Estructura de los ácidos nucleicos

Representaciones de estructuras primarias, secundarias terciarias y cuaternarias de los ácidos nucleicos. Se muestran helices de ADN y ejemploes de la ribozima VS, la telomerasa y un nucleosoma.

La estructura de los ácidos nucleicos se refiere a la morfología espacial de los ácidos nucleicos, tales como el ADN y el ARN. Los detalles de la estructura de los ácidos nucleicos permitieron revelar el código genético. Por lo general, dicha estructura desarrollada por el modelo de James Watson y Francis Crick se divide en cuatro niveles diferentes: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria.

Estructura primaria

Estructura primaria del ADN. Los nucleótidos se disponen en una estructura lineal.

La estructura primaria consiste en una secuencia lineal de nucleótidos, unidos entre sí por enlaces fosfodiéster. Cada nucleótido se compone de:​

• Una base nitrogenada, que puede ser cualquiera de las siguientes:
  • Adenina
  • Citosina
  • Guanina
  • Timina (Solo presente en el ADN)
  • Uracilo (Solo presente en el ARN)
• Una pentosa, que puede ser:
  • Desoxirribosa (En el ADN)
  • Ribosa (En el ARN)
• Un grupo fosfato

Las bases nitrogenadas se pueden clasificar en purinas (adenina y guanina) y pirimidinas (citosina, timina y uracilo), presentando diferencias estructurales y por lo tanto, afectando a la correcta morfología de estructuras superiores. Las purinas tienen un enlace N-glicosídico entre el noveno nitrógeno y el primer hidroxilo de la pentosa, mientras que en las pirimidinas es el primer nitrógeno el que participa en el enlace. La unión de una base nitrogenada y una pentosa crea un nucleósido. Cada nucleósido se une a un grupo fosfato mediante un enlace éster entre el quinto hidróxilo de la pentosa y uno de los oxígenos del fosfato, creando un nucleótido. Si dos o más nucleótidos se unen mediante enlaces fosfodiéster entre un fosfato (extremo 5') y el tercer hidróxilo de otro (extremo 3'), se forma un dinucleótido o un polinucleótido respectivamente. La secuencia de un ácido nucleico se representa siempre en el sentido 5' → 3', utilizando la siglas de las bases nitrogenadas, véase ACTG en el ADN o ACUG en el ARN. Una nomenclatura alternativa es usando las tres primeras letras de sus nombres: Ade-Cyt-Thy-Gua o Ade-Cyt-Ura-Gua.​ Los grupo fosfato se encuentran ionizados con carga negativa en las condiciones de pH típicas del interior celular, lo cual confiere un carácter ácido a los ácidos nucleicos, puede proteger las bases nitrogenadas de la hidrólisis y permite interacciones electroestáticas con otras moléculas. Todas estas características son esenciales para la estabilidad de la estructura secundaria.

Estructura secundaria

Estructura secundaria del ADN. Las interacciones mediante puentes de Hidrógeno entre dos cadenas de polinucleótidos permite la formación del ADN de doble hebra.

La estructura secundaria es el conjunto de interacciones entre las bases nitrogenadas, es decir, qué partes de las cadenas están vinculados unos a otros, creando estructuras más complejas.

Estructura terciaria

Estructura del ARN transferente (ARNt). Ejemplo de estructura terciaria. La complementariedad entre nucleótidos de la misma hebra genera estructuras secundarias. estas se organizan en diferentes dominios que se pliegan entre sí.

La estructura terciaria se refiere a la ubicación de los átomos en el espacio tridimensional, teniendo en cuenta las limitaciones geométricas y estéricas.

Estructura cuaternaria

Estructura de un nucleosoma. El ADN (en morado) rodea en espiral las histonas (en rosa).

La estructura cuaternaria es la organización de más alto nivel de los ácidos nucleicos y se refiere a las interacciones de estos con otras moléculas. En el caso del ADN, mediante la interacción de este con proteínas histonas se forman los nucleosomas, que actúan como la unidad estructural de la cromatina.​​

Por otra parte, en el caso del ARN, las estructuras cuaternarias son menos frecuentes que en ADN o proteínas. Dos ejemplos característicos de estructura cuaternaria son los ribosomas, donde el ARNr se asocia con proteínas ribosómicas,​ y el espliceosoma, donde el ARNsn interacciona con ribonucleoproteínas.​

Referencias

• Datos: Q3771876