Acidos Nucleicos
Existen dos tipos de ácidos nucleicos: ADN (Acido Desoxirribonucleico) y ARN (Acido Ribonucleico).
Acido Desoxirribonucleico (ADN)
Es un polimero de nucleótidos, es decir un polinucleotido. Un polímero es un compuesto formado por unidades simples conectadas entre sí, denominadas nucleotidos, y estos a su vez, estan formado por un azúcar (desoxirribosa), una base nutrogenada y un grupo fosfato.
Propiedades
Es un largo polimero formado por unidades repetitivas, los nucleotidos.Una doble cadena de ADN mide de 22 a 26 angstroms (2,2 a 2,6 nanometros) de ancho, y una unidad (nucleótido) mide 3,3 angstroms (0,33 nm) de largo. El
ADN no existe como una molécula individual, sino como una pareja
de moléculas estrechamente asociadas. Las dos cadenas de ADN se
enroscan sobre sí mismas formando una especie de escalera espiral,
denominada doble helice.
Componentes
- Grupo Fosfato
Su formula quimica es H3PO4.
Cada nucleotido puede contener uno (monofosfato), dos (difosfato) o
tres (trifosfato) grupos de ácido fosfórico, aunque como monómeros
constituyentes de los acidos nucleicos sólo aparecen en forma de
nucleósidos monofosfato.
- Desoxirribosa
Es un desoxiazúcar derivado de un monosacárido de cinco átomos de carbono (C5H10O4), derivado de la ribosa por pérdida de un átomo de oxígeno en el hidroxilo, y por ello no responde a la fórmula general de los monosacáridos.
- Bases Nitrogenadas
Las cuatro bases nitrogenadas del ADN son la adenina (A), la citosina (C), la guanina (G) y la timina
(T). Cada una de estas cuatro bases está unida al armazón de
azúcar-fosfato a través del azúcar para formar el nucleótido completo
(base-azúcar-fosfato). Las bases son compuestos heterocíclicos y aromáticos con dos o más átomos de nitrógeno, y dentro de las bases mayoritarias, se clasifican en dos grupos: las bases púricas o purinas (adenina y guanina), derivadas de la purina y formadas por dos anillos unidos entre sí, y las bases pirimidínicas o bases pirimídicas o pirimidinas (citosina y timina), derivadas de la pirimidina y con un solo anillo.
El ADN es una molécula
bicatenaria, es decir, está formada por dos cadenas dispuestas de forma
antiparalela y con las bases nitrogenadas enfrentadas. En su estructura
tridimensional, se distinguen distintos niveles:
- Estructura Primaria
Secuencia de nucleótidos
encadenados. Es en estas cadenas donde se encuentra la información
genética, y dado que el esqueleto es el mismo para todos, la diferencia
de la información radica en la distinta secuencia de bases nitrogenadas.
Esta secuencia presenta un código, que determina una información u
otra, según el orden de las bases.
- Estructura Secundaria
Es una estructura en doble hélice.
Permite explicar el almacenamiento de la información genética y el
mecanismo de duplicación del ADN. Se denomina como una cadena doble, dextrógira o levógira,
según el tipo de ADN. Ambas cadenas son complementarias, pues la
adenina y la guanina de una cadena se unen, respectivamente, a la timina
y la citosina de la otra. Ambas cadenas son antiparalelas.
- Estructura Terciaria
Se refiere a cómo se almacena el ADN en un espacio reducido, para formar los cromosomas. Varía según se trate de organismos procariotas o eucariotas.
En procariotas
el ADN se pliega como una súper-hélice, generalmente en forma circular y
asociada a una pequeña cantidad de proteínas. Lo mismo ocurre en orgánulos celulares como las mitocondrias y en los cloroplastos.
En eucariotas, dado que la cantidad de ADN de cada cromosoma es muy grande, el empaquetamiento ha de ser más complejo y compacto; para ello se necesita la presencia de proteínas, como las histonas y otras proteínas de naturaleza no histónica (en los espermatozoides estas proteínas son las protaminas).
- Estructura Cuaternaria
La cromatina
presente en el núcleo tiene un grosor de 300 angstroms, pues la fibra de
cromatina de 100 angstroms se enrolla formando una fibra de cromatina de 300 angstroms.
El enrollamiento de los nucleosomas recibe el nombre de solenoide. Dichos 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 así los cromosomas.
Acido Ribonucleico (ARN)
Es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas. El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.
