Propiedades de los Ácidos Nucleicos, Ciclo Celular y Replicación del ADN

Propiedades de los Ácidos Nucleicos

Propiedades fisicoquímicas

• Densidad: Representa el peso de un volumen específico de una sustancia. En los ácidos nucleicos, la densidad es directamente proporcional a la cantidad de pares de bases Guanina-Citosina (G-C). Esta propiedad permite conocer la estabilidad de la molécula e identificar organismos, ya que cada uno posee una proporción característica de G-C.
• Absorbancia: Es la cantidad de radiación electromagnética que una solución absorbe. El ADN tiene un máximo de absorbancia de radiación UV a 260 nm, lo que facilita su identificación mediante espectrometría.
• Desnaturalización: También llamada fusión, es la separación de la doble hélice del ADN. Este proceso requiere energía para romper los enlaces entre las bases complementarias. Se produce principalmente por calor y pH básico. A mayor cantidad de uniones G-C, mayor energía se necesita para la desnaturalización, debido a los triples enlaces entre estas bases.
• Renaturalización: También conocida como hibridación, es el proceso inverso a la desnaturalización: la unión de dos cadenas de ADN en una doble hélice. La renaturalización se relaciona con la repetición de secuencias en el ADN: a mayor repetición de una secuencia, mayor probabilidad de que encuentre su complementaria.

Enzimas

• Endonucleasas que generan bordes romos: Cortan el ADN simétricamente, a la misma altura en ambas hebras.
• Endonucleasas que generan bordes cohesivos: Cortan el ADN asimétricamente, a diferente altura en cada hebra.
• Ligasas: Unen enlaces entre un grupo fosfato y un nucleótido, uniendo fragmentos de ADN o ARN. Existen cuatro tipos principales: la ligasa tipo 1 participa en la replicación, mientras que las tipo 2, 3 y 4 intervienen en la reparación del ADN.
• Polimerasas: Sintetizan cadenas de polinucleótidos a partir de una hebra molde, añadiendo nucleótidos complementarios en sentido 5’-3’, como en la replicación del ADN.
• Transcriptasas inversas o retrotranscriptasas: Sintetizan ADN a partir de ARN, produciendo ADN copia (ADNc).
• Topoisomerasas: Reducen la tensión en el ADN bicatenario cerca de las horquillas de replicación.

Mitosis

La mitosis es el proceso de división celular donde una célula reparte su material genético entre dos células hijas. Las fases son:

• Profase temprana: Comienza la condensación del ADN.
• Profase: El ADN se condensa formando cromatina y cromátidas. Los centrosomas se separan y forman el huso mitótico.
• Prometafase: La envoltura nuclear desaparece y los cromosomas se unen al huso mitótico por el cinetocoro.
• Metafase: Los cromosomas se alinean en el ecuador de la célula.
• Anafase: El huso mitótico se retrae, separando las cromátidas hermanas hacia polos opuestos.
• Telofase: Se reconstruyen los núcleos y se descondensan los cromosomas.
• Citocinesis: Se divide el citoplasma y los orgánulos, generando dos células hijas.

Cada célula hija tendrá la misma dotación cromosómica que la célula original.

El Ciclo Celular

El ciclo celular comprende las fases antes y después de la división celular:

• G1: Transcripción, traducción, síntesis de proteínas, duplicación de orgánulos y preparación para la síntesis de ADN. La fase G0 precede a G1, tras la división celular.
• S: Replicación del ADN. Los cromosomas pasan a tener dos cromátidas idénticas.
• G2: Crecimiento celular y desarrollo de elementos para la mitosis.
• División celular: Mitosis o meiosis y citocinesis (reparto del citoplasma). G1, S y G2 conforman la interfase.

ADN

El ADN (ácido desoxirribonucleico) es un polímero de desoxirribonucleótidos (A, T, G y C). Los nucleótidos se unen mediante enlaces fosfodiéster entre los carbonos 5’ y 3’. Dos hebras complementarias forman una doble hélice dextrógira y plectonémica, unidas por puentes de hidrógeno entre las bases (A-T y G-C). Las hebras son antiparalelas (5’-3’ y 3’-5’). El ADN almacena la información genética. Un gen es una secuencia de nucleótidos que codifica una proteína. Cada tres bases (triplete) codifican un aminoácido. La replicación duplica el ADN para la transmisión de la información genética. La transcripción crea una copia de ARN del ADN. La traducción convierte la secuencia de ARN en una proteína.

ARN

El ARN (ácido ribonucleico) es un ácido nucleico fundamental en la expresión génica. Está compuesto por ribonucleótidos (U, A, C, G). Su estructura es principalmente monocatenaria, con algunas horquillas. Existen tres tipos principales de ARN:

• ARN mensajero (ARNm): Copia la secuencia de ADN para la traducción.
• ARN ribosómico (ARNr): Forma parte de los ribosomas y participa en la unión del ribosoma al ARNm.
• ARN transferente (ARNt): Adapta el complejo ARNm-ribosoma para la incorporación de aminoácidos. Tiene forma de "hoja de trébol" y contiene un brazo aceptor (CCA-3’) que transporta el aminoácido y un anticodón que especifica el aminoácido.