Conceptos Clave de Biología Molecular: ADN, ARN y Nucleótidos

Bases Nitrogenadas y Estructura de los Ácidos Nucleicos

• Bases púricas: Adenina y guanina.
• Bases pirimidínicas: Citosina, timina y uracilo.
• Composición:
  • ARN: A, U, G y C.
  • ADN: A, T, G y C.

Complementariedad y Polímeros

• Complementariedad (Apareamientos Watson y Crick): A=T y A=U (puentes de hidrógeno), G≡C (triple enlace).
• Polímeros: El ARN o ADN está formado por monómeros denominados ribonucleótidos o desoxirribonucleótidos.
• Nucleósidos: Azúcar + base nitrogenada unidos por enlace N-glucosídico.
• Nucleótidos: Nucleósido + fosfato unidos por enlace fosfoéster.

Funciones Principales de los Nucleótidos

• Transmisores de energía (ATP).
• Señales químicas celulares (AMPc) en respuesta a hormonas.
• Componentes de coenzimas e intermediarios metabólicos (NAD+).
• Constituyentes de ácidos nucleicos (ARN, ADN).

Nomenclatura y Derivados

• Adenina: Nucleósidos (adenosina, desoxiadenosina) y nucleótidos (AMP, ADP, ATP; dAMP, dADP, dATP).
• Nomenclatura de ribonucleótidos: Adenosina-5’-monofosfato (adenilato), Guanosina, Citidina, Uridina.
• Nomenclatura de desoxirribonucleótidos: Desoxiadenosina-5’-monofosfato.

Funciones Biológicas de los Nucleótidos

• AMPc: Segundo mensajero, señal hormonal, regulación de enzimas (PKA), activado por glucagón e inactivado por insulina.
• Adrenalina: Activa el metabolismo de hidratos de carbono en el músculo y la adenilato ciclasa, aumentando el AMPc.
• ATP: Moneda de intercambio energético; libera energía mediante la ruptura de enlaces fosfoanhídricos.
• NAD+ y NADP+: Transportadores de electrones (REDOX), dependen de la vitamina B3.
• FMN y FAD: Transportadores de electrones, dependen de la vitamina B2.
• CoA: Transportador de grupos acetilo y acilo, papel central en el metabolismo, enlace mediante tioéster.

Estructura del ADN

Reglas de Chargaff

La cantidad de A=T y G=C; la suma A+G = C+T, aunque los porcentajes no son iguales.

Modelo de Watson y Crick

• Doble hélice dextrógira con cadenas antiparalelas.
• Bases nitrogenadas apareadas en el interior mediante puentes de hidrógeno.
• Fosfatos y azúcares en el exterior para minimizar repulsiones.
• Presencia de surcos debido a la disposición de los pares de bases.

Estabilidad de la Doble Hélice

Se mantiene por:

• Puentes de hidrógeno entre bases.
• Efecto hidrofóbico entre bases.
• Fuerzas de Van der Waals (anillos aromáticos).
• Fuerzas electrostáticas: la repulsión de cargas negativas de los fosfatos se reduce por apantallamiento con cationes divalentes, proteínas básicas y poliaminas.

Biología Molecular y Genética

Dogma Central

ADN (replicación) → ARN (transcripción) → Proteína (traducción).

Tipos de ARN

• ARNm: Transporta información a los ribosomas.
• ARNr: Forma parte del ribosoma.
• ARNt: Transporta residuos de aminoácidos.

Conceptos Genéticos

• Gen: Segmento de ADN que codifica un producto final (proteína o ARN) con función estructural o catalítica.
• Genoma: Conjunto único y completo de la información genética de un organismo.
• Cromosoma: Molécula de ácido nucleico que almacena la información genética.

Código Genético

Relación entre la secuencia de bases (ADN/ARNm) y la secuencia de aminoácidos. Se organiza en codones (inicio: AUG).

• Interpretación de secuencias:
  • Si se da ARNm (5’-ACUAUG-3’): extraer péptido desde AUG.
  • Si se da hebra codificante ADN (5’-ATGGCT-3’): cambiar T por U y traducir.
  • Si se da hebra molde antisentido ADN (3’-TACCGA-5’): obtener la complementaria (que será igual a la codificante), cambiar T por U y traducir.