Compara los azúcares de fosfatos y las bases de ADN y ARN

El ADN y el ARN son ácidos nucleicos, que se componen básicamente de una base nitrogenada que contiene azúcares de pentosa unidas a través de grupos fosfato. Los bloques de construcción de ácidos nucleicos se llaman nucleótidos. Los ácidos nucleicos sirven como material genético de la célula al almacenar información, que es necesaria para el desarrollo, el funcionamiento y la reproducción de organismos. La mayoría de los organismos usan el ADN como su material genético, mientras que pocos de ellos, como los retrovirus, usan el ARN como su material genético. El ADN es estable en comparación con el ARN debido a las diferencias en los azúcares de fosfato y las bases compartidas por cada uno de ellos. Se pueden unir uno, dos o tres grupos fosfato al azúcar pentosa, produciendo mono, di y trifosfatos, respectivamente. El azúcar pentosa utilizada por el ADN es desoxirribosa y la azúcar pentosa utilizada por el ARN es la ribosa. Las bases nitrogenadas encontradas en el ADN son la adenina, guanina, citosina y timina. En el ARN, la timina se sustituye por uracilo..

Este artículo analiza,

1. ¿Qué son los fosfatos?
2. Que son los azucares
3. Que son las bases
4. Comparación de azúcares de fosfatos y bases de ADN y ARN
- Similitudes
-Diferencias

¿Qué son los fosfatos?

El ADN y el ARN se componen de unidades repetitivas de nucleótidos; desoxirribonucleótidos y ribonucleótidos, respectivamente. El nucleótido se compone de un azúcar pentosa, que se une a una base nitrogenada y uno, dos o tres grupos fosfato. Tanto el ADN como los nucleótidos de ARN pueden unirse a uno, dos o tres grupos fosfato en su carbono 5 'de la azúcar pentosa. Los nucleósidos unidos a fosfato se llaman mono, di y trifosfatos, respectivamente. Las reacciones de fosforilación son catalizadas por una clase de enzimas llamadas ATP: D-ribosa 5-fosfotransferasa. Los desoxirribonucleósidos son fosforilados por la enzima llamada desoxirribocinasa y los nucleósidos de ARN son fosforilados por la enzima llamada ribocinasa. La formación de enlaces fosfodiéster durante la producción del esqueleto de azúcar-fosfato se energiza al cortar los enlaces fosfato de alta energía en los nucleótidos trifosahatos. La formación de cada nucleótido, monofosfato de nucleósido, difosfato de nucleósido y trifosfato de nucleósido se muestra en Figura 1.

Figura 1: Tres tipos de nucleótidos

Que son los azucares

Tanto el ADN como el ARN contienen azúcares pentosas. Los desoxirribonucleótidos contienen desoxirribosa y los ribonucleótidos contienen ribosa como azúcares de pentosa. La ribosa es un monosacárido pentoso, que contiene un anillo de cinco miembros en su estructura. Contiene un grupo funcional aldehído en su forma de cadena abierta. Por lo tanto, la ribosa se llama aldopentosa. La ribosa contiene dos enantiómeros: D-ribosa y L-ribosa. La conformación natural es la D-ribosa, donde la L-ribosa no se encuentra en la naturaleza. D-ribosa es un epímero de D-arabinosa, que difiere por la estereoquímica en el carbono 2 '. Este grupo hidroxilo 2 'es importante en el empalme de ARN.

El azúcar pentosa que se encuentra en el ADN es desoxirribosa. La desoxirribosa es una forma modificada del azúcar, la ribosa. Se forma a partir de la ribosa 5-fosfato por la acción de la enzima, ribonucleótido reductasa. Se pierde un átomo de oxígeno mientras se forma desoxirribosa a partir del segundo átomo de carbono del anillo de ribosa. Por lo tanto, la desoxirribosa se llama más precisamente 2-desoxirosa. La 2-desoxirribosa contiene dos enantiómeros: D-2-desoxirribosa y L-2-desoxirribosa. Solo la D-2-desoxirribosa participa en la formación de la columna vertebral del ADN. Debido a la ausencia de un grupo hidroxilo 2 'en las desoxirribosas, el ADN es capaz de plegarse en su estructura de doble hélice, aumentando la flexibilidad mecánica de la molécula. El ADN también puede enrollarse estrechamente para integrarse en un pequeño núcleo. La diferencia entre ribosa y desoxirribosa es con el grupo hidroxilo 2 'presente en la ribosa. La desoxirribosa, cuando se compara con la ribosa, se muestra en Figura 2.

Figura 2: desoxirribosa

Que son las bases

Tanto el ADN como el ARN están unidos a una base nitrogenada en el carbono 1 'de la azúcar pentosa, reemplazando el grupo hidroxilo de la desoxirribosa. Se encuentran cinco tipos de bases nitrogenadas tanto en el ADN como en el ARN. Son adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) y uracilo (U). La adenina y la guanina son purinas, que se encuentran en dos anillos de pirimidina de anillo estructurado fusionados con un anillo de imidazol. La citosina, la timina y el uracilo son pirimidinas, que contienen una sola estructura de anillo de pirimidina de seis miembros. El ADN contiene adenina, guanina, citosina y timina en sus nucleótidos. El ARN contiene uracilo, en lugar de timina. La adenina forma dos enlaces de hidrógeno con la timina y la guanina forma tres enlaces de hidrógeno con la citosina. El par de bases complementarias en el ADN se llama Modelo de apareamiento de bases de ADN de Watson-Crick. Reúne dos cadenas de ADN complementarias, formando enlaces de hidrógeno. Por lo tanto, la estructura final del ADN es de doble cadena y antiparalela. En el ARN, el uracilo forma dos enlaces de hidrógeno con adenina, reemplazando a la timina. El par de bases complementarias del ARN dentro de la misma molécula forma estructuras de ARN de doble cadena llamadas bucles de horquilla. El ADN de doble cadena se muestra en figura 3.

