Complementariedade (bioloxía molecular)

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Un par de bases G≡C con tres pontes de hidróxeno. As pontes de hidróxeno móstranse como trazos descontinuos.
Un par A=T con dúas pontes de hidróxeno.

En bioloxía molecular a complementariedade é a propiedade compartida por dúas secuencias de ácidos nucleicos que consiste en que cando ambas están alineadas de forma antiparalela, as bases nitroxenadas dos nucleótidos dunha das secuencias en cada unha das posicións corresponden na outra secuencia con outra base determinada, sempre a mesma, que se considera a súa complementaria. Por tanto, a complementariedade é unha complementariedade de bases. Dúas bases son complementarias se forman pares de bases de Watson e Crick, que poden establecer pontes de hidróxeno estables entre elas. O grao de complementariedade entre dúas febras de ácidos nucleicos que se comparen é moi variable, desde total a nula, e mesmo ácidos nucleicos de distintas especies poden ter un grao de complementariedade, que lles permite hibridarse en certos tramos. As dúas febras do ADN son complementarias entre si, e un ARN acabado de transcribir é complementario coa parte da febra antisentido ou molde do ADN a partir da cal se transcribiu.

Regras de complementariedade[editar | editar a fonte]

Esquerda: pares de bases nucleotídicas que poden formar o ADN bicatenario. Entre A e T establécense dous enlaces de hidróxeno, e entre e G tres. Dereito: as dúas febras complementarias dun ADN.
Diagrama dos dous cebadores dunha PCR estándar. A secuencia do cebador inverso é o complemento inverso da secuencia do ADN molde.

No ADN a base adenina (A) é complementaria da timina (T) e viceversa; a guanina (G) é complementaria da citosina (C) e viceversa.

A maioría dos ARNs son monocatenarios, pero poden ter tramos complementarios que quedan enfrontados e enlazados ao pregarse a molécula, o que lles dá unha estrutura tridimensional; neste caso a complementariedade é adenina con uracilo (o ARN ten uracilo en vez de timina) e guanina con citosina. Igual ocorre nos ARNs bicatenarios de certos virus.

Durante a transcrición o ARN cópiase a partir do ADN. Neste caso as correspondencias son timina (do ADN) con adenina (no ARN), adenina (do ADN) con uracilo (do ARN), e guanina con citosina e viceversa. Na transcrición inversa cópiase ADN a partir dun molde de ARN e as correspondencias son adenina (do ARN) con timina (no ADN), uracilo (do ARN) con adenina (no ADN), e guanina con citosina e viceversa.

Como só hai unha base complementaria posible para cada unha das bases que se encontren no ADN ou no ARN, pódese reconstruír unha febra complementaria para calquera febra de ácido nucleico da que se coñeza a secuencia. Na replicación do ADN e na transcrición unha das febras utilízase como molde para sintetizar a complementaria.[1]

Por exemplo, dada a seguinte febra de ADN

5' A G T C A T G 3'

a súa secuencia complementaria é

3' T C A G T A C 5'

Como se ve, as dúas cadeas son antiparalelas, xa que unha empeza polo extremo 5' e acaba no 3' e a outra ao revés, pero a miúdo a febra complementaria escríbese como o complemento inverso co extremo 5' colocado sempre á esquerda e o 3' á dereita por convención, polo que quedaría así:

5' C A T G A C T 3'

Se un tramo de ácido nucleico ten unha secuencia que é igual ao seu complemento inverso, dise que é unha secuencia palindrómica.

Causa[editar | editar a fonte]

Non se pode formar suficiente número de pontes de hidróxeno estables con calquera combinación de bases. Para que isto sexa posible as bases enfrontadas deben ter os grupos químicos da natureza axeitada e na posición axeitada para que se formen as pontes de hidróxeno. Isto só é posible cando enfrontamos A e T ou A e U (que forman dúas pontes de hidróxeno) ou C e G (que forman tres). É dicir, A=T, G≡C (ou A=U entre ADN e ARN). Sempre se enlaza unha base púrica cunha base pirimidínica. Outras combinacións non poderían formar pontes de hidróxeno correctamente, polo que son imposibles ou raras.

Códigos ambiguos[editar | editar a fonte]

En bioloxía sistemática pode ser necesario complementar códigos da IUPAC para ácidos nucleicos que significan "calquera dos dous" ou "calquera dos tres". O código R (que significa calquera purina) pode ser complementado con Y (calquera pirimidina) e M (grupo amino) con K (grupo ceto). W (feble, referido á forza do enlace, do inglés weak) e S (forte, de strong) actualmente non adoitan intercambiarse,[2] aínda que algunhas ferramentas si as intercambiaban anteriormente.[3] S e W refírense ao número de enlaces de hidróxeno cos que están unidos os nucleótidos para formar os pares complementarios.[1]

O código que especificamente exclúe un dos tres nucleótidos pode ser complementado cun código que exclúe o nucleótido que complementa ao que foi antes excluído. Por exemplo, V (pode ser A, C ou G, pero "non T") e pode ser complementado con B (que pode ser C, G ou T, pero "non A"). Como se ve, como antes excluímos a T, despois excluímos a A (porque era o que complementaba a T).

Ambigramas[editar | editar a fonte]

Asignando os caracteres ambigráficos axeitados para bases complementarias (por exempo, guanina = b, citosina = q, adenina = n, e timina = u), é posible obter a secuencia complementaria de secuencias enteiras de ADN simplemente rotando o texto cara a esquerda (reflexión) e despois poñéndoo "boca abaixo".[4] Téñase en conta que con esas dúas operacións, a letra b se converte en q, e viceversa, e igual con u e n. Por exemplo, buqn (GTCA) leríase como ubnq (TGAC, complemento inverso).[5]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. 1,0 1,1 Reverse-complement tool páxina co código de conversión da IUPAC documentado.
  2. Jeremiah Faith (2011), táboa de conversión
  3. arep.med.harvard.edu Unha páxina ferramenta coa nota sobre a conversión W-S aplicada.
  4. Rozak DA (2006). "The practical and pedagogical advantages of an ambigraphic nucleic acid notation". Nucleosides Nucleotides Nucleic Acids 25 (7): 807–13. DOI:10.1080/15257770600726109. PMID 16898419. http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/15257770600726109?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%3dpubmed. 
  5. Flower, R. H.; Knoll, A. H.; Yuan, X. (1955). "Status of Endoceroid Classification". Journal of Paleontology 29 (3): 329–371. doi 10.2144/000112727. [1]

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]