Ácidos nucleicos

Historia Los ácidos nucleicos fueron descubiertos por Freidrich Miescher en 1869 En 1953, James Watson y Francis Crick, descubrieron la estructura tridimensional de uno de estos ácidos, concretamente del Ácido Desoxirribonucleico (ADN)

Concepto Son compuestos orgánicos de elevado peso molecular, formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. Cumplen la importante función de sintetizar las proteínas específicas de las células y de almacenar, duplicar y transmitir los caracteres hereditarios. Los ácidos nucleicos, representados por el ADN (ácido desoxirribonucleico) y por el ARN (ácido ribonucleico), son macromoléculas formadas por la unión de moléculas más pequeñas llamados nucleótidos.

NUCLEÓTIDOS  Son moléculas compuestas por grupos fosfato, un monosacárido de cinco carbonos (pentosa) y una base nitrogenada. Además de constituir los ácidos nucleicos forman parte de coenzimas y de moléculas que contienen energía. Los nucleótidos tienen importantes funciones, entre ellas el transporte de átomos en la cadena respiratoria mitocondrial, intervenir en el proceso de fotosíntesis, transporte de energía principalmente en forma de adenosin trifosfato (ATP) y transmisión de los caracteres hereditarios.

Grupos fosfato   Son los que dan la característica ácida al ADN y ARN. Estos ácidos nucleicos, al tener nucleótidos con un solo radical (monofosfato) son estables. Cuando el nucleótido contiene más grupos fosfato (difosfato, trifosfato) se vuelve inestable, como sucede con el adenosin trifosfato o ATP. En consecuencia, se rompe un enlace fosfato y se libera la energía que lo une al nucleótido. Los grupos fosfato forman parte de la bicapa lipídica de las membranas celulares.

NUCLEÓSIDOS  Es la unión de una pentosa con una base nitrogenada, a través del carbono 1’ del monosacárido con un nitrógeno de la base. al establecerse la unión química se desprende una molécula de agua.

Pentosas  Son monosacáridos con cinco carbono en su molécula. En los ácidos nucleicos hay dos tipos de pentosas, la desoxirribosa presente en el ADN y la ribosa, que forma parte del ARN.

Bases nitrogenadas es una de las moléculas de los nucleótidos. Es ella la que lleva la información. Forma parte de los componentes del ADN y del ARN. Las hebras de la hélice de ADN están interconectadas entre ellas por pares de bases nitrogenadas. Las cinco principales bases nitrogenadas que encontramos en el ADN y en el ARN son la adenina , la citosina , la guanina , la timina y el uracilo (sólo presente en el ARN ). El núcleo de la base nitrogenada se llama purina.

ACIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN) Es una molécula sumamente compleja que contiene toda la información genética del individuo. El ADN regula el control metabólico de todas las células. El ADN posee una doble cadena o hilera de polinucleótidos, ambas con forma helicoidal y ensamblada a manera de escalera

Estructura del ADN Estructura Primaria Se trata de la secuencia de desoxirribonucleótidos de una de las cadenas. La información genética está contenida en el orden exacto de los nucleótidos. Las bases nitrogenadas que se hallan formando los nucleótidos de ADN son Adenina, Guanina,Citosina y Timina.

Estructura secundaria: es una estructura en doble hélice Estructura secundaria: es una estructura en doble hélice. permite explicar el almacenamiento de la información genética y el mecanismo de duplicación del adn. fue postulada por james watson y francis crick. Estructura terciaria El ADN presenta una estructura terciaria, que consiste en que la fibra de 20 Åmstrong se halla retorcida sobre sí misma, formando una especie de súper-hélice. Esta disposición se denomina ADN Superenrollado, y se debe a la acción de enzimas denominadas Topoisomerasas-II. Este enrollamiento da estabilidad a la molécula y reduce su longitud Estructura cuaternaria La cromatina en el núcleo tiene un grosor de 300Å. La fibra de cromatina de 100Å se empaqueta formando una fibra de cromatina de 300Å. El enrollamiento que sufre el conjunto de nucleosomas recibe el nombre de Solenoide. Los solenoides se enrollan formando la cromatina del núcleo interfásico de la célula eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando los cromosomas.