Está formado por una cadena de monómeros repetitivos llamados nucleótidos. Los nucleótidos se unen uno tras otro mediante enlaces fosfodiéster cargados negativamente. Cada nucleótido está formado por una molécula de monosacárido de cinco carbonos (pentosa) llamada ribosa, un grupo fosfato, y uno de cuatro posibles compuestos nitrogenados llamados bases: adenina, guanina, uracilo y citosina.
Los carbonos de la ribosa se numeran del 1a 5 en sentido horario. La base nitrogenada
se une al carbono 1, el grupo fosfato se une al carbono 5 y al
carbono 3 de la ribosa del siguiente nucleótido. El pico tiene una
carga negativa a pH fisiológico lo que confiere al ARN carácter polianiónico. Las bases púricas (adenina y guanina) pueden formar puentes de hidrógeno con las pirimidínicas (uracilo y citosina) según el esquema C=G y A=U. Además, son posibles otras interacciones, como el apilamiento de bases o tetrabucles con apareamientos G=A.
Componentes
- Grupo Fosfato
Su formula quimica es H3PO4.
Cada nucleotido puede contener uno (monofosfato), dos (difosfato) o
tres (trifosfato) grupos de ácido fosfórico, aunque como monómeros
constituyentes de los acidos nucleicos sólo aparecen en forma de
nucleósidos monofosfato.
- Ribosa
Es una pentosa o monosacárido
de cinco átomos de carbono de alta relevancia biológica en los seres
vivos al constituir uno de los principales componentes del ácido ribonucleico en su forma cíclica, y de otros nucleótidos no nucleicos como el ATP.
- Bases Nitrogenadas
Clasificacion
- Mensajero (ARNm)
El ARN mensajero lleva la información sobre la secuencia de aminoácidos de la proteína desde el ADN, lugar en que está inscrita, hasta el ribosoma, lugar en que se sintetizan las proteínas de la célula. Es, por tanto, una molécula intermediaria entre el ADN y la proteína y apelativo de mensajero es del todo descriptivo. En eucariotas, el ARNm se sintetiza en el nucleoplasma del núcleo celular y donde es procesado antes de acceder al citosol, donde se hallan los ribosomas, a través de los poros de la envoltura nuclear.
Transferencial (ARNt)
Los ARN de transferencia son cortos polímeros de unos 80 nucleótidos que transfiere un aminoácido específico al polipéptido
en crecimiento; se unen a lugares específicos del ribosoma durante la
traducción. Tienen un sitio específico para la fijación del aminoácido y un anticodón formado por un triplete de nucleótidos que se une al codón complementario del ARNm mediante puentes de hidrógeno. Estos ARNt, al igual que otros tipos de ARN, pueden ser modificados
post-transcripcionalmente por enzimas. La modificación de alguna de sus
bases es crucial para la descodificación de ARNm y para mantener la
estructura tridimensional del ARNt.
Ribosomal (ARNr)
El ARN ribosomico o ribosomal se halla combinado con proteínas para formar los
ribosomas, donde representa unas 2/3 partes de los mismos. En
procariotas, la subunidad mayor del ribosoma contiene dos moléculas de
ARNr y la subunidad menor, una. En los eucariotas, la subunidad mayor
contiene tres moléculas de ARNr y la menor, una. En ambos casos, sobre
el armazón constituido por los ARNm se asocian proteínas específicas. El
ARNr es muy abundante y representa el 80% del ARN hallado en el citoplasma de las células eucariotas. Los ARN ribosómicos son el componente catalítico de los ribosomas; se
encargan de crear los enlaces peptídicos entre los aminoácidos del
polipéptido en formación durante la síntesis de proteínas; actúan, pues,
como ribozimas.
Bases Nitrogenadas
- Adenina
En el código genético se representa con la letra A. Es un derivado de la purina con un grupo amino en la posición 6. Forma el nucleósido adenosina (desoxiadenosina) y el nucleótido adenilato o adenosina monofosfato (AMP). En el ADN siempre se empareja con la timina de la cadena complementaria mediante 2 puentes de hidrógeno, A=T. Su fórmula química es C5H5N5 y su nomenclatura 6-aminopurina. La adenina, junto con la timina, fue descubierta en 1885 por el médico alemán Albrecht Kossel.
- Guanina
En el código genético se representa con la letra G. Es un derivado púrico con un grupo oxo en la posición 6 y un grupo amino en la posición 2. Forma el nucleósido guanosina (desoxiguanosina) y el nucleótido guanilato o guanosina monofosfato (GMP). La guanina siempre se empareja en el ADN con la citosina de la cadena complementaria mediante tres enlaces de hidrógeno, G≡C. Su fórmula química es C5H5N5O y su nomenclatura 6-oxo, 2-aminopurina.
- Citosina
En el código genético se representa con la letra C. Es un derivado pirimidínico, con un grupo amino en posición 4 y un grupo oxo en posición 2. Forma el nucleósido citidina (desoxicitidina) y el nucleótido citidilato o citidina monofosfato (CMP). La citosina siempre se empareja en el ADN con la guanina de la cadena complementaria mediante un triple enlace, C≡G. Su fórmula química es C4H5N3O y su nomenclatura 2-oxo, 4 aminopirimidina. Su masa molecular es de 111,10 unidades de masa atómica. La citosina se descubrió en 1894, al aislarla del tejido del timo de carnero.
- Timina
En el código genético se representa con la letra T. Es un derivado pirimidínico con un grupo oxo en las posiciones 2 y 4, y un grupo metil en la posición 5. Forma el nucleósido timidina (desoxitimidina) y el nucleótido timidilato o timidina monofosfato (TMP). En el ADN, la timina siempre se empareja con la adenina de la cadena complementaria mediante 2 puentes de hidrógeno, T=A. Su fórmula química es C5H6N2O2 y su nomenclatura 2, 4-dioxo, 5-metilpirimidina.
- Uracilo
Es una pirimidina, una de las cinco bases nitrogenadas que forman parte del ARN y en el código genético se representa con la letra U. Su fórmula molecular es C4H4N2O2.El uracilo reemplaza en el ARN a la timina que es una de las cuatro bases nitrogenadas que forman el ADN. Al igual que la timina, el uracilo siempre se empareja con la adenina mediante dos puentes de hidrógeno, pero le falta el grupo metilo.
Nucleoproteinas
Son proteínas que están estructuralmente asociadas con un ácido nucleico (ARN o ADN). El ejemplo prototípico sería cualquiera de las histonas, que son identificables en las hebras de cromatina. Otros ejemplos serían la Telomerasa, una ribonucleoproteína (ARN/proteína) y la Protamina.
Su característica fundamental es que forman complejos estables con los
ácidos nucleicos, a diferencia de otras proteínas que sólo se unen a
éstos de manera transitoria, como las que intervienen en la regulación,
síntesis y degradación del ADN.
Funciones
- Intervienen en la transmisión de los caracteres hereditarios.
- Participan en la síntesis proteica.
- Intervienen en la división celular.
- Forman parte de los virus.
Estructura
Dependiendo del tipo de ácido nucleico al que se unan, podemos
distinguir entre Desoxirribonucleoproteínas y ribonucleoproteínas. La
unión se estabiliza siempre mediante enlaces no covalentes. A esta
estabilidad pueden contribuír distintos tipos de interacciones, tanto
específicas como no específicas.
Las primeras se unirían a secuencias de
nucleótidos características, formando enlaces de hidrógeno entre las
cadenas laterales de los aminoácidos y los nucleótidos. En el caso de
uniones no específicas, la unión se produce entre cargas positivas de
los residuos de aminoácido de las proteínas y la cadena polianiónica de
fosfato del nucleótido. Un ejemplo de unión específica sería la de las
proteínas ribosómicas con el ARNr.
Las uniones no específicas serían los complejos característicos de los cromosomas, como los que forma la protamina en los espermatozoides de algunos animales.
Algunos compuestos pueden destruir o debilitar la unión de las
nucleoproteínas con su ácido nucleico, produciendo su disociación:
- Altas concentraciones de sales, urea o el aumento de la fuerza iónica en disolución.
- Tensioactivos ionogénicos.
- Algunos compuestos químicos polares: formamida, dimetilformamida, fenol.
Algunas ribonucleoproteínas tienen la capacidad de ensamblarse in vitro bajo las condiciones adecuadas. Este sería el caso de las proteínas ribosómicas o algunas proteínas de cápsides virales. En cualquier caso, la asociación proteína-ácido nucleico conlleva cambios conformacionales en ambos elementos.
Acidos Nucleicos (Video)
Juegos
http://www.educaplay.com/es/recursoseducativos/1719821/acidos_nucleicos.htm
http://www.educaplay.com/es/recursoseducativos/1719878/acidos_nucleicos.htm
