Glosario de Términos Clave en Biología Molecular

Base Pirimidínica

Tipo de molécula que forma parte de los **nucleótidos**. Químicamente es un derivado de la **pirimidina**, molécula **heterocíclica** formada por dos **nitrógenos** y cuatro átomos de **carbono**, formando un **hexágono planar**, con **dobles enlaces conjugados**. Las bases pirimidínicas más abundantes en los ácidos nucleicos son la **Citosina (C)**, presente tanto en **ADN** como en **ARN**; la **Timina (T)**, solo en **ADN**; y el **Uracilo (U)**, solo en **ARN**.

Codón

**Triplete de nucleótidos** en el **ARNm** que codifica para un **aminoácido**. Es la **unidad básica de información** en el proceso de **traducción**.

ARN Ribosómico (ARNr)

Tipo de **ácido ribonucleico** que forma parte de los **ribosomas**, orgánulos encargados de la **síntesis de proteínas**. Químicamente es un **polirribonucleótido** de **adenina**, **guanina**, **citosina**, **uracilo** y, con algunas excepciones, de otras bases. Presenta zonas lineales y segmentos en **doble hélice**, y se une a **proteínas** para formar las **subunidades ribosómicas**. Hay varios tipos, diferenciados por su **coeficiente de sedimentación**.

Anticodón

**Triplete de nucleótidos** presente en el **ARN de transferencia**, con bases complementarias a las tres de un **codón** del **ARN mensajero**, que codifica para la incorporación de un determinado **aminoácido** en la formación de la **cadena polipeptídica**.

Intrón

Región del **ADN** presente en los **genes** que **no codifica** para una determinada **proteína**. Los intrones aparecen en el **transcrito primario** y son eliminados durante el proceso de **maduración del ARNm**. El número y longitud de los intrones varía enormemente entre especies.

Nucleosoma

Formación nuclear en la que dos vueltas de **ADN** se enrollan alrededor de un **octámero de histonas**. Es el **primer nivel de enrollamiento** de **ADN** en **eucariotas**.

Coenzima

**Molécula orgánica**, no proteica, que es necesaria para el funcionamiento de muchas **enzimas**. A la enzima en este caso se le llama **apoenzima**. El conjunto se llama **holoenzima**. Una misma coenzima puede actuar con distintas enzimas. En muchos casos deriva de **vitaminas**.

ARN de Transferencia (ARNt)

Molécula de **ARN** encargada de llevar los **aminoácidos** correspondientes para la **síntesis de proteínas** hasta los **ribosomas**. Son sintetizados en el **núcleo** y actúan en el **citoplasma**. Presentan una estructura peculiar con **bucles**, uno de los cuales, el **anticodón**, tiene la **secuencia complementaria** de un **codón** del **ARN mensajero**. Lleva asociado en su extremo 3′ el **aminoácido** correspondiente al **codón**.

Tipos de Bases Nitrogenadas y su Función en Macromoléculas

**Compuestos heterocíclicos** con átomos de **nitrógeno** en el anillo y con **carácter básico**. Forman parte de los **nucleótidos** que constituyen los **ácidos nucleicos**, en los cuales son de dos tipos: **púricas** y **pirimidínicas**.

Bases Pirimidínicas

Derivadas de la **pirimidina**, molécula **heterocíclica** formada por dos **nitrógenos** y cuatro átomos de **carbono**, formando un **hexágono planar**, con **dobles enlaces conjugados**. En los ácidos nucleicos las más abundantes son la **Citosina (C)**, presente tanto en **ADN** como en **ARN**; la **Timina (T)**, solo en **ADN**; y el **Uracilo (U)**, solo en **ARN**.

Bases Púricas

Derivadas de la **purina**, molécula **heterocíclica** casi planar formada por un anillo de **pirimidina** y otro pentagonal que posee dos **nitrógenos**. Las bases púricas más abundantes en los ácidos nucleicos son la **Adenina (A)** y la **Guanina (G)**. En los ácidos nucleicos pueden aparecer en pequeña cantidad **bases nitrogenadas** que son **derivados** de las ‘bases corrientes’ indicadas.

