degradación enzimática del ARNm en células eucariotas de mamíferos y plantas.

Unión de base nitrogenada y pentosa mediante enlace N-glucosídico entre el C-1 de la pentosa y el N-1 de de las pirimidinas o el N-9 de las purinas.

Primer fosfato se une a nucleósido por un enlace éster con el OH del C-5 de la pentosa.

Así se genera un polinucleótido, o cadenas de ácidos nucleicos, que poseen un extremo 5´-fosfato y un extremo 3´-hidroxilo.

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Bibliografía

Iwasa, J., & Marshall, W. (2019). Karp: Biología celular y molecular (8.a ed.). McGraw-Hill Education.


Salazar, A., Sandoval, A., & Armendáriz, J. (2016). Biología Molecular: Fundamentos y aplicaciones en las ciencias de la salud. McGraw-Hill Education.