Nucleótidos y Ácidos Nucleicos: Estructura, Tipos y Localización del ADN y ARN

Nucleótidos y ácidos nucleicos

El ácido desoxirribonucleico (ADN)

Estructura primaria

Estructura primaria: Es la secuencia de nucleótidos que integran el ácido nucleico, unidos mediante enlaces tipo fosfodiéster entre el grupo fosfato unido al C5′ de un nucleótido y el —OH del C3′ del siguiente. Los extremos libres son: el grupo fosfato en C5′ y el —OH en C3′. Se diferencia en el tamaño, la composición y la secuencia de bases, las cuales indican el orden de las bases A, G, C, T en la cadena. Esta estructura sólo señala las cadenas de desoxirribonucleótidos, abreviadamente.

Estructura secundaria

Estructura secundaria: Fue descrita por Watson y Crick, quienes propusieron el modelo de la doble hélice.

  1. Formada por dos cadenas polinucleotídicas enrolladas alrededor de un eje imaginario, con las bases nitrogenadas orientadas hacia el interior.
  2. El enrollamiento es dextrógiro (hacia la derecha) y plectonémico (es necesario el desenrollamiento de las dos cadenas para su separación).
  3. Las cadenas son antiparalelas (direcciones 5′ → 3′ y 3′ → 5′) y complementarias (dos enlaces de hidrógeno entre A y T, y tres entre G y C).

Diferencias entre el ADN y el ARN

El ADN:

  1. Está compuesto por las bases A, G, C y T.
  2. En la pentosa, en C2′ tiene H (desoxirribosa).
  3. Desoxirribonucleico (desoxigenado).

El ARN:

  1. Está compuesto por las bases A, G, C y U (uracilo).
  2. En la pentosa, en C2′ tiene —OH (ribosa).
  3. Ribonucleico.

Localización y clases de ADN

Localización:

  1. Células procarióticas: El ADN forma el cromosoma bacteriano y se halla en una zona denominada nucleoide. También existen pequeñas porciones dispersas por el citoplasma denominadas plásmidos.
  2. Células eucarióticas: Se encuentra principalmente en el núcleo, aunque también está en las mitocondrias y, en las células vegetales, en los cloroplastos.
  3. ADN viral: Puede presentarse en doble cadena y suele ir rodeado por la cápside (que lo protege y sirve como vehículo de transmisión).

Clases:

  1. Según el número de cadenas: Pueden ser monocatenarios (poco frecuente y en algunos virus) o bicatenarios (la mayoría de los organismos).
  2. Según su forma: Pueden ser lineales (células eucarióticas y algunos virus) o circulares (bacterias, mitocondrias y cloroplastos).

El ácido ribonucleico (ARN)

El ARN mensajero (ARNm)

ARNm: Tiene una estructura lineal (salvo en las zonas donde se forman horquillas). Es el intermediario para convertir la información genética codificada en el ADN en una secuencia de aminoácidos de las proteínas. Tiene vida muy corta porque es destruido por ribonucleasas (si no, el proceso de síntesis proteica continuaría indefinidamente).

  1. Células eucarióticas: Se halla tanto en el núcleo como en el citoplasma y suele ser monocistrónico.
  2. Células procarióticas: Si solo puede sintetizar un polipéptido, el ARNm es monocistrónico. Si codifica dos o más polipéptidos es policistrónico.

El ARN ribosómico (ARNr)

ARNr: Es el más abundante. Estas moléculas son largas y monocatenarias; en las regiones con bases nitrogenadas apareadas pueden presentar estructura de doble cadena parcial. Junto con proteínas forman los ribosomas.

El ARN de transferencia (ARNt)

ARNt: Su función es transportar los aminoácidos hasta los ribosomas. Existen muchos tipos, pero comparten características comunes:

  1. Extremo 5′: Todos llevan un nucleótido de guanina con su grupo fosfato libre.
  2. Extremo 3′: Está formado por tres bases nitrogenadas no apareadas (CCA). Es el lugar por donde el ARNt se une al aminoácido que va a transportar.
  3. Brazo A: Contiene un triplete de bases nitrogenadas llamado anticodón, diferente para cada ARNt según el aminoácido que transporta.
  4. Brazo T: Lleva timina (presente como ribotimina en algunos ARNt). Es importante en el reconocimiento por el ribosoma.
  5. Brazo D: Es la región encargada de participar en la unión del aminoácido con su correspondiente molécula de ARNt.

Diferencias entre el ADN y el ARN

El ADN:

  1. Está compuesto por A, G, C y T.
  2. En la pentosa, en C2′ tiene H.
  3. Desoxirribonucleico (desoxigenado).

El ARN:

  1. Está compuesto por A, G, C y U.
  2. En la pentosa, en C2′ tiene —OH.
  3. Ribonucleico.

Localización y clases de ADN

Localización:

  1. Células procarióticas: El ADN forma el cromosoma bacteriano y se halla en una zona denominada nucleoide. También existen pequeñas porciones dispersas por el citoplasma denominadas plásmidos.
  2. Células eucarióticas: Se encuentra en el núcleo, aunque también está en las mitocondrias y en los cloroplastos de las células vegetales.
  3. ADN viral: Estructura de doble cadena, rodeada por la cápside (protege y sirve como vehículo de transmisión).

Clases:

  1. Según el número de cadenas: Pueden ser monocatenarios (poco frecuente y en virus) y bicatenarios (mayoría de los organismos).
  2. Según su forma: Pueden ser lineales (células eucarióticas y en algunos virus) y circulares (bacterias, mitocondrias y cloroplastos).

El ácido ribonucleico (ARN)

El ARN mensajero (ARNm)

ARNm: Tiene una estructura lineal (salvo en las zonas donde se forman horquillas). Es el intermediario para convertir la información genética codificada en el ADN en una secuencia de aminoácidos de las proteínas. Tiene vida muy corta porque es destruido por ribonucleasas (si no, el proceso de síntesis proteica continuaría indefinidamente).

  1. Células eucarióticas: Se halla tanto en el núcleo como en el citoplasma y es monocistrónico.
  2. Células procarióticas: Si solo puede sintetizar un solo polipéptido, el ARNm es monocistrónico. Si codifica dos o más polipéptidos es policistrónico.

El ARN ribosómico (ARNr)

ARNr: Es el más abundante; estas moléculas son largas y monocatenarias y, en las zonas con bases nitrogenadas apareadas, pueden presentar estructura de doble cadena parcial. Pueden formar ribosomas.

El ARN de transferencia (ARNt)

ARNt: Su función es transportar los aminoácidos hasta los ribosomas. Hay muchos tipos, pero tienen características comunes:

  1. Extremo 5′: Todos llevan un nucleótido de guanina con su grupo fosfato libre.
  2. Extremo 3′: Está formado por tres bases nitrogenadas (CCA) sin aparear. Es el lugar por donde el ARNt se une al aminoácido que va a transportar.
  3. Brazo A: Está formado por un triplete de bases nitrogenadas, llamado anticodón, diferente para cada ARNt en función del aminoácido que vaya a transportar.
  4. Brazo T: Lleva timina. Es el lugar de reconocimiento del ribosoma.
  5. Brazo D: Es la parte encargada de unir cada aminoácido con su correspondiente molécula de ARNt.