ADN: adenina, guanina, citosina, timina y emparejamiento de bases complementarias

Revisión de ácidos nucleicos

Anteriormente en ADN y ARN :

Miss Crimson : El testimonio de mi perito no solo aclarará a mi cliente de todas las irregularidades, sino que también revelará la identidad del verdadero asesino de nuestro pobre difunto Sr. Bones.

Profesor Pear : Los ácidos nucleicos son las moléculas que utilizan las células para almacenar, transferir y expresar información genética. ADN significa ácido desoxirribonucleico. Es la molécula que almacena información genética en un organismo. Eso hace que el nucleótido sea la subunidad más básica del ADN o, más generalmente, de cualquier ácido nucleico.

Las cuatro bases nitrogenadas en el ADN

La función del ADN

Miss Crimson : Entonces, profesor, nos dijo que un nucleótido de ADN consta de un grupo fosfato, un azúcar y una base nitrogenada. ¿Puede decirnos cómo se relaciona la estructura de nucleótidos con el caso que nos ocupa?

Profesor Pear : Oh, sí. Verá, necesita comprender la química detrás del ADN para apreciar completamente la importancia y función de la molécula. El grupo fosfato y el azúcar son iguales en todos los nucleótidos, pero hay cuatro bases nitrogenadas diferentes : guanina , adenina , timina y citosina . A menudo se abrevian por la primera letra de cada base nitrogenada: G , A , T y C .

Básicamente funcionan como un alfabeto de cuatro letras. O, si puedo hacer una analogía con el caso que nos ocupa, la información en el ADN es como una receta en uno de los libros de cocina de nuestras pobres víctimas. La ‘lectura’ del código del ADN le dice a una célula cómo producir proteínas que puede utilizar para realizar diversas funciones necesarias para la vida. Por ejemplo, leer una secuencia específica de ADN le dice a una célula cómo producir proteína de hemoglobina para transportar moléculas de oxígeno por todo el cuerpo. Por otro lado, otra célula puede leer una receta diferente, que le dice cómo producir proteína de insulina para controlar los niveles de azúcar en sangre. Ah, y “leer” o transcribir el ADN es realmente un proceso intrigante.

Pirimidinas y Purinas

Miss Crimson : Sí, profesor, estoy segura de que la transcripción del ADN es muy interesante, pero limitémonos a las características básicas del ADN que pertenecen al ensayo en cuestión. Nos hablabas de las bases nitrogenadas.

La citosina se une a la guanina y la adenina se une a la timina

Profesor Pear : Tiene razón. Las bases se pueden clasificar en dos grupos diferentes. Las bases nitrogenadas de anillo simple, timina y citosina, se denominan pirimidinas , y las bases de doble anillo, adenina y guanina, se denominan purinas . (La señorita Crimson tiene una mirada de perplejidad ) . Supongo que te preguntarás cómo puedo recordar eso, pero en realidad es bastante simple. ‘ A ll G SAO son pura . La adenina y la guanina son purinas. Y, por proceso de eliminación, eso significa que la citosina y la timina tienen que ser pirimidinas. ¿Ver?

Miss Crimson : Sí, sí. Esa es una ayuda mnemotécnica muy agradable. La adenina y la guanina son purinas, pero nos estamos desviando. Nos estaba diciendo por qué es importante la estructura química de los nucleótidos.

Emparejamiento de bases complementarias

Profesor Pear : Oh, sí. La química de las bases nitrogenadas es realmente la clave para la función del ADN. Permite algo llamado emparejamiento de bases complementarias . Verá, la citosina puede formar tres enlaces de hidrógeno con la guanina y la adenina puede formar dos enlaces de hidrógeno con la timina. O, más simplemente, C bonos con G y A bonos con T . Se llama emparejamiento de bases complementarias porque cada base solo puede unirse con un compañero de base específico. Las estructuras se complementan, en cierto modo, como una cerradura y una llave. C solo se vinculará con G y A solo se vinculará con Ten el ADN. Debido al apareamiento de bases complementarias, las bases nitrogenadas unidas por hidrógeno se denominan a menudo pares de bases .

