Acidos Nucleicos

ADN B

En el modelo de Watson y Crick observamos que el DNA tiene una estructura helicoidal dextrógira con un paso de rosca de 3.4 nm y unos 10 –10.5 pdb por vuelta (0.34 nm entre nucleótidos). Su diámetro es de 2.4 nm y debido a que el eje de unión de las dos cadenas no es perpendicular se forman un surco mayor y un surco menor. Las dos hebras se unen en sentido antiparalelo. El eje ribosa-fosfato se encuentra hacia el exterior en contacto con el disolvente mientras que las bases nitrogenadas se sitúan apiladas hacia el interior hidrofóbico. El anillo furanósico se encuentra en conformación endo-2’ y la base nitrogenada en posición

anti-.

Esta conformación recibe el nombre de DNA-B y da reflexiones difusas cuando se analiza mediante cristalografía de rayos X. Se da cuando el DNA está altamente hidratado y el peso molecular es alto. Aunque esta conformación sea la más común pues es la de mayor estabilidad la molécula de DNA presenta una gran flexibilidad que le permite tener otras conformaciones:

Interacciones que mantienen la estructura del ADN

El DNA mantiene su estructura gracias a los puentes de hidrógeno entre bases complementarias, las interacciones hidrofóbicas entre bases contiguas y las interacciones iónicas entre los grupos fosfato y moléculas electropositivas como las histonas.

Componentes de un nucleótido

Azúcar pentosa, base nitrogenada y al menos un grupo fosfato.

[04 Acidos nucleicos] Ribonucleótido

Nucleótido con β-D-ribofuranosa como azúcar.

[04 Acidos nucleicos] Desoxirribonucleótido

Nucleótido con 2-desoxi-β-D-ribofuranosa; la falta de OH en C2' hace al DNA más estable.

[04 Acidos nucleicos] Bases nitrogenadas

Heterociclos débilmente básicos, planos, con dobles enlaces conjugados y absorción UV a 260 nm.

[04 Acidos nucleicos] Bases púricas

Bases derivadas de purina: adenina y guanina; se unen al azúcar por N9.

[04 Acidos nucleicos] Bases pirimidínicas

Bases derivadas de pirimidina: citosina, timina y uracilo; se unen al azúcar por N1.

[04 Acidos nucleicos] Nucleósido

Molécula formada por base nitrogenada unida a azúcar.

Nucleótido

Los nucleótidos presentan un azúcar, una base nitrogenada y al menos un grupo fosfato. Son las unidades que pueden polimerizar para formar ácidos nucleicos y que actúan como almacén de información. También participan en gran cantidad de procesos celulares como en la transferencia de energía, catálisis enzimática,señales químicas de la célula, ...

[04 Acidos nucleicos] Enlace éster fosfato

Enlace entre el C5' del azúcar y el primer fosfato de un nucleótido.

[04 Acidos nucleicos] Enlaces anhídrido

Enlaces entre fosfatos de nucleósidos polifosfato; almacenan gran cantidad de energía.

[04 Acidos nucleicos] NAD+ y FAD

Nucleótidos que actúan como cofactores redox.

[04 Acidos nucleicos] CoA

Coenzima de naturaleza nucleotídica que participa en transferencia de grupos acilo.

[04 Acidos nucleicos] Ácidos nucleicos

Polinucleótidos con azúcares unidos por enlaces fosfodiéster que forman un esqueleto azúcar-fosfato.

[04 Acidos nucleicos] Dirección de lectura de ácidos nucleicos

Las cadenas se leen en sentido 5' → 3'.

[04 Acidos nucleicos] Por qué el RNA es menos estable

El OH en C2' puede participar en hidrólisis en condiciones alcalinas.

[04 Acidos nucleicos] DNA-B

Forma más común del DNA: hélice dextrógira, antiparalela, bases al interior y esqueleto azúcar-fosfato al exterior.

[04 Acidos nucleicos] Surco mayor y surco menor

Hendiduras de la doble hélice formadas porque el eje de unión de las cadenas no es perpendicular.

[04 Acidos nucleicos] Estabilización del DNA

Depende de puentes de H entre bases, apilamiento hidrofóbico e interacciones iónicas con moléculas positivas.

[04 Acidos nucleicos] DNA-A

Forma dextrógira más ancha y corta que DNA-B, típica de RNA de doble hélice e híbridos DNA-RNA. El DNA-A es otra forma cristalina del DNA con reflexiones claras. Se da cuando la humedad se reduce al 75% y en moléculas de menor tamaño. Es también dextrógira y la conformación de sus bases nitrogenadas es anti-, pero los planos de las bases nitrogenadas son oblicuos respecto a los del eje central de la doble hélice, es más ancho y corto que el DNA-B y posee un surco mayor profundo y uno menor poco profundo. Tiene 11 pb por vuelta, 0,26 nm entre bases, 2,6 nm de ancho y un paso de rosca de 2,8 nm. Encontramos esta conformación en RNA de doble hélice e híbridos DNA-RNA.

[04 Acidos nucleicos] DNA-Z

Doble hélice levógira, más estrecha y larga, frecuente en secuencias alternantes -GCGC-. El DNA-Z forma una doble hélice levógira en la que la conformación de la guanina es syn en lugar de anti. Es más estrecha y larga que el DNA-B y posee 12 pb por vuelta, 0,37 nm entre bases un paso de rosca de 4,5 nm. Su surco menor es profundo y el mayor imperceptible. Esta conformación se adopta en zonas de secuencia alternante -GCGC-, se adopta en oligonucleótidos que alternan purinas y pirimidinas.

