Características de la doble hélice de ADN
La organización espacial del Acidum deoxyribonucleicum presenta una serie de estrictas regularidades bioquímicas. El esqueleto de la hélice externo está formado por restos de desoxirribosafosfato.
La parte interna de la molécula requiere una estabilización de la hélice fiable. Las bases nitrogenadas de la molécula se disponen una encima de otra, formando una estructura similar a una «pila». Entre estas bases se producen potentes interacciones hidrófobas que evitan que la estructura se desintegre.
Los parámetros geométricos de la molécula son muy estables: cada vuelta de la hélice contiene exactamente 10 pares de nucleótidos. Además, el empaquetamiento espacial de las cadenas forma dos surcos característicos en la superficie de la molécula: el surco mayor y el surco menor.
Principio de complementariedad
Las dos cadenas de la molécula se unen estrictamente según la regla de complementariedad, que se lleva a cabo mediante enlaces de hidrógeno entre las bases nitrogenadas:
- Adenina (A) — Timina (T): entre estas bases siempre se forman 2 enlaces de hidrógeno.
- Guanina (G) — Citosina (C): este par está unido con mayor firmeza, ya que entre ellos se forman 3 enlaces de hidrógeno.
Esta selectividad es la base fundamental de todos los procesos de copia y lectura de la información genética.
Estructura terciaria y cromatina
Para que una molécula enorme quepa dentro del núcleo celular microscópico, se forma la estructura terciaria del ADN. Esta se produce debido a la firme interacción del filamento de ADN con proteínas especiales. El objetivo principal de este proceso es la superenrollamiento y la posterior compactación (empaquetamiento de la molécula en el cromosoma).
El complejo de ADN con proteínas se denomina cromatina. Durante la interfase (cuando la célula se encuentra en reposo), la cromatina se distribuye de manera uniforme por todo el volumen del núcleo.
La cromatina está compuesta por dos grupos principales de proteínas:
- Histonas: las principales proteínas estructurales que aseguran el empaquetamiento.
- Proteínas no histonas: cumplen otras funciones reguladoras y estructurales.
Estructura de los nucleosomas
El nucleosoma actúa como la unidad estructural básica de la cromatina. El proceso de enrollamiento del ADN en las proteínas está estrictamente organizado e incluye varios componentes:
- Núcleo nucleosomal (core): representa un octámero proteico. Consta de 8 moléculas de histonas de cuatro tipos diferentes. Este núcleo incluye dos moléculas de cada una de las histonas H2A, H2B, H3 y H4.
- Empaquetamiento del ADN: la doble hélice se enrolla alrededor de este núcleo de histonas, dando aproximadamente dos vueltas a su alrededor.
- Elementos de unión: los nucleosomas individuales se combinan en una cadena única mediante un segmento de ADN ligador (linker) (que une los núcleos vecinos). A este ADN ligador se une una histona H1 especial. Su función consiste en aproximar los nucleosomas entre sí, participando activamente en la compactación de la cromatina.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué bases nitrogenadas del ADN pertenecen a las purinas y cuáles a las pirimidinas?
Las bases nitrogenadas de la molécula de ADN se dividen en dos grupos: púricas y pirimidínicas. Estos compuestos forman pares según el principio de complementariedad, uniéndose entre sí mediante enlaces de hidrógeno.
- Bases púricas: adenina (A) y guanina (G), que son comunes para las moléculas de ADN y ARN.
- Bases pirimidínicas: timina (T) y citosina (C).
¿Qué funciones específicas realizan las proteínas no histonas de la cromatina?
A las proteínas no histonas de la cromatina se les atribuye específicamente el papel en el nivel cromomérico del empaquetamiento del ADN: la fibrilla de cromatina forma bucles que se fijan a un armazón de proteínas no histonas. En general, se indica que las proteínas de la cromatina aseguran el «empaquetamiento» del ADN y el desarrollo de los procesos intranucleares.
Recordar los enlaces es sencillo: «A–T» (Adenina-Timina) — par corto, 2 enlaces. «G–C» (Guanina-Citosina) — letras redondeadas, 3 enlaces.
Preguntas de clases y exámenes
¿Qué fuerzas estabilizan la doble hélice del ADN?
La hélice se estabiliza mediante interacciones hidrófobas entre las bases nitrogenadas, las cuales se sitúan una encima de otra («en pila»).
¿Cuál es la diferencia entre la histona H1 y las demás histonas?
Las histonas H2A, H2B, H3 y H4 forman el núcleo nucleosomal (octámero), alrededor del cual se enrolla el ADN. La histona H1 no forma parte del núcleo, sino que se une al ADN ligador, asegurando la aproximación de los nucleosomas.
¿Qué es la cromatina y cuándo se distribuye uniformemente en el núcleo?
La cromatina es un complejo de ADN con proteínas histonas y no histonas. Se distribuye uniformemente por el núcleo durante el periodo de reposo celular (interfase).
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismo de aparición de las interacciones hidrófobas entre las bases nitrogenadas
- Significado funcional de los surcos mayor y menor del ADN
- El papel de las proteínas no histonas en la estructura de la cromatina
- El proceso de superenrollamiento del ADN y las enzimas que participan en él
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