El Enlace Fosfodiéster: Formación y Presencia

(El **enlace éster fosfórico** se forma por la reacción del **ácido fosfórico** con un **grupo hidroxilo**, con liberación de una molécula de **agua**). El **enlace fosfodiéster** es un enlace en el que el **ácido fosfórico** esterifica a dos **pentosas** de dos **nucleótidos consecutivos**. Aparece en los **ácidos nucleicos (ADN y ARN)**, en los que el **grupo fosfato** esterifica a la **pentosa** de su nucleótido por reacción con el **grupo hidroxilo (-OH)** de su **Carbono 5’** y a la pentosa del siguiente en el **Carbono 3’**.

Diferencias Clave entre Nucleótidos de ARN y ADN

El del **ARN** es un **ribonucleótido** formado por **ribosa** (con un grupo **-OH** en C2), un **grupo fosfato** y las **bases nitrogenadas A, G, C y U**. El del **ADN** es un **desoxirribonucleótido** formado por **desoxirribosa** (con un **H** en el C2), un **grupo fosfato** y las **bases nitrogenadas A, G, C y T**.

Diferencias Químicas, Estructurales y Funcionales entre ADN y ARN

Composición Química

La Pentosa

En el **ARN** son **ribonucleótidos**, con **β-D-ribofuranosa**, y en el **ADN** son **desoxirribonucleótidos**, con **β-2′-desoxi-D-ribofuranosa**.

Las Bases Nitrogenadas

**U** en el **ARN** y **T** en el **ADN**. **A, C y G** son comunes a ambos tipos. El **ARNt** posee además una cierta proporción de **bases derivadas** de las bases corrientes.

Estructura

• Las cadenas de **ADN** son generalmente **más largas** que las de **ARN**.
• Las moléculas de **ADN** son normalmente **bicatenarias**, formadas por **dos cadenas en doble hélice**, mientras que las de **ARN** son en general **monocatenarias**.

Función

• El **ADN** lleva la **información genética**, es el encargado de su **almacenamiento y transmisión**.
• El **ARN** tiene **función estructural** (en **ribosomas**) y lleva a cabo la **síntesis de proteínas**, de acuerdo con la información del **ADN**.

Estructura y Función del ARN Ribosómico (ARNr)

Es el **ARN más abundante** en la célula y forma parte de los **ribosomas**, asociado a **proteínas**. Es **monocatenario** y presenta zonas con **complementariedad de bases**. Cada una de las **subunidades del ribosoma** posee varios tipos de **ARNr** que se diferencian por su **tamaño** (18S, 28S, 5S, etc.) y que depende del tipo de célula, **procariota o eucariota**. Su función está relacionada con mantener la **estructura del ribosoma** y participar en la **síntesis de proteínas**.

Estructura y Función del ARN de Transferencia (ARNt)

**Molécula de ARN monocatenaria**, aunque con regiones con **complementariedad entre bases**, y con **estructura tridimensional en forma de L**. En su estructura se distinguen **cuatro brazos** (forma de **hoja de trébol**), entre ellos el **brazo aceptor**, por donde se une el **aminoácido**, y el **brazo anticodón**, donde se encuentra el **triplete complementario** del **codón** del **ARNm**. Está localizado en el **citoplasma** y actúa como **transportador de aminoácidos** durante la **síntesis de proteínas**. Cada **aminoácido** posee al menos un **ARNt específico**.

ARN Mensajero (ARNm): Función y Características

Su función consiste en **copiar y transmitir el mensaje genético**, almacenado en la **secuencia de bases** de una de las dos cadenas del **ADN**, hasta los **ribosomas**, el lugar de la célula donde tal información se traduce como **secuencia de aminoácidos** de una **proteína**. Cada grupo de **3 bases del ARNm** que codifican la incorporación de un determinado **aminoácido** a la **cadena polipeptídica** en formación, se denomina **codón**. El **ARNm eucariota** es **monocistrónico**, es decir, cada molécula de **ARNm** solo contiene información para la **síntesis de una cadena polipeptídica**, mientras que el **ARNm procariótico** es **policistrónico**, es decir, una misma molécula contiene informaciones separadas para **proteínas distintas**.

