Las cadenas de DNA y RNA adoptan estructuras en el espacio.
Ambas pueden formar dobles hélices pero las de RNA suelen ser intracatenarias.
La hélice B es la estructura normal del DNA y es la que
tiene los parámetros que se observan cuando el DNA está en condiciones del 92%
de humedad y el sodio como catión.
Esta estructura está formada por dos polinucleótidos unidos
entre sí en una hélice dextrógira, es decir, que gira en el sentido de las
agujas del reloj cuando desciende por la hélice. Los grupos fosfato quedan
hacia fuera formando un esqueleto mientras que las bases nitrogenadas quedan
hacia dentro perpendiculares al eje de la hélice (tienen una inclinación muy
pequeña). Además son cadenas antiparalelas y la hélice es compacta.
Las bases nitrogenadas se relaciona por puentes de hidrogeno
formados por un donador de hidrógenos y un aceptor. Los pares de bases C-G
tienen más puentes de hidrogeno por lo que son más estables y más difíciles de
desnaturalizar. La distancia entre pares de bases es tan pequeña que apenas hay
espacio entre ellas, lo que estabiliza la hélice ya que se establecen fuerzas
de Van der Waals.
La unión de los pares de bases es cóncava y al apilarse las
bases se forma el surco menor. Los fosfatos del exterior forman el surco mayor
que es mucho más accesible que el menor.
Las moléculas se
asocian mediante cuatro tipos de interacciones: interacciones iónicas,
hidrofobicas, fuerzas de Van der Waals y puentes de hidrogeno. Debido a esto
una superficie es más accesible cuanto mayor sea la variabilidad de átomos para
interacciones que posea. Los fosfatos tienen cargas negativas por lo que se
repelen pero esto es compensado por los puentes de hidrogeno y el apilamiento
de bases. Si los fosfatos estuvieran más cerca no se compensaría y la hélice
seria inestable.
La hélice Z es levógira (gira en sentido contrario a las agujas
del reloj), los fosfatos están en zigzag formando una línea quebrada, los nucleótidos están más separados que en la B y
es un poco más estrecha.
El enlace de la base y la pentosa puede girar. Como
consecuencia de esto se forma esta estructura al producirse una alternancia en
la orientación de las bases. No todos los nucleótidos tienen facilidad para
adoptar la forma sin. Para que se produzca la hélice Z debe existir una
alternancia de purinas y pirimidinas, la mejor es G-C.
Esta hélice es muy rara y esta desfavorecida desde el punto
de vista energético ya que los fosfatos están más cerca, lo que produce mayor repulsión e inestabilidad en la molécula.
Para que se de esta estructura, además de la alternancia entre purinas y
pirimidinas, la molécula debe estar sometida a una tensión. Además la hélice Z
posee prácticamente un único surco ya que el surco menor no se nota.
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