b"\n_START_ARTICLE_\nEstructura biomolecular\n_START_PARAGRAPH_\nLa estructura biomolecular es la intrincada forma tridimensional plegada que est\xc3\xa1 formada por una mol\xc3\xa9cula de prote\xc3\xadna, ADN o ARN, y que es importante para su funci\xc3\xb3n. La estructura de estas mol\xc3\xa9culas puede considerarse en cualquiera de varias escalas de longitud que van desde el nivel de \xc3\xa1tomos individuales hasta las relaciones entre subunidades proteicas completas. Esta distinci\xc3\xb3n \xc3\xbatil entre escalas a menudo se expresa como una descomposici\xc3\xb3n de la estructura molecular en cuatro niveles: primario, secundario, terciario y cuaternario. El andamiaje para esta organizaci\xc3\xb3n multiescala de la mol\xc3\xa9cula surge en el nivel secundario, donde los elementos estructurales fundamentales son los diversos enlaces de hidr\xc3\xb3geno de la mol\xc3\xa9cula. Esto conduce a varios dominios reconocibles de estructura de prote\xc3\xadnas y estructura de \xc3\xa1cido nucleico, incluidas caracter\xc3\xadsticas de estructura secundaria como h\xc3\xa9lices alfa y l\xc3\xa1minas beta para prote\xc3\xadnas, y bucles de horquilla, protuberancias y bucles internos para \xc3\xa1cidos nucleicos. Los t\xc3\xa9rminos estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria fueron introducidos por Kaj Ulrik Linderstr\xc3\xb8m-Lang en sus Conferencias M\xc3\xa9dicas Lane 1951 en la Universidad de Stanford .\n_START_SECTION_\nEstructura primaria\n_START_PARAGRAPH_\nLa estructura primaria de un biopol\xc3\xadmero es la especificaci\xc3\xb3n exacta de su composici\xc3\xb3n at\xc3\xb3mica y los enlaces qu\xc3\xadmicos que conectan esos \xc3\xa1tomos (incluida la estereoqu\xc3\xadmica). Para un biopol\xc3\xadmero t\xc3\xadpico no ramificado, no reticulado (como una mol\xc3\xa9cula de una prote\xc3\xadna intracelular t\xc3\xadpica, o de ADN o ARN), la estructura primaria es equivalente a especificar la secuencia de sus subunidades monom\xc3\xa9ricas, como p\xc3\xa9ptidos o nucle\xc3\xb3tidos . _NEWLINE_La estructura primaria a veces se denomina err\xc3\xb3neamente secuencia primaria, pero no existe dicho t\xc3\xa9rmino, as\xc3\xad como tampoco hay un concepto paralelo de secuencia secundaria o terciaria. Por convenci\xc3\xb3n, la estructura primaria de una prote\xc3\xadna se informa a partir del terminal amino (N) al terminal carboxilo (C), mientras que la estructura primaria de la mol\xc3\xa9cula de ADN o ARN se informa desde el extremo 5 'hasta el extremo 3'. _NEWLINE_La estructura primaria de una mol\xc3\xa9cula de \xc3\xa1cido nucleico se refiere a la secuencia exacta de nucle\xc3\xb3tidos que comprende la mol\xc3\xa9cula completa. A menudo, la estructura primaria codifica motivos de secuencia que son de importancia funcional. Algunos ejemplos de tales motivos son: las cajas C/D\xe2\x80\x8b y H/ACA \xe2\x80\x8b de snoRNAs, sitios de uni\xc3\xb3n a LSm encontrado en ARN espliceosomal como U1, U2, U4, U5, U6, U12 y U3, la Secuecia de Shine - Dalgarno, \xe2\x80\x8b la secuencia consenso de Kozak \xe2\x80\x8b y el terminador de ARN polimerasa III.