Funciones del ADN Almacenamiento de la información genética Replicación de su propia molécula Síntesis de ARN (transcripción) Transferencia de la información genética La replicación o duplicación de la molécula de ADN se produce en la interface de la división celular, más precisamente en la fase S, con el objetivo de conservar la información genética. Los puentes de hidrógeno que unen las dos hileras de polinucleótidos se rompen, con lo cual ambas cadenas se separan, sirviendo cada una de molde para fabricar una nueva hilera complementaria.

La enzima ADN polimerasa se encarga de agregar nucleótidos fabricados por la célula que están esparcidos en el núcleo. Dicha enzima los va añadiendo a cada hilera separada conforme con la secuencia adenosina-timina y citosina-guanina (A-T y C-G). Al terminar la duplicación se obtienen dos moléculas idénticas de ADN de forma helicoidal, cada una con una hilera original y otra hilera neoformada. El núcleo tiene ahora el doble del ADN y de proteínas que al principio. De esta manera, la información genética de la célula madre será transmitida a las células hijas al producirse la mitosis.

ACIDO RIBONUCLEICO (ARN) El Ácido Ribonucleico se forma por la polimerización de ribonucleótidos, los cuales se unen entre ellos mediante enlaces fosfodiéster en sentido 5´-3´ (igualque en el ADN). Estos a su vez se forman por la unión de un grupo fosfato, una ribosa (una aldopentosa cíclica) y una base nitrogenada unida al carbono 1’ de la ribosa, que puede ser citosina, guanina, adenina y uracilo. Esta última es una base similar a la timina

Se conocen tres tipos principales de ARN y todos ellos participan de una u otra manera en la síntesis de las proteínas. Ellos son: El ARN mensajero (ARNm), el ARN ribosomal (ARNr) y el ARN de transferencia (ARNt). ARN mensajero (ARNm) Consiste en una molécula lineal de nucleótidos (monocatenaria), cuya secuencia de bases es complementaria a una porción de la secuencia de bases del ADN. El ARNm dicta con exactitud la secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptídica en particular. Las instrucciones residen en tripletes de bases a las que llamamos Codones

ARN ribosomal (ARNr) Este tipo de ARN una vez trascrito, pasa al nucleolo donde se une a proteínas. De esta manera se forman las subunidades de los ribosomas. ARN de transferencia (ARNt) Este es el más pequeño de todos, tiene aproximadamente 75 nucleótidos en su cadena, además se pliega adquiriendo lo que se conoce con forma de hoja de trébol plegada. El ARNt se encarga de transportar los aminoácidos libres del citoplasma al lugar de síntesis proteica. En su estructura presenta un triplete de bases complementario de un codón determinado, lo que permitirá al ARNt reconocerlo con exactitud y dejar el aminoácido en el sitio correcto. A este triplete lo llamamos Anticodón.

Estructura primaria Al igual que el ADN, se refiere a la secuencia de las bases nitrogenadas que constituyen sus nucleótidos. La estructura primaria del ARN es similar a la del ADN, excepto por la sustitución de desoxirribosa por ribosa y de timina por uracilo. La molécula de ARN está formada, además por una sola cadena.

Estructura secundaria La cadena simple de ARN puede plegarse y presentar regiones con bases apareadas, de este modo se forman estructuras secundarias del ARN, que tienen muchas veces importancia funcional, como por ejemplo en los ARNt (ARN de transferencia). Aunque existan zonas apareadas, los extremos 5’ y 3’ que marcan el inicio y el final de la molécula permanecerán libres.

Estructura terciaria Es un plegamiento complicado sobre la estructura secundaria adquiriendo una forma tridimensional.

El ADN y el ARN se diferencian el peso molecular del ADN es generalmente mayor que el del ARN el azúcar del ARN es ribosa, y el del ADN es desoxirribosa el ARN contiene la base nitrogenada uracilo, mientras que el ADN presenta timina la configuración espacial del ADN es la de un doble helicoide, mientras que el ARN es un polinucleótido lineal monocatenario, que ocasionalmente puede presentar apareamientos intracatenarios