Estructura i Funció dels Àcids Nucleics: ADN, ARN i Nucleòtids
Definició dels Components dels Àcids Nucleics
Àcid Nucleic
Un polímer format per la unió dels monòmers anomenats nucleòtids.
Nucleòtid
El monòmer dels àcids nucleics (A.N.) format per:
- Pentosa
- Base nitrogenada (BN)
- Àcid fosfòric
Nucleòsid
Unitat formada per una pentosa unida a una base nitrogenada.
La Pentosa
La pentosa pot ser la ribosa o la desoxiribosa. Aquesta última és un derivat de la ribosa i la reconeixerem perquè en el C₂ no porta grup –OH sinó –H, és a dir, està desoxigenada.
Els carbonis de la pentosa, per a diferenciar-los dels carbonis de la base, s'anomenen amb una “prima”. Així diríem C'₂, C'₅, o simplificant 2', 5', etc.
Les Bases Nitrogenades (BN)
Són molècules orgàniques de fórmula cíclica i comportament bàsic, que contenen nitrogen (N) formant part del propi cicle. S'agrupen segons la seva estructura química en:
- Púriques: La molècula està formada per dos cicles (hexagonal i pentagonal). En aquest grup trobem l'Adenina (A) i la Guanina (G).
- Pirimidíniques: Formades per un cicle hexagonal. Aquest grup està format per la Citosina (C), la Timina (T) i l'Uracil (U).
Formació i Nomenclatura
Formació del Nucleòsid
Es produeix per la unió d'una pentosa amb una base nitrogenada. L'enllaç es fa entre el C'₁ de la pentosa i un –NH de la BN. Per la semblança amb l'enllaç O-glicosídic, a aquest l'anomenem enllaç N-glicosídic.
Nomenclatura dels Nucleòsids
S'anomenen amb el nom de la base i els sufixos:
- –osina en bases púriques.
- –idina en bases pirimidíniques.
Si la pentosa és la desoxiribosa, ho especificarem amb el prefix –desoxiribo.
Formació del Nucleòtid
Es produeix per la unió d'un nucleòsid a l'àcid fosfòric (un, dos o tres grups). La primera molècula d'àcid fosfòric (la α) s'uneix per enllaç èster fosfòric al C'₅ de la pentosa. Els següents grups (els β i γ) s'uniran a l'α mitjançant un enllaç altament energètic.
Nomenclatura dels Nucleòtids
S'anomenen amb el nom del nucleòsid, indicant el nombre de grups fosfat (mono-, di- o trifosfat). La forma més habitual és utilitzar les sigles, especificant els desoxiribonucleòtids amb una d- davant.
Funcions dels Àcids Nucleics
- ADN: Replicació (autoperpetuació) i transcripció.
- ARN: Traducció. Intervenció de diferents tipus d’ARN.
Estructura i Funció de l'ARN
Tipus d'ARN
- ARN missatger (ARNm): Presenta complementarietat amb l'ADN.
- ARN ribosòmic (ARNr)
- ARN transferent (ARNt): Presenta dues regions clau:
- Braç acceptor (C-C-A-3'OH-Aminoàcid corresponent)
- L'anticodó
Estructura de l'ADN
Model Hèlix B de l'ADN (Watson i Crick, 1953)
Característiques principals:
- Hèlix dextrògira i plectonèmica.
- Doble hèlix amb l'esquelet pentosa-fosfat exterior i bases nitrogenades enfrontades i unides per ponts d'hidrogen (H), seguint la complementarietat: A-T i G-C.
- Cadenes antiparal·leles.
- Plans de les bases perpendiculars a l'eix de l'hèlix.
- 36 Å per volta d'hèlix (solc major + solc menor per l'asimetria de la desoxiribosa, 10 nucleòtids).
Variacions a l'Estructura de l'ADN
Aquestes variacions poden actuar com a senyals per a enzims:
- Formes A i Z.
- ADN monocatenari de virus.
- Desnaturalització per escalfament.
- Hibridació entre ADN procedent d'espècies diferents.
La Cromatina
Complex d'ADN i Histones
La cromatina és el complex d'ADN en el nucli en repòs (ADN + Histones).
- És necessària per al superenrotllament i la neutralització de les càrregues negatives dels fosfats.
- Aquesta neutralització es realitza amb les proteïnes bàsiques anomenades histones (riques en lisina i arginina, aproximadament un 20%).