\xe2\x80\x8b\n_START_SECTION_\nEstructura secundaria\n_START_PARAGRAPH_\nLa estructura secundaria es el patr\xc3\xb3n de enlaces de hidr\xc3\xb3geno en un biopol\xc3\xadmero. Estos determinan la forma tridimensional general de los segmentos locales de los biopol\xc3\xadmeros, pero no describen la estructura global de las posiciones at\xc3\xb3micas espec\xc3\xadficas en el espacio tridimensional, que se consideran estructuras terciarias. La estructura secundaria est\xc3\xa1 formalmente definida por los enlaces de hidr\xc3\xb3geno del biopol\xc3\xadmero, como se observa en una estructura de resoluci\xc3\xb3n at\xc3\xb3mica. En las prote\xc3\xadnas, la estructura secundaria est\xc3\xa1 definida por patrones de enlaces de hidr\xc3\xb3geno entre los grupos amina y carboxilo de la cadena principal (los enlaces de hidr\xc3\xb3geno de cadena lateral-cadena principal y cadena lateral-cadena lateral son irrelevantes), donde se utiliza la definici\xc3\xb3n DSSP de un enlace de hidr\xc3\xb3geno. En los \xc3\xa1cidos nucleicos, la estructura secundaria se define por el enlace de hidr\xc3\xb3geno entre las bases nitrogenadas. _NEWLINE_Sin embargo, en la estructura secundaria de las prote\xc3\xadnas, el enlace de hidr\xc3\xb3geno est\xc3\xa1 correlacionado con otras caracter\xc3\xadsticas estructurales, lo que ha dado lugar a definiciones menos formales de estructura secundaria. Por ejemplo, en los residuos generales de las prote\xc3\xadnas, las h\xc3\xa9lices adoptan \xc3\xa1ngulos di\xc3\xa9dricos principales en alguna regi\xc3\xb3n de la parcela de Ramachandran; por lo tanto, un segmento de residuos con tales \xc3\xa1ngulos di\xc3\xa9dricos a menudo se llama h\xc3\xa9lice, independientemente de si tiene los enlaces de hidr\xc3\xb3geno correctos. Se han propuesto muchas otras definiciones menos formales, a menudo aplicando conceptos de la geometr\xc3\xada diferencial de curvas, como la curvatura y la torsi\xc3\xb3n. Los bi\xc3\xb3logos estructurales que resuelven una nueva estructura de resoluci\xc3\xb3n at\xc3\xb3mica a veces asignan su estructura secundaria a simple vista y registran sus asignaciones en el archivo correspondiente del Banco de datos de prote\xc3\xadnas (PDB). _NEWLINE_La estructura secundaria de una mol\xc3\xa9cula de \xc3\xa1cido nucleico se refiere a las interacciones de emparejamiento de bases dentro de una mol\xc3\xa9cula o conjunto de mol\xc3\xa9culas que interact\xc3\xbaan. La estructura secundaria de los ARN biol\xc3\xb3gicos a menudo se puede descomponer de manera \xc3\xbanica en tallos y bucles. A menudo, estos elementos o combinaciones de ellos pueden clasificarse adicionalmente, por ejemplo, tetraloops, pseudonudos y bucles de tallo. Hay muchos elementos de estructura secundaria de importancia funcional para el ARN biol\xc3\xb3gico. Ejemplos famosos incluyen los bucles del tallo terminador independientes de Rho y la hoja de tr\xc3\xa9bol de ARN de transferencia (ARNt). Hay una peque\xc3\xb1a industria de investigadores que intentan determinar la estructura secundaria de las mol\xc3\xa9culas de ARN. Los enfoques incluyen m\xc3\xa9todos experimentales y computacionales.\n_START_SECTION_\nEstructura terciaria\n_START_PARAGRAPH_\nLa estructura terciaria de las prote\xc3\xadnas o cualquier otra macromol\xc3\xa9cula es su estructura tridimensional, tal como se define por las coordenadas at\xc3\xb3micas. Las prote\xc3\xadnas y los \xc3\xa1cidos nucleicos se pliegan en estructuras tridimensionales complejas que dan como resultado las funciones de las mol\xc3\xa9culas. Si bien tales estructuras son diversas y complejas, a menudo se componen de motivos y dominios de estructura terciaria recurrentes y reconocibles que sirven como bloques de construcci\xc3\xb3n moleculares. Se considera que la estructura terciaria est\xc3\xa1 determinada en gran medida por la estructura primaria de la biomol\xc3\xa9cula (su secuencia de amino\xc3\xa1cidos o nucle\xc3\xb3tidos).