[04 Acidos nucleicos] Estructuras palindrómicas

Secuencias que pueden formar horquillas o estructuras cruciformes.

[04 Acidos nucleicos] DNA-H

Triple hélice de DNA en regiones de polipurina o polipirimidina con repetición especular. En raras ocasiones se pueden formar triple hélices de DNA. Esta estructura, conocida como DNA-H, se encuentra en regiones de polipurina o polipirimidina que incorporan una repetición especular, estas zonas tienen una triple hélice, en ella dos de las tres hebras contienen pirimidinas y la tercera de purinas. Esta estructura produce una curva cerrada en el DNA. Esta estructura se estabiliza gracias a apareamientos de Watson y Crick (“normales”) y a apareamientos de Hoogsteen.

[04 Acidos nucleicos] Apareamientos de Hoogsteen

Puentes de hidrógeno entre bases que no corresponden al modelo Watson-Crick.

[04 Acidos nucleicos] DNA G-quadruplex

Estructura en regiones ricas en guanina donde tetrámeros de G se unen por apareamientos de Hoogsteen.

[04 Acidos nucleicos] Degradación del DNA

Pérdida irreversible de la estructura primaria del DNA.

[04 Acidos nucleicos] Desnaturalización del DNA

Separación reversible de hebras por ruptura de interacciones no covalentes sin romper enlaces covalentes.

[04 Acidos nucleicos] Efecto hipercrómico

Aumento de absorbancia a 260 nm cuando el DNA se desnaturaliza.

[04 Acidos nucleicos] Tm del DNA

Temperatura a la que la mitad de las moléculas de DNA están desnaturalizadas; depende del contenido G-C.

[04 Acidos nucleicos] Helicasas

Enzimas que usan ATP para catalizar la separación de hebras de DNA.

[04 Acidos nucleicos] Número de enlace, Lk

Número de veces que una hebra de DNA pasa sobre la otra.

[04 Acidos nucleicos] Topoisomerasas tipo I

Enzimas que cortan una cadena de DNA y relajan superenrollamiento.

[04 Acidos nucleicos] Topoisomerasas tipo II

Enzimas que cortan ambas cadenas; pueden introducir superenrollamiento negativo en procariotas consumiendo ATP o relajar DNA.

[04 Acidos nucleicos] Nucleoide bacteriano

Estructura con DNA circular de doble cadena superenrollado unido a un núcleo proteico.

[04 Acidos nucleicos] Nucleosoma

Unidad de empaquetamiento eucariota formada por DNA enrollado alrededor de un octámero de histonas.

[04 Acidos nucleicos] Histonas

Proteínas policatiónicas ricas en lisina y arginina que estabilizan y empaquetan el DNA.

[04 Acidos nucleicos] Deaminación

Daño no enzimático que puede convertir C en U y causar mutaciones.

[04 Acidos nucleicos] Depurinación

Hidrólisis del enlace N-glucosídico que genera un sitio abásico y desestabiliza el DNA.

[04 Acidos nucleicos] Dímeros de pirimidina

Lesiones en DNA producidas por luz UV.

[04 Acidos nucleicos] RNA

Ácido nucleico con ribosa, uracilo en lugar de timina y normalmente cadena sencilla.

[04 Acidos nucleicos] mRNA

RNA mensajero transcrito a partir de DNA que sirve como molde para síntesis proteica.Tiene una conformación de hélice dextrógira que es estabilizada por el apilamiento vertical de bases, que ocurre con mayor frecuencia entre purinas. Regiones complementarias pueden producir otras estructuras como apareamientos entre bases o dúplex con otras moléculas de RNA o DNA de manera que se dispongan antiparalelamente.

[04 Acidos nucleicos] tRNA

RNA transferente con extremo 5’ fosforilado y 3' CCA que transporta aminoácidos durante la síntesis proteica. Este RNA tiene la mitad de sus nucleótidos emparejados lo que da lugar a hélices que le confieren su forma de trébol. Tiene una gran cantidad de bases poco comunes y modificadas.La estructura terciaria tiene forma de L y está estabilizada por interacciones de apilamiento entre bases, interacciones de van der Waals y puentes de hidrógeno del tipo Hoogsteen (no del tipo Watson y Crick como en la secundaria). Esta estructura es compacta y estable, pero tiene un cierto grado de flexibilidad y variabilidad conformacional lo que le permite ejercer su función. Interviene en la síntesis proteica transportando aminoácidos.

[04 Acidos nucleicos] rRNA

RNA ribosómico que forma parte de los ribosomas.

[04 Acidos nucleicos] miRNA

RNA pequeño procesado por DICER que regula la traducción uniéndose a mRNA. son secuencias de RNA codificadas por genes MIR que no codifican proteínas. Su transcrito primario se pliega en estructura de doble hebra que permite que sea procesado por la endonucleasa DICER. La parte complementaria del miRNA es degradada mientras que la otra (el miRNA en sí) regula la traducción uniéndose a mRNA.

[04 Acidos nucleicos] Ribozimas

RNA con capacidad catalítica, implicado en procesado de RNA y formación del enlace peptídico.

hnRNA

RNA heterogéneo nuclear; transcrito primario y precursor del mRNA en eucariotas.