Hidrólisis alcalina de ARN

¿Qué es la hidrólisis?

Agua, agua por todas partes. El agua está por todas partes dentro y alrededor de nosotros. Usamos el agua para hacer muchas cosas, desde ducharnos hasta lavar la ropa y cocinar. Hablando de cocinar, ¿alguna vez hiciste algo y terminaste pegado por toda la sartén? ¿Cuál fue la forma más fácil de quitarme la suciedad? Por lo general, remojar la sartén en agua durante la noche elimina fácilmente la suciedad.

La hidrólisis es similar a remojar una sartén en agua para eliminar la suciedad adherida. ‘Hidro’ significa agua y ‘lisis’ significa descomponer; por tanto, la hidrólisis utiliza agua para separar moléculas. En el caso de la hidrólisis, a menudo rompe un enlace covalente. Los enlaces covalentes son una forma en que los átomos se unen entre sí, como dos personas esposadas juntas. Entonces, si la hidrólisis tiene que ver con agua, ¿qué significa alcalino?

¿Qué son los alcalinos?

El agua (H 2 O) está compuesta por dos hidrógenos (H) y un oxígeno (O), y cuando se separa se convierte en un protón (H +) y un ion hidróxido (OH-).

Cuando se usa H 2 O para romper enlaces, a menudo el H + irá con una molécula mientras que el OH- irá con la otra. Los componentes del agua se separan con frecuencia y se encuentran en otras moléculas, como el ácido clorhídrico (HCl) y el hidróxido de sodio (NaOH).

Si agrega HCl al agua, el número de moléculas de H + presentes en la solución será mayor que el OH- y el Cl-. Lo contrario se vuelve cierto con la adición de NaOH al agua; hay más OH- en la solución que H + o Na +. A los científicos les gusta medir la cantidad de H + en una solución y darle a la solución un valor llamado pH , que indica la cantidad relativa de H + presente.

Cuando están presentes cantidades iguales de H + y OH-, como con el agua, el pH es de alrededor de 7.0 y la solución se considera neutra. Un pH bajo indica que la solución tiene mucho H + y se denomina ácida . El jugo de limón, por ejemplo, es ácido ya que tiene un pH alrededor de 2.

Cuando hay pocos H + presentes y hay más OH- flotando, el pH es alto. Alcalino es una condición donde el pH es alto. La lejía, por ejemplo, tiene un pH de alrededor de 13 y puede considerarse alcalina. Ahora que sabemos qué son la hidrólisis y los alcalinos, hablemos de ARN.

¿Qué es el ARN?

Seguramente con toda la publicidad sobre la ciencia forense, has oído hablar del ácido desoxirribonucleico (ADN). Entonces es hora de hablar sobre ese otro ácido nucleico, el ARN. El ácido ribonucleico , o ARN, también es muy importante en el funcionamiento de las células, su cuerpo y la vida tal como la conocemos. Es responsable de producir proteínas y actúa como traductor, mensajero e incluso activador de genes. Es la diferencia entre el ADN y el ARN lo que hace esto posible, a pesar de que el ARN es como el ADN en muchos aspectos.

El ARN puede formar una estructura helicoidal como el ADN y, aunque suele ser monocatenario, a veces puede ser bicatenario. Tiene una columna vertebral de fosfato (PO 4 ) que se conecta a diferentes nucleósidos. Los nucleósidos son un azúcar y una base.

Hay cuatro bases principales para el ADN, y el ARN tiene casi las mismas bases, excepto que en lugar de timina (T), usa uracilo (U). También hay una gran diferencia en los azúcares de ARN y ADN. El azúcar del ARN, llamado ribosa , tiene un grupo extra de alcohol (OH) que el ADN no tiene. Puede que no parezca mucho, pero esta es una de las principales razones por las que el ARN funciona de manera tan diferente al ADN. También es lo que lo hace más vulnerable a los ataques que el ADN.

¿Qué es la hidrólisis alcalina de ARN?

El OH extra en el azúcar de ARN es el talón de Aquiles del ARN cuando se trata de cambios en el pH, especialmente en soluciones alcalinas. Cuando el ARN se expone a soluciones alcalinas, a la mayor cantidad de OH- flotando le encanta ir tras otros grupos OH. Tenga en cuenta que el OH- es bastante infeliz ya que a O le gusta tener siempre dos amigos. Los grupos alcohólicos (OH) están felices porque el O tiene otro amigo. Puesto que el ARN tiene un OH fácilmente disponible, el OH- roba un H por lo que va a vivir felices para siempre como H 2 O.

El O del grupo OH, mientras tanto, queda desamparado y hambriento de compañía. Seduce al P de la columna vertebral del fosfato (PO 4 ), lo que hace que el grupo PO 4 rompa las relaciones con uno de sus socios de azúcar y se adhiera a él. El grupo PO 4 ahora está unido en dos lugares al mismo azúcar. Esto provoca la rotura de una hebra en el ARN.

La próxima vez que el ARN roto ve H 2 O, se rompe un enlace entre el PO 4 y el azúcar, de modo que el grupo solo está unido al azúcar por un enlace y el grupo OH se restaura. Pero eso no significa que las dos hebras se volverán a unir.

La hidrólisis alcalina de ARN es, en resumen, cuando se expone a condiciones alcalinas.

Más detalladamente, es todo el proceso de:

1. El OH- ataca al grupo OH de la ribosa
2. La formación de agua y la unión del grupo fosfato al O sin H
3. La ruptura del enlace entre el grupo fosfato y uno de sus azúcares, y
4. Con agua, el retorno de OH a la ribosa y el PO 4 con un enlace al azúcar.

Resumen de la lección

Repasemos todo lo que hemos aprendido aquí. La hidrólisis es la acción del agua que rompe los enlaces covalentes que mantienen unidas a dos moléculas; los enlaces covalentes son una forma en que los átomos se unen entre sí, como dos personas esposadas juntas. Alcalino es cuando el pH, una medida de la cantidad de protones (H +), es alto (con un pH superior a 7), y el pH es la cantidad de H + en una solución que le da un valor a la solución. En soluciones alcalinas, la cantidad de ion hidróxido (OH-) a menudo supera la cantidad de H +. Por el contrario, un pH bajo indica que la solución tiene mucho H + y se denomina ácida .

El ácido ribonucleico (ARN) es un ácido nucleico que se encarga de producir proteínas y actúa como traductor, mensajero e incluso activador de genes. Tiene un esqueleto de fosfato que conecta los nucleósidos , que son un azúcar y una base. Una diferencia principal entre el ADN y el ARN es el alcohol (OH) unido al azúcar del ARN, la ribosa . Cuando se expone a condiciones alcalinas, tiene lugar un proceso llamado hidrólisis alcalina . En este proceso, la gran cantidad de OH- ataca a la ribosa OH y provoca un desplazamiento de los enlaces de modo que la columna vertebral de fosfato (PO 4 ) se rompe, creando una hebra que se rompe . Con la adición de agua, la ribosa OH se reforma y el fosfato se une a un azúcar.