\n_START_SECTION_\nEstructura cuaternaria\n_START_PARAGRAPH_\nLa estructura cuaternaria se refiere al n\xc3\xbamero y disposici\xc3\xb3n de m\xc3\xbaltiples mol\xc3\xa9culas de prote\xc3\xadnas en un complejo de m\xc3\xbaltiples subunidades. Para los \xc3\xa1cidos nucleicos, el t\xc3\xa9rmino es menos com\xc3\xban, pero puede referirse a la organizaci\xc3\xb3n de alto nivel de ADN en la cromatina,\xe2\x80\x8b incluyendo sus interacciones con histonas, o las interacciones entre unidades de ARN separadas en el ribosoma\xe2\x80\x8b\xe2\x80\x8b o espliceosoma.\n_START_SECTION_\nDeterminaci\xc3\xb3n de estructura\n_START_PARAGRAPH_\nEl sondeo de estructuras es el proceso mediante el cual se utilizan t\xc3\xa9cnicas bioqu\xc3\xadmicas para determinar la estructura biomolecular.\xe2\x80\x8b Este an\xc3\xa1lisis se puede usar para definir los patrones que se pueden usar para inferir la estructura molecular, el an\xc3\xa1lisis experimental de la estructura y la funci\xc3\xb3n molecular, y una mayor comprensi\xc3\xb3n del desarrollo de mol\xc3\xa9culas m\xc3\xa1s peque\xc3\xb1as para futuras investigaciones biol\xc3\xb3gicas.\xe2\x80\x8b El an\xc3\xa1lisis de sondeo de estructura se puede realizar a trav\xc3\xa9s de muchos m\xc3\xa9todos diferentes, que incluyen sondeo qu\xc3\xadmico, sondeo de radicales hidroxilo, mapeo de interferencia de nucle\xc3\xb3tidos an\xc3\xa1logos (NAIM) y sondeo en l\xc3\xadnea.  _NEWLINE_Las estructuras de prote\xc3\xadnas y \xc3\xa1cidos nucleicos se pueden determinar utilizando espectroscop\xc3\xada de resonancia magn\xc3\xa9tica nuclear ( RMN ) o cristalograf\xc3\xada de rayos X o microscop\xc3\xada electr\xc3\xb3nica de crioelectr\xc3\xb3nica de una sola part\xc3\xadcula ( crioEM ). Los primeros informes publicados para el ADN (por Rosalind Franklin y Raymond Gosling en 1953) de los patrones de difracci\xc3\xb3n de rayos X del ADN A y tambi\xc3\xa9n del ADN B utilizaron an\xc3\xa1lisis basados en transformaciones de la funci\xc3\xb3n Patterson que proporcionaron solo una cantidad limitada de informaci\xc3\xb3n estructural para fibras de ADN aisladas del timo de ternera.\xe2\x80\x8b\xe2\x80\x8b Wilkins et al. Propusieron un an\xc3\xa1lisis alternativo. en 1953 para difracci\xc3\xb3n de rayos X B-DNA y patrones de dispersi\xc3\xb3n de fibras de ADN hidratadas orientadas a bacterias y cabezas de esperma de trucha en t\xc3\xa9rminos de cuadrados de las funciones de Bessel.\xe2\x80\x8b Aunque la ''forma de ADN B'' es m\xc3\xa1s com\xc3\xban en las condiciones que se encuentran en las c\xc3\xa9lulas,\xe2\x80\x8b no es una conformaci\xc3\xb3n bien definida sino una familia o un conjunto difuso de conformaciones de ADN que ocurren en los altos niveles de hidrataci\xc3\xb3n presentes en un amplio espectro variedad de c\xc3\xa9lulas vivas.\xe2\x80\x8b Sus patrones de difracci\xc3\xb3n y dispersi\xc3\xb3n de rayos X correspondientes son caracter\xc3\xadsticos de los paracristales moleculares con un grado significativo de trastorno (m\xc3\xa1s del 20%),\xe2\x80\x8b\xe2\x80\x8b y la estructura no es manejable utilizando solo el an\xc3\xa1lisis est\xc3\xa1ndar. _NEWLINE_En contraste, el an\xc3\xa1lisis est\xc3\xa1ndar, que involucra solo transformadas de Fourier de las funciones de Bessel y modelos moleculares de ADN, todav\xc3\xada se usa de manera rutinaria para analizar los patrones de difracci\xc3\xb3n de rayos X de A-DNA y Z-DNA.