Bases Moleculares De La Herencia

Ácidos nucleídos como transportadores de la herencia

Los ácidos nucleícos son grandes moléculas formadas por la repetición de un monómero llamado nucleótido. Estos se unen entre sí por un grupo fosfato, formando largas cadenas. Pueden alcanzar tamaños gigantes, siendo las moléculas más grandes que se conocen, constituidas por millones de nucleótidos. Los ácidos nucleícos son las sustancias responsables de la herencia biológica: las moléculas que rigen la actividad de la materia viva, tanto en el espacio (coordinando y dirigiendo la química celular a través de la síntesis de proteínas) como en el tiempo (transmitiendo los caracteres biológicos de una generación a otra en los procesos reproductivos).

Tipos de ácidos nucleícos:

• Ácido ribonucleico = ARN

• Ácido desoxirribonucleico = ADN

Estructura de los Ácidos nucleícos

Al igual que lo que ocurre en proteínas, los ácidos nucleídos pueden doblarse y plegarse, formando conformaciones tridimensionales estabilizadas por enlaces no covalentes (interacciones hidrófobas y puentes de hidrógeno). Aunque las estructuras primarias del ADN y el ARN son similares, las conformaciones tridimensionales que adoptan son muy diferentes. Esta divergencia estructural es crítica debido a las diferentes funciones que desempeñan los dos tipos de ácidos nucleídos.

• Ácido desoxirribonucleico (ADN). La secuencia lineal de nucleótidos unidos mediante enlaces fosfodiéster, constituye la estructura primaria del ADN. Este orden es en realidad lo que se transmite de generación en generación (herencia). La estructura secundaria es el plegamiento que adopta el ADN cuando se encuentra enrollado 257 helicoidalmente (doble hélice); también se lo conoce como forma B del ADN (B-ADN). La estructura terciaria es la forma en que se organiza esta doble hélice. En las células eucariotas por ejemplo, el ADN se encuentra localizado principalmente en el núcleo, en forma de cromosomas, que son complejas asociaciones de ADN y proteínas. Las histonas, son las principales responsables del plegamiento y empaquetamiento del ADN. El ADN se enrolla (dos vueltas) alrededor de un octeto de proteínas histónicas formando un nucleosoma, estos quedan separados por una secuencia de ADN de hasta 80 pares de bases, formando un "collar de perlas" o más correctamente denominado fibra de cromatina, siendo la estructura propia del núcleo interfásico, que no ha entrado en división. En el siguiente nivel de condensación, éste collar de nucleosomas vuelve a enrollarse, unos sobre otros en disposiciones regulares cada 6 nucleosomas constituyen un "paso de rosca" por medio de histona H1 formando estructuras del tipo solenoide. En el caso de los procariotas, así como en las mitocondrias y cloroplastos, el ADN se presenta en forma circular, en la que la doble hélice se cierra por sus extremos. Este ADN circular puede presentar diversos grados de superenrollamiento. En cambio en los virus, el ADN puede presentarse como una doble hélice cerrada, como una doble hélice abierta o simplemente como una única hebra lineal.

• Ácido ribonucleico (ARN). La estructura primaria del ARN es generalmente similar a la del ADN salvo dos excepciones: la ribosa posee un grupo hidroxilo en la posición 2´y la T del ADN es reemplazada por el U. Además, el grupo hidroxilo sobre el C2 de la ribosa, hace al ARN químicamente más lábil que el ADN. Pero a diferencia del ADN, que existe primariamente como una muy larga doble hélice, la mayoría de los ARN son simple cadena (monocatenarios) y exhiben una gran variedad de conformaciones. Estas diferencias conformacionales que presentan varios tipos de ARN, les permiten llevar a cabo funciones específicas en la célula. En ciertas ocasiones los ARN monocatenarios puede presentar una estructura secundaria, en la cual existen zonas de su secuencia en la que las bases se aparean intracatenariamente, formando una estructura denominada horquilla, tal como aparece esquematizado en la Figura 7. Estos simples plegamientos, pueden a su vez cooperar para formar estructuras terciarias más complejas. Por ejemplo, en el ARN han sido reconocidas estructuras secundarias y terciarias, que se forman particularmente en los extremos de la molécula. Las estructuras terciarias se forman gracias a la enorme libertad de rotación en la columna de nucleótidos de sus regiones carentes de apareamientos entre bases. Cabe destacar, que el genoma de algunos virus puede estar constituido por ARN, y puede ser de cadena simple o doble. Este es otro ejemplo en el cual se observa las distintas conformaciones que pueden adoptar los ácidos ribonucleicos.

Bases nitrogenadas

Las bases púricas tienen la estructura fundamental del heterociclo purina. Las bases púricas que se encuentran en los ácidos nucleícos (tanto DNA como RNA) son la adenina y la guanina.

Purina Bases púricas (DNA y RNA)

Adenina (2D) Guanina (2D)

Adenina

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