ADN i ARN: Estructura, Composició i Funcions Essencials

Àcids Nucleics: Missatge Genètic i Funcions

El missatge genètic resideix en els àcids nucleics. Hi ha dos tipus principals d'àcids nucleics: l'ADN i l'ARN.

• ADN (Àcid Desoxiribonucleic): És el portador de la informació genètica, ja que és més estable i es replica. Pot trobar-se a la membrana nuclear en cèl·lules eucariotes o al citoplasma en cèl·lules procariotes (bacteris).
• ARN (Àcid Ribonucleic): Tradueix la informació de l'ADN. També és el material genètic d'alguns virus, com els de la SIDA i la grip.

Composició Química dels Àcids Nucleics

Els àcids nucleics estan formats per tres components principals:

• Pentosa (monosacàrid):
  • Ribosa (present a l'ARN)
  • Desoxiribosa (present a l'ADN)
• Base Nitrogenada:
  • Púriques: Adenina (A), Guanina (G)
  • Pirimidíniques: Citosina (C), Timina (T, present a l'ADN), Uracil (U, present a l'ARN)
• Àcid Fosfòric o Grup Fosfat (PO₄³⁻): H₃PO₄

Unitats Bàsiques: Nucleòsids i Nucleòtids

• Nucleòsid: Està format per una pentosa unida a una base nitrogenada.
• Nucleòtid: Està format per una pentosa, una base nitrogenada i un grup fosfat.

L'ADN i l'ARN són polímers formats per la unió de molts nucleòtids.

Formació d'Enllaços en Nucleòsids i Nucleòtids

Formació del Nucleòsid (Pentosa + Base Nitrogenada):

• L'enllaç entre la pentosa i la base nitrogenada és un enllaç N-glicosídic.
• Si la base és púrica, el nitrogen N9 de la base s'uneix al carboni C1 de la pentosa.
• Si la base és pirimidínica, el nitrogen N1 de la base s'uneix al carboni C1 de la pentosa.

Formació del Nucleòtid (Pentosa + Base Nitrogenada + Grup Fosfat):

• El grup fosfat s'uneix al carboni C5 de la pentosa mitjançant un enllaç fosfoèster.

Estructura Molecular de l'ADN

Estructura Primària de l'ADN

L'estructura primària de l'ADN és la seqüència lineal de nucleòtids que formen una cadena o filament. La cadena sempre creix des del carboni C3 de la pentosa, per això es diu que l'ADN creix en direcció 5' a 3'. Per a cada espècie, hi ha una proporció similar de cada tipus de base nitrogenada (Adenina, Timina, Citosina, Guanina).

Estructura Secundària: La Doble Hèlix

L'estructura secundària de l'ADN, coneguda com a doble hèlix, està constituïda per dues cadenes antiparal·leles que giren en forma helicoidal. Aquestes cadenes estan invertides l'una respecte a l'altra.

Les bases nitrogenades queden al centre de l'estructura i s'uneixen mitjançant bases complementàries: Adenina (A) amb Timina (T), i Citosina (C) amb Guanina (G).

Aquesta unió es realitza mitjançant ponts d'hidrogen: dos ponts en el cas d'A-T, i tres ponts en el cas de C-G. Els ponts d'hidrogen són enllaços febles, la qual cosa facilita l'obertura de l'espiral per a la duplicació.

Els grups fosfòrics queden a l'exterior de l'estructura.

L'ADN és una molècula estable. Per obrir l'espiral (desnaturalització), s'ha d'augmentar la temperatura a 100°C. Si la temperatura baixa a 65°C, la molècula es renaturalitza (es tanca de nou).

La forma helicoidal de la molècula és el primer intent d'ocupar menys espai. El seu pes molecular és molt elevat i l'estructura té un diàmetre constant de 20 Å (Angstroms).

Aquesta estructura es troba al nucli de les cèl·lules eucariotes, així com als mitocondris i cloroplasts.

La molècula d'ADN s'uneix a proteïnes anomenades histones, que permeten la seva compactació, formant la fibra de cromatina.