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ESTRUCTURA DE ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos son polímeros cuyos monómeros son los nucleótidos. Los
nucleótidos están constituidos por:
una base nitrogenada
una aldopentosa
ácido fosfórico
Las bases nitrogenadas derivan de los núcleos heterocíclicos purina y pirimidina. Las
bases púricas adenina (A) y guanina (G) y la base pirimídica citosina (C) están presentes
tanto en el ADN como el ARN, mientras que uracilo (U) es exclusivo de ARN y timina
(T) de ADN.
En las fórmulas se omiten los C integrantes del anillo.
La aldopentosa es β-D-ribosa en el ARN y β-D-2-desoxirribosa en el ADN. Esta última,
resulta de la reducción del hidroxilo unido al carbono 2 de la aldopentosa ribosa.
Recordemos que la letra D indica que son aldosas de la serie D, que derivan del D-
gliceraldehído y que tienen la misma configuración en el alcohol secundario más alejado
de la función aldehído. Además, recordemos que la letra griega β indica la configuración
del carbono 1 anomérico que se representa con el hidroxilo hacia arriba.
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El carbono 1 hemiacetálico de la ribosa o desoxirribosa se une al nitrógeno 1 de bases
pirimídicas o al nitrógeno 9 de bases púricas mediante unión glicosídica β, dando como
producto a un nucleósido. Mediante la unión éster entre ácido fosfórico y el hidroxilo del
carbono 5 de la ribosa o desoxirribosa de un nucleósido se forma un nucleótido.
En la siguiente figura se muestran los ribonucleótidos constituyentes de ARN y los
desoxirribonucleótidos constituyentes del ADN.
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Dada la descripción precedente correspondiente a la composición de los nucleótidos,
puede advertirse que durante la reproducción del video anexo, se detecta en una imagen
que un nucleótido de ADN presenta erróneamente una ribosa en lugar de desoxirribosa.
Los nucleótidos se unen entre sí para formar los polímeros mediante enlaces éster entre el
fosfato unido al carbono 5‟ de la pentosa de un nucleótido y el hidroxilo del carbono 3‟
de la pentosa del nucleótido anterior. El primer nucleótido de la cadena tiene libre el
fosfato unido al carbono 5‟ de la pentosa, mientras que el último nucleótido tiene libre el
hidroxilo del carbono 3‟ de la pentosa. Por lo que se denominan extremos 5‟ y 3‟ de la
cadena.
Lo descripto para esta cadena polinucleotídica es válido para ADN y ARN, con la
salvedad de que en el ARN existe uracilo en vez de timina y ribosa en lugar de
desoxirribosa.
ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO
El ADN tiene una estructura de doble hélice, lo que significa que la molécula de ácido
desoxirribonucleico está formada por dos cadenas polinucleotídicas enrolladas en hélice
alrededor del mismo eje. Cada hebra o cadena polinucleotídica está constituida por la
sucesión de desoxirribosas y fosfatos unidos al carbono 5‟ de la pentosa de un nucleótido
y al carbono 3‟ de la pentosa del nucleótido anterior (enlace fosfodiéster). En la doble
hélice las desoxirribosas y fosfatos por ser hidrofílicos se disponen hacia el exterior de la
molécula en contacto con el medio acuoso, mientras que las bases nitrogenadas que son
muy poco polares se orientan hacia el interior de la molécula.
Cada vuelta completa de hélice comprende 10 bases nitrogenadas. El enrollamiento se
hace en el sentido del giro de las agujas del reloj, es decir la hélice es dextrógira. Se
forman dos surcos en la superficie de la molécula, uno más ancho que el otro (surco
mayor y menor).
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Es una doble hélice de cadenas polinucleotídicas antiparalelas y complementarias. Se
trata de cadenas polinucleotídicas antiparalelas porque se disponen en direcciones
opuestas, una lo hace en sentido 5„-3„ y la otra en dirección 3„-5„. Además, son
complementarias porque se producen apareamientos A-T y G-C entre cadenas. Las bases
se unen y se mantienen enfrentadas mediante enlaces puente de hidrógenos. Adenina y
timina se unen por dos de estos enlaces, mientras que guanina y citocina lo hacen por
tres.
La doble hélice se mantiene por las uniones puente de hidrógeno entre pares de bases y
por interacciones hidrofóbicas de las bases agrupadas en el interior de la molécula.
En el video anexo, se presenta material complementario con contenidos sobre el
descubrimiento de la estructura molecular del ADN.
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CONDENSACIÓN DEL ADN NUCLEAR EUCARIÓTICO
La cromatina, nucleoproteína conformada por la asociación del ADN y una variedad de
proteínas (principalmente de tipo histonas), experimenta cambios en su organización
durante el ciclo celular. Estructuralmente, las histonas constituyen una familia de
proteínas semejantes, de tamaño relativamente pequeño y con elevado contenido de
aminoácidos básicos (más del 20% de sus aminoácidos son lisina y arginina). Por este
motivo, muestran naturaleza policatiónica a pH fisiológico (numerosas cargas positivas
en cada molécula) y se asocian fuertemente, mediante atracciones electrostáticas, con los
grupos negativos de fosfatos del esqueleto polianiónico del ADN. Existen cinco tipos
principales de histonas que han sido bien caracterizadas: H1, H2a, H2b, H3 y H4.
En el esquema se puede observar la condensación del ADN, partiendo de una molécula
de ADN (doble hélice con 2 nm de diámetro) que forma una superhélice al dar dos
vueltas sobre un núcleo constituido por un octámero de histonas (2 H2a, 2 H2b, 2 H3 y 2
H4) constituyendo un nucleosoma. Una unidad de histona H1 está asociada a la doble
hélice de ADN en el lugar de su entrada y salida del nucleosoma. Al conjunto de
nucleosoma y H1 se lo denomina cromatosoma. Una misma molécula de ADN envuelve
sucesivamente a distintos núcleos de octámeros de histonas y los conecta entre sí. La
porción presente entre dos nucleosomas sucesivos se denomina ADN espaciador. El
conjunto de nucleosomas espaciados a lo largo de la molécula de ADN constituye una
fibra de 10 nm que aparenta una “estructura en cuentas de rosario” por su aspecto
característico al ser visualizado por microscopio electrónico. Esta estructura de 10 nm de
sección, se presenta extendida durante la interfase del ciclo celular. Al iniciarse la mitosis
la serie de cromatosomas se enrolla de a seis unidades por vuelta formando un solenoide
que da origen a una fibra de 30 nm de sección transversal. Esta fibra a su vez se pliega en
bucles y asas radiales que sufren superenrollamiento para terminar constituyendo cada
cromátida de los cromosomas.
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El siguiente esquema resume el empaquetamiento del ADN:
Estructura de ácidos Nucleicos - ADN-.pdf
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