¿Cuáles son los distintos tipos de ADN?

Tipos de adn:

ADN de forma B

La información de la composición base del ADN, el conocimiento de la estructura del dinucleótido y la idea de que la cristalografía de rayos X sugirió una periodicidad helicoidal fueron combinados por Watson y Crick en 1953 en su modelo propuesto para una estructura de doble hélice para el ADN. Propusieron dos filamentos de ADN, cada uno en una hélice de la derecha, enrollados alrededor del mismo eje. Los dos filamentos se mantienen unidos por enlaces H entre las bases (en anti conformación)

Surco menor Surco menor

Las bases caben en el modelo de doble hélice si la pirimidina en una cadena siempre está emparejada con purina en la otra. Según las reglas de Chargaff, las dos cadenas emparejarán A con T y G con C. Esto une una base ceto con una base amino, una purina con una pirimidina. Se pueden formar dos enlaces H entre A y T, y tres pueden formarse entre G y C. Este tercer enlace H en el par base G: C se encuentra entre el grupo amino exocíclico adicional en G y el grupo ceto C2 en C. El grupo pirimidina C2 ceto no está involucrado en el enlace de hidrógeno en el par base A: T.

Estos son los pares de bases complementarios. El esquema de emparejamiento de bases sugiere de inmediato una forma de replicar y copiar la información genética.

Hebras de ADN antiparalelas (a), pélulamente enrolladas (b, c, d). Las flechas en a están apuntadas 3 ‘a 5’, pero ilustran la naturaleza antiparalela del dúplex. Las dos cadenas del dúplex son antiparalelas y están enrolladas de forma pélvica. Los nucleótidos dispuestos en una orientación 5 ‘a 3’ en una cadena se alinean con nucleótidos complementarios en la orientación 3 ‘a 5’ de la cadena opuesta.

Los dos filamentos no están en una disposición simple de lado a lado, que se llamaría una articulación paranemónica (figura 2.5.3). (Esto se encontrará durante la recombinación en el Capítulo 8). Más bien, las dos cadenas se enrollan alrededor del mismo eje helicoidal y se entrelazan con ellas mismas (lo que se conoce como una espiral plectonemica). Una consecuencia de este entrelazamiento es que los dos filamentos no se pueden separar sin que el ADN gire, una vuelta del ADN por cada “destorcimiento” de los dos filamentos.

El ADN dúplex tiene los dos filamentos envueltos uno alrededor del otro en una espiral plectonemica (izquierda), no un dúplex paranemico (derecha).

Dimensiones de la forma B (la más común) del ADN
0.34 nm entre bp, 3.4 nm por vuelta, alrededor de 10 bp por vuelta
1.9 nm (alrededor de 2.0 nm o 20 Angstroms) de diámetro
Surco mayor y menor
El surco mayor es más ancho que el surco menor en el ADN (Figura 2.5.2d), y muchas proteínas específicas de secuencia interactúan en el surco mayor. Los grupos N7 y C6 de purinas y los grupos C4 y C5 de pirimidinas se enfrentan en el surco mayor, por lo que pueden establecer contactos específicos con aminoácidos en las proteínas de unión al ADN. Por lo tanto, los aminoácidos específicos sirven como donadores y aceptores de enlaces H para formar enlaces H con nucleótidos específicos en el ADN. Los donantes y aceptores de enlaces H también están en el surco menor, y de hecho algunas proteínas se unen específicamente en el surco menor. Los pares de bases se acumulan, con cierta rotación entre ellos.

Ácidos nucleicos en forma A y ADN Z

Se han descrito tres formas diferentes de ácido nucleico dúplex. La forma más común, presente en la mayoría del ADN a pH neutro y en concentraciones fisiológicas de sal, es la forma B. Esa es la clásica estructura de doble hélice derecha que hemos estado discutiendo. Se ha descrito un dúplex diestro más grueso con una distancia más corta entre los pares de bases para dúplex de ARN-ADN y dúplex de ARN-ARN. Esto se llama ácido nucleico en forma de A.

Una tercera forma de ADN dúplex tiene una estructura helicoidal notablemente diferente, zurda. Este ADN Z está formado por tramos de purinas y pirimidinas alternativas, p. GCGCGC, especialmente en ADN negativamente superenrollado. Una pequeña cantidad del ADN en una célula existe en la forma Z. Ha sido tentador proponer que esta estructura diferente esté implicada de alguna manera en la regulación de alguna función celular, como la transcripción o la regulación, pero la evidencia concluyente a favor o en contra de esta propuesta aún no está disponible.

Diferencias entre la forma A y el ácido nucleico de la forma B

La principal diferencia entre el ácido nucleico de la forma A y el ácido B se encuentra en la conformación del anillo de azúcar desoxirribosa. Está en la endoconformación C2 ‘para la forma B, mientras que está en la endoconformación C3′ en la forma A. Como se muestra en la figura 2.5.4, si considera el plano definido por los átomos C4’-O-C1 ‘de la desoxirribosa, en la endoconformación C2, el átomo C2 está por encima del plano, mientras que el átomo C3 está arriba el avión en la endoconformación C3 ‘. Esta última conformación lleva los hidroxilos 5 ‘y 3’ (ambos esterificados a los fosfatos que se unen a los siguientes nucleótidos) más cerca de lo que se ve en la endoconflación C2 ‘

Han se ve en la endoconfusión C2 ‘

Una segunda gran diferencia entre el ácido nucleico de forma A y el de forma B es la colocación de pares de bases dentro del dúplex. En la forma B, los pares de bases están casi centrados sobre el eje helicoidal (Figura 2.5.4), pero en forma A, se desplazan alejándose del eje central y más cerca del surco mayor. El resultado es una hélice tipo cinta con un núcleo cilíndrico más abierto en forma de A.

ADN de forma Z

Z-DNA es una estructura dúplex radicalmente diferente, con las dos hebras enrolladas en hélices zurdas y un patrón pronunciado de zig-zag (de ahí el nombre) en la cadena principal del fosfodiéster. Como se mencionó anteriormente, el Z-ADN puede formarse cuando el ADN está en una secuencia alterna de purina-pirimidina, tal como GCGCGC, y de hecho los nucleótidos G y C están en conformaciones diferentes, lo que conduce al patrón de zig-zag. La gran diferencia está en el nucleótido G. Tiene el azúcar en la endoconformación C3 ‘(como el ácido nucleico en forma de A, y en contraste con el ADN en forma de B) y la base de guanina está en la sinconformación. Esto coloca la guanina de nuevo sobre el anillo de azúcar, en contraste con la anticonformación habitual que se observa en el ácido nucleico de las formas A y B. Tenga en cuenta que tener la base en la anticonformación lo coloca en la posición en la que puede formar fácilmente enlaces H con la base complementaria en la cadena opuesta. El dúplex en Z-ADN tiene que acomodar la distorsión de este nucleótido G en la sinconformación. La citosina en el nucleótido adyacente del Z-ADN está en la anticonformación “normal” C2 ‘endo.

B-form (izquierda), A-forma (medio) y Z-DNA (derecha). Imagen utilizada con permiso (CC BY-SA 4.0; Mauroesguerroto)

Incluso el B-ADN clásico no es completamente uniforme en su estructura. El análisis de difracción de rayos X de cristales de oligonucleótidos dúplex muestra que una secuencia dada adoptará una estructura distintiva. Estas variaciones en B-DNA pueden diferir en la torsión de la hélice (entre bases dentro de un par) para optimizar el apilamiento de bases, o en las 3 formas en que 2 pares de bases sucesivos pueden moverse entre sí: giro, balanceo o deslizamiento.