Antiparalelo

Qué significa antiparalelo

La palabra procede del griego ἀντιπαράλληλος (antiparállēlos), un compuesto de ἀντί (antí, "frente a, contra") y παράλληλος (parállēlos, "uno al lado del otro"). En griego tardío, hacia el siglo IX, el término se usaba en métrica y versificación para describir versos que se leían en direcciones opuestas. Pasó a la geometría en el siglo XVII (la primera documentación en inglés data de 1660) y no adquirió su sentido biológico hasta el siglo XX, cuando Watson y Crick describieron la estructura del ADN en 1953.

Aplicado a la doble hélice, antiparalelo indica que los dos esqueletos de azúcar y fosfato corren en sentidos inversos. Cada cadena de nucleótidos tiene un extremo 5' (donde queda libre el grupo fosfato del quinto carbono de la desoxirribosa) y un extremo 3' (donde queda libre el hidroxilo del tercer carbono). En la doble hélice, el extremo 5' de una hebra se enfrenta al extremo 3' de la otra. Esa orientación inversa no es un detalle accesorio: condiciona el modo en que las enzimas copian y leen el material genético.

Consecuencias para la replicación del ADN

Las ADN polimerasas solo son capaces de sintetizar una cadena nueva en sentido 5' a 3'. Cuando la doble hélice se abre para replicarse, una de las dos hebras (la hebra líder o conductora) puede copiarse de forma continua porque la polimerasa avanza en el mismo sentido que la horquilla de replicación. La otra hebra, llamada retrasada o retardada, obliga a la polimerasa a trabajar en fragmentos cortos que después se unen entre sí. Esos fragmentos reciben el nombre de fragmentos de Okazaki, en honor al bioquímico japonés Reiji Okazaki, que los describió en 1968. Sin la orientación antiparalela de las hebras, ese mecanismo asimétrico no existiría.

Uso del término fuera del ADN

Antiparalelo aparece también en la descripción de las proteínas. En la estructura secundaria de las cadenas polipeptídicas existen láminas beta formadas por segmentos de la cadena que se disponen uno junto a otro, estabilizados por puentes de hidrógeno entre los grupos amida y carbonilo del esqueleto peptídico. Cuando los segmentos adyacentes recorren la cadena en sentidos opuestos, la lámina se denomina antiparalela; cuando lo hacen en el mismo sentido, paralela. Las láminas beta antiparalelas tienden a ser más estables porque la geometría de los puentes de hidrógeno es más favorable, con ángulos de enlace próximos al óptimo.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra antiparalelo?

Del griego ἀντιπαράλληλος (antiparállēlos). Apareció primero en la métrica griega tardía (siglo IX) para describir versos con lectura inversa, después en la geometría del siglo XVII y finalmente en la biología molecular del siglo XX. La RAE lo define como "dicho de dos cosas paralelas: que se orientan o discurren en sentidos opuestos".

¿Por qué las hebras del ADN son antiparalelas?

Porque la química de los enlaces fosfodiéster que unen los nucleótidos impone una direccionalidad a cada cadena: de 5' a 3'. Para que las bases nitrogenadas de ambas hebras se apareen correctamente por puentes de hidrógeno (adenina con timina, guanina con citosina), las cadenas deben orientarse en sentidos opuestos. La disposición paralela generaría un apareamiento más débil y una estructura menos estable.

¿Antiparalelo solo se usa para el ADN?

No. El concepto se aplica también a las láminas beta de las proteínas y, en sentido más general, a cualquier par de estructuras que discurran en direcciones opuestas. En el ARN bicatenario, cuando existe, la orientación antiparalela se mantiene igual que en el ADN.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos. ¿Qué es el ADN?. MedlinePlus Genetics.
2. Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano. Doble hélice. Glosario de genética.
3. Real Academia Española. Antiparalelo, antiparalela. Diccionario de la lengua española.
4. Dicciomed, Universidad de Salamanca. Antiparalelo, la. Diccionario médico-biológico, histórico y etimológico.