\xe2\x80\x8b\n_START_SECTION_\nPredicci\xc3\xb3n de estructura\n_START_PARAGRAPH_\nLa predicci\xc3\xb3n de la estructura biomolecular es la predicci\xc3\xb3n de la estructura tridimensional de una prote\xc3\xadna a partir de su secuencia de amino\xc3\xa1cidos, o de un \xc3\xa1cido nucleico a partir de su secuencia de nucleobase (base). En otras palabras, es la predicci\xc3\xb3n de la estructura secundaria y terciaria a partir de su estructura primaria. La predicci\xc3\xb3n de la estructura es la inversa del dise\xc3\xb1o biomolecular, como en el dise\xc3\xb1o racional, el dise\xc3\xb1o de prote\xc3\xadnas, el  dise\xc3\xb1o de \xc3\xa1cidos nucleicos y la ingenier\xc3\xada biomolecular. _NEWLINE_La predicci\xc3\xb3n de la estructura proteica es uno de los objetivos m\xc3\xa1s importantes que persigue la bioinform\xc3\xa1tica y la qu\xc3\xadmica te\xc3\xb3rica. La predicci\xc3\xb3n de la estructura de las prote\xc3\xadnas es de gran importancia en medicina (por ejemplo, en el dise\xc3\xb1o de f\xc3\xa1rmacos) y biotecnolog\xc3\xada (por ejemplo, en el dise\xc3\xb1o de nuevas enzimas). Cada dos a\xc3\xb1os, el rendimiento de los m\xc3\xa9todos actuales se eval\xc3\xbaa en el experimento Evaluaci\xc3\xb3n cr\xc3\xadtica de predicci\xc3\xb3n de estructura de prote\xc3\xadnas (CASP). _NEWLINE_Tambi\xc3\xa9n ha habido una cantidad significativa de investigaci\xc3\xb3n bioinform\xc3\xa1tica dirigida al problema de predicci\xc3\xb3n de la estructura de ARN. Un problema com\xc3\xban para los investigadores que trabajan con ARN es determinar la estructura tridimensional de la mol\xc3\xa9cula dada solo la secuencia de \xc3\xa1cido nucleico. Sin embargo, en el caso del ARN, gran parte de la estructura final est\xc3\xa1 determinada por la estructura secundaria o las interacciones de apareamiento de bases intramoleculares de la mol\xc3\xa9cula. Esto se demuestra por la alta conservaci\xc3\xb3n de los pares de bases en diversas especies. _NEWLINE_La estructura secundaria de las peque\xc3\xb1as mol\xc3\xa9culas de \xc3\xa1cido nucleico est\xc3\xa1 determinada en gran medida por interacciones locales fuertes, como los enlaces de hidr\xc3\xb3geno y el apilamiento de bases. Sumar la energ\xc3\xada libre para tales interacciones, generalmente usando un m\xc3\xa9todo del vecino m\xc3\xa1s cercano, proporciona una aproximaci\xc3\xb3n para la estabilidad de la estructura dada.\xe2\x80\x8b La forma m\xc3\xa1s sencilla de encontrar la estructura de energ\xc3\xada libre m\xc3\xa1s baja ser\xc3\xada generar todas las estructuras posibles y calcular la energ\xc3\xada libre para ellas, pero el n\xc3\xbamero de estructuras posibles para una secuencia aumenta exponencialmente con la longitud de la mol\xc3\xa9cula.\xe2\x80\x8b Para mol\xc3\xa9culas m\xc3\xa1s largas, el n\xc3\xbamero de posibles estructuras secundarias es enorme. _NEWLINE_Los m\xc3\xa9todos de covarianza de secuencias se basan en la existencia de un conjunto de datos compuesto por m\xc3\xbaltiples secuencias de ARN hom\xc3\xb3logas con secuencias relacionadas pero diferentes. Estos m\xc3\xa9todos analizan la covarianza de sitios base individuales en evoluci\xc3\xb3n; el mantenimiento en dos sitios ampliamente separados de un par de nucle\xc3\xb3tidos de apareamiento de bases indica la presencia de un enlace de hidr\xc3\xb3geno estructuralmente requerido entre esas posiciones. Se ha demostrado que el problema general de la predicci\xc3\xb3n de pseudoknot es NP-completo.\xe2\x80\x8b\n_START_SECTION_\nDise\xc3\xb1o\n_START_PARAGRAPH_\nEl dise\xc3\xb1o biomolecular puede considerarse el inverso de la predicci\xc3\xb3n de la estructura. En la predicci\xc3\xb3n de la estructura, la estructura se determina a partir de una secuencia conocida, mientras que, en el dise\xc3\xb1o de prote\xc3\xadnas o \xc3\xa1cidos nucleicos, se genera una secuencia que formar\xc3\xa1 una estructura deseada.\n_START_SECTION_\nOtras biomol\xc3\xa9culas\n_START_PARAGRAPH_\nOtras biomol\xc3\xa9culas, como los polisac\xc3\xa1ridos, los polifenoles y los l\xc3\xadpidos, tambi\xc3\xa9n pueden tener una estructura de orden biol\xc3\xb3gico de mayor importancia."