El ADN en los Cromosomas: Estructura Primaria y Secundaria

El **Ácido Desoxirribonucleico (ADN)**.

Estructura Primaria del ADN

La estructura primaria del ADN es la ‘**secuencia de nucleótidos**’ de una sola de sus cadenas o ‘**hebra**’. Los **desoxirribonucleótidos** se unen mediante **enlace fosfodiéster 5′-3’**, quedando un **eje longitudinal**, formado por la alternancia de **fosfato** y **desoxirribosa**, del que salen las **bases nitrogenadas**, unidas a las **pentosas** y dispuestas en un orden (‘**secuencia**’) determinado. Las **bases nitrogenadas** y las **pentosas** forman un **ángulo casi recto**. En cada cadena se puede diferenciar un ‘**extremo 3’**’, con el **Carbono 3’** de la **pentosa libre**, y un ‘**extremo 5’**’, con el **C5’** de la **desoxirribosa** esterificado por un **resto fosfato**.

Estructura Secundaria del ADN (Doble Hélice)

La estructura secundaria es la conformación espacial de las dos cadenas de polinucleótidos. Según el **Modelo de la Doble Hélice**, establecido por **Watson y Crick en 1953**, el **ADN** está constituido por **dos cadenas de polinucleótidos**, que se disponen en el espacio de forma **helicoidal**, situándose los **esqueletos pentosa-fosfato** en el exterior de la molécula y las **bases nitrogenadas** en el interior, **perpendiculares al eje de la doble hélice** y unidas entre sí mediante **puentes de hidrógeno (H)**. Las dos hebras son **dextrohelicoidales** (giran hacia la derecha), **coaxiales** (tienen el mismo eje de giro), de **enrollamiento plectonímico** (las dos cadenas no se pueden separar a menos que se deshaga la hélice), **antiparalelas** (los enlaces 5′ → 3′ entre los nucleótidos sucesivos estarían orientados en una cadena en sentido contrario a su orientación en la otra), y **complementarias** (una **Adenina** siempre se une a una **Timina**, mediante **2 puentes de hidrógeno**, y una **Guanina** a una **Citosina**, mediante **3 puentes de hidrógeno**, manteniéndose así constante el **diámetro de la doble hélice en 20 Å** al unirse siempre una **base púrica** con una **pirimidínica**).

Estructura y Función del ATP: La Moneda Energética Celular

El **ATP** es un **nucleótido trifosfato** que constituye la **principal fuente de energía** en la célula. Está compuesto por una **base nitrogenada (adenina)**, una **pentosa (ribosa)** y **tres grupos fosfato**. La mayor parte del **ATP** se produce en la **respiración celular** (en las **mitocondrias** y en la **membrana plasmática** de células procariotas), mediante el proceso llamado **fosforilación oxidativa**, por el cual la **energía libre** de la **oxidación de los compuestos orgánicos** se emplea para la **fosforilación del ADP** por la enzima **ATP sintasa**.

Nucleósidos y Nucleótidos: Composición y Enlaces

Son **componentes estructurales** de los **ácidos nucleicos (ADN y ARN)**.

Nucleósido

Resulta de la unión de una **pentosa** con una **base nitrogenada** mediante un **enlace N-glucosídico**. La **pentosa** puede ser: **ribosa** en el **ARN**; **desoxirribosa** en el **ADN**.

Las **bases nitrogenadas** son:

• **Adenina (A)**, **Guanina (G)**, **Uracilo (U)** y **Citosina (C)** en el **ARN**.
• **Adenina (A)**, **Guanina (G)**, **Timina (T)** y **Citosina (C)** en el **ADN**.

Nucleótido

Se forma por la unión de un **nucleósido** con un **grupo fosfato** mediante un **enlace fosfoéster**. Existen tantos **nucleótidos** como **nucleósidos** para el **ARN** y para el **ADN**.