Figura 3: ADN

La diferencia entre timina y uracilo está en el grupo metilo presente en el átomo de carbono 5 'de la timina. Uracil es capaz de emparejar bases con otras bases, además de que la adenina y la desaminación de la citosina pueden producir uracilo. Por lo tanto, el ARN es menos estable en comparación con el ADN debido a la presencia de uracilo en lugar de timina. Uracilo y timina se muestran en Figura 4.

Figura 4: uracilo y timina.

Comparación de los azúcares fosfatados y las bases de ADN y ARN

Similitudes entre los azúcares de fosfatos y las bases de ADN y ARN

Fosfatos

Tanto el ADN como el ARN contienen uno, dos o tres grupos fosfato, unidos al carbono 5 'de la azúcar pentosa.

Azúcar Pentose

Tanto el ADN como el ARN contienen un monosacárido pentoso en sus nucleótidos, que está unido a una base nitrogenada y uno, dos o tres grupos fosfato..

Bases nitrogenadas

Tanto el ADN como el ARN comparten tres tipos de bases nitrogenadas: adenina, guanina y citosina.

Diferencias entre los azúcares de fosfatos y las bases de ADN y ARN

Pentose Sugar

ADN: El azúcar pentosa que se encuentra en el ADN es desoxirribosa..

ARN: El azúcar pentosa que se encuentra en el ARN es la ribosa..

Conformación del azúcar

ADN: La D-2-desoxirribosa se encuentra en el esqueleto de azúcar-fosfato del ADN..

ARN: D-ribosa se encuentra en la columna vertebral de azúcar-fosfato de ARN.

Significado del azúcar Pentose en el ADN / ARN

ADN: La 2-desoxirribosa permite la formación de doble hélice de ADN..

ARN: La ribosa no permite la formación de una doble hélice de ARN debido a la presencia de un grupo hidroxilo 2 '.

Timina / uracilo

ADN: La timina se encuentra en el ADN.

ARN: Uracilo se encuentra en el ARN.

Significado de la timina / uracilo

ADN: El ADN es más estable que el ARN debido a la presencia de timina..

ARN: El ARN es menos estable debido a la presencia de uracilo en lugar de timina.

Fosforilacion

ADN: Los desoxirribonucleósidos son fosforilados por las desoxirribocinasas.

ARN: Los ribonucleósidos son fosforilados por las ribokinasas..

Produce la fosforilación

ADN: La fosforilación de desoxirribonucleósidos produce desoxirribonucleótidos.

ARN: La fosforilación de los ribonucleósidos produce ribonucleótidos..

Conclusión

Tanto el ADN como el ARN consisten en un azúcar pentosa, que se une a una base nitrogenada en el carbono 1 'y uno o más grupos fosfato al carbono 5'. El esqueleto azúcar-fosfato de ambos tipos de ácidos nucleicos se forma mediante la polimerización de nucleótidos a través de grupos fosfato. El azúcar pentosa que se encuentra en el esqueleto de azúcar-fosfato del ADN es D-2-desoxirribosa. D-ribosa se encuentra en el ARN. Las bases nitrogenadas encontradas en el ADN son adenina, guanina, citosina y timina. En el ARN, se encuentra uracilo, reemplazando a la timina. Uno, dos o tres grupos fosfato se encuentran unidos al azúcar pentosa. Cuando un grupo fosfato está unido al nucleósido, se le llama monofosfato de nucleótido. Cuando dos grupos fosfato están unidos al nucleósido, se llama difosfato de nucleótido. Cuando se unen tres grupos fosfato al nucleósido, se llama trifosfato de nucleótido.

Referencia:
1. "Notas de clase". Lo básico: ADN, ARN, proteína. N.p., n.d. Web. 28 de abril de 2017.
2. "Estructura de los ácidos nucleicos". SparkNotes. SparkNotes, n.d. Web. 28 de abril de 2017.
3. "¿Por qué timina en lugar de uracilo?" Naturaleza terrestre. N.p., 17 de junio de 2016. Web. 28 de abril de 2017.

Imagen de cortesía:
1. ”Nucleotides 1" Por Boris (PNG), SVG por Sjef - en: Imagen: Nucleotides.png (Dominio público) a través de Commons Wikimedia
2. "DeoxyriboseLabeled" Por adenosina (usuario de la Wikipedia en inglés) - Wikipedia en inglés (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
3. "Nucleótidos de ADN" Por OpenStax College - Anatomía y fisiología, sitio web de Connexions. 19 de junio de 2013 (CC BY 3.0) a través de Commons Wikimedia
4. “Pyrimidines2" Por Mtov - Trabajo propio (dominio público) a través de Commons Wikimedia

Ciencia