Los ácidos nucléicos

¡Buenas de nuevo lectores!

Hoy os vengo a hablar acerca de los ácidos nucléicos que son una biomolécula orgánica, y la cuál va a ser la última de la que vamos a escuchar hablar.

Los amino ácidos son compuestos de carácter ácido. Están formados por C, H, O, N y P. Son macromoléculas de gran complejidad, que están formadas por el monómero que es un nucleótido, los cuáles están constituidos por tres compuestos: un grupo aldopentosa (D-ribosa o D-2-desoxiribosa), una base nitrogenada y una molécula de ácido fosfórico.

Cabe destacar que hay 2 tipos de bases nitrogenadas:

-Las púricas, constituidas por dos anillos--guanina y adenina.

-Las pirimidínicas, constituidas por un solo anillo- timina, citosina y uracilo.

Dependiendo del grupo pentosa pueden formar el ADN y ARN:

ADN: Posee un grupo D-2-desoxiribosa, y dentro de las bases nitrogenadas pueden ser primidínicas (Citosina y Timina) o púricas (Adenina y Guanina)
ARN: Posee un grupo D-ribosa y sus bases nitrogenadas pueden ser pirimidínicas (Adenina y Guanina) y púricas (Citosina y Uracilo).

La unión entre la pentosa y la base nitrogentada se produce mediante un enlace "N-glucosídico" en el que participa un nitrógeno de la base 9 si es púrica, y 1 si es pirimidínica, que se enlaza a su vez al carbono 1 de la pentosa, liberando así una molécula de agua. Este compuesto se llama nucleósido. De esta manera, el ácido fosfórico se une a él por el carbono 5 de la pentosa mediante un enlace éster, liberándose agua.

Para formar moléculas, los nucleótidos se unen mediante un enlace fosfodiéster 5'-3'. Se denomina así ya que cada molécula de ácido fosfórico forma dos enlaces éster: uno con el carbono 5 de la pentosa de un nucleótido y otro con el carbono 3 de la pentosa del siguiente. De esta manera, los ácidos fosfóricos se alternan con las pentosas, y a nivel de estas salen las bases. La cadena de nucleótidos presenta polaridad, por lo que siempre va a ser 5'-3', ya que en el extremo 5' el ácidos fosfórico unido al carbono 5 de la pentosa está libre, mientras que en el extremo 3' el -OH del carbono 3 de la pentosa está libre.

Al hablar de ácidos nucleicos encontramos el ácido desoxirribonucleico (ADN).

ADN

Es una macromolécula formada por desoxirribonucleótidos-5'- monofosfatos y constituye la información genética para el correcto funcionamiento del organismo. Posee un alto peso molecular y en la mayoría de los casos es bicatenario. Son cadenas muy largas formado por dos cadenas de nucleótidos.. El ADN lo podemos encontrar en el núcleo de células eucariotas, mitocondrias y cloroplastos, o esparcido por el citoplasma si estamos en una célula procariota. El ADN procariota está unido a proteínas parecidas a las histonas, ARN y otras proteínas no histónicas formando lo que se conoce como nucleoide, que no está delimitado por una membrana. Mientras que en el núcleo de células eucariotas el ADN está asociado a histonas (en los espermatozoides a protaminas), formando la cromatina o cromosomas si es que se condensa.

El ADN también tiene diferentes niveles estructurales:

ESTRUCTURA PRIMARIA

Es la secuencia de nucleótidos de una cadena. Todas ellas poseen polaridad

se diferencian dos extremos. El extremo 5’, es el que lleva el grupo fosfato

unido al carbono 5’ de la pentosa. El extremo 3’ es el que lleva el OH del carbono

3’ de la pentosa. El eje de la cadena está formado por ácidos fosfórico y

2-desoxirribosa que se van alternando. La secuencia de estas contiene la

información que determina las características de los individuos.