Las hebras de ADN son antiparalelas

Los extremos de azúcar y fosfato de una cadena de ADN se denominan por su número de carbonos.

¿Recuerdas que dije que los polinucleótidos de ADN parecen la mitad de una escalera? Bueno, el enlace de hidrógeno completa la escalera. Dado que las bases nitrogenadas pueden unirse por puentes de hidrógeno, un polinucleótido puede unirse con otro polinucleótido, haciendo de las bases nitrogenadas los peldaños de la escalera. Cada polinucleótido que participa en esta escalera a menudo se denomina hebra. Debido a que las bases solo pueden encajar juntas en una orientación específica, una orientación paralela entre los hilos no funcionará. Las hebras deben ser antiparalelas, o al revés, entre sí.

Miss Crimson : ¿Qué quiere decir antiparalelo?

Profesor pera: Bueno, recuerda que la columna vertebral está formada por grupos fosfato y azúcares. Por lo tanto, cada hebra siempre tendrá un fosfato en un extremo y un azúcar en el otro. En lugar de tener que referirse al extremo de fosfato o azúcar, los científicos simplemente se refieren a los extremos del ADN por el carbono más cercano en el anillo de azúcar. Dado que los carbonos en el azúcar están numerados del uno al cinco, el extremo de azúcar de la hebra se llama extremo 3 ‘y el extremo fosfato de la hebra se llama extremo 5’. Recuerde que el emparejamiento de bases complementarias funciona como un candado y una llave, por lo que solo hay una orientación en la que funcionará el enlace de hidrógeno. Si intenta orientar las dos hebras paralelas entre sí, los extremos de azúcar de los polinucleótidos están en un extremo y los grupos fosfato en el otro extremo. Sin embargo, las bases nitrogenadas pueden ‘ t enlace de hidrógeno en esta orientación. La llave no cabe en la cerradura.

Las hebras de ADN son antiparalelas entre sí para permitir la formación de puentes de hidrógeno.

Para que funcionen los enlaces de hidrógeno, las dos cadenas de ADN deben correr en direcciones opuestas. El extremo 3 ‘de una hebra puede unirse por enlace de hidrógeno con el extremo 5’ de la otra hebra. Si representamos las hebras como flechas con la punta de flecha en el extremo 3 ‘del soporte, podemos ver que las hebras en una molécula de ADN están organizadas de forma antiparalela entre sí.

Resumen de la lección

Miss Crimson : Está bien. Permítame detenerlo nuevamente, profesor, para que pueda resumir su testimonio para el jurado.

Hay cuatro bases nitrogenadas que se encuentran en el ADN que se denominan guanina , adenina , timina y citosina . Ellos se abrevian por la primera letra en su nombre, o G , A , T y C . Las bases se pueden dividir en dos categorías: la timina y la citosina se denominan pirimidinas y la adenina y la guanina se denominan purinas . Cada base de nucleótidos puede unirse por enlace de hidrógeno con una base asociada específica en un proceso conocido como emparejamiento de bases complementarias: La citosina forma tres enlaces de hidrógeno con la guanina y la adenina forma dos enlaces de hidrógeno con la timina. Estas bases nitrogenadas con enlaces de hidrógeno a menudo se denominan pares de bases .

Debido a la naturaleza alternante de los grupos fosfato y azúcares en la columna vertebral de los ácidos nucleicos, una hebra de ácido nucleico tiene direccionalidad. El extremo de un ácido nucleico donde se encuentra el grupo fosfato se denomina extremo 5 ‘. El extremo del ácido nucleico donde se encuentra el azúcar se llama extremo 3 ‘. Finalmente, las hebras de ADN son antiparalelas , lo que significa que las hebras de una molécula de ADN son paralelas, pero están orientadas en direcciones opuestas. Esencialmente, el extremo 5 ‘de una hebra se empareja con el extremo 3’ de la otra hebra.

Continuará . . .

Objetivos de la lección

Después de ver esta lección, debería poder:

• Nombrar las cuatro bases nitrogenadas del ADN, identificar los pares de bases y cuáles son pirimidinas y purinas
• Explica qué significa antiparalelo en términos de cadenas de ADN.