ESTRUCTURA SECUNDARIA

Es la disposición en el espacio de dos cadenas de ADN. Tiene forma de doble hélice, y esta estructura fue determinada por Watson y Crick a partir de diversos descubrimientos de otros científicos:

-Chargaff -mediante análisis químicos observó que el ADN posee el mismo número de bases púricas que de pirimidínicas, y además, descubrió que hay el mismo número de adeninas que de timinas y de guaninas que de citosinas. Así se constituye el principio

de equivalencia de bases de Chargaff.

-Por difracción de rayos X del ADN se descubrió que este es

fibrilar y tiene un diámetro de 20 Aº, por lo que su estructura debía

ser helicoidal. También se observó que cada vuelta medía de longitud

34 Aº, y que la distancia entre bases era de 3,4 Aº.

-Se descubrió que la densidad y viscosidad de dispersiones acuosas

de ADN era mayor a la esperada.

Basándose en todo eso, Watson y Crick propusieron que el ADN

debía poseer una estructura helicoidal, cuyas cadenas fueran

antiparalelas y complementarias. Su giro era dextrógiro y plectonémico, cada vuelta tenía un diámetro de 20Aº y una longitud de 34 Aº. Y poseía 10 nucleótidos por vuelta. Esta estructura es muy estable, sin embrago se puede desnaturalizar cuando alcanza los 100 ºC, y se produce la renaturalización cuando se enfría por debajo de los 65 ºC.

ESTRUCTURA TERCIARIA

Es la fibra de 20 Å enrollada sobre sí, existen diversos niveles de

empaquetamiento:

-Fibra de cromatina 100 Å o "collar de perlas": La fibra de 20 Å asociada a

histonas. Esta estructura se observa en el núcleo durante la interfase.

La fibra de ADN que queda entre ambos nucleosomas está laxa, se acorta si

se asocia a la histona H1.

-Fibra de cromatina de 300 Å "solenoide": La fibra de 100 Å condensada. En

cada vuelta hay seis nucleosomas y H1 que forman el eje central de la fibra

de 300 Å. Esto provoca un acortamiento de 5 veces la longitud del

“collar de perlas”. Esta estructura se forma en los cromosomas.

-Dominios en forma de bucle: La fibra de 300 Å , forma una serie de bucles

denominados dominios estructurales en forma de bucle. Que están estabilizados por un andamio proteico. En ocasiones se enrolla entre si y forma una estructura de 600 Å.

-Niveles superiores de empaquetamiento: no se conocen con exactitud, pero en los cromosomas se han observado proteínas SMC que contienen histonas y topoisomerasas, que reduce la longitud del ADN. Se observa en la metafase.

Otro ácido nucléico es el ácido ribonucleico o ARN

ARN

Está compuesto por ribonucleótidos, que contienen ribosa y

bases nitrogenadas que pueden ser: guanina, citosina, adenina y uracilo.

Normalmente son monocatenarios, excepto en algunos virus

y algún tipo de ARN. Tienen un peso molecular menor que el ADN y

lo podemos encontrar en el núcleo o en el citoplasma.

Encontramos una inmensa variedad de ARN, todas con diferente función:

ARNm - Representa el 5% del total de ARN. Es monocatenario y lineal.

Se encarga de realizar la transcripción, copiar la información genética de

un fragmento de ADN para sintetizar proteínas en los ribosomas.

Cada ARNm es complementario con la cadena del fragmento ADN que

sirvió como molde. Puede ser:

Eucariotas: Existe un pre-ARNm, posee fragmentos llamados exones
y otros llamados intrones (no poseen información necesaria y se eliminan)
Procariotas: No presenta el pre-ARNm y no posee intrones.

ARNt- Representan 15% de todo el ARN. Es monocatenario aunque en algunas zonas posee una doble hélice. Posee un forma de trébol. Capta los aa y los transporta a los ribosomas colocándolos según la información del ARNm.

ARNr - Es el más abundante, representando un 80%. Constituido por moléculas de diferentes tamaños y está formado por una sola cadena de nucleótidos. Se asocian con proteínas diferentes y forman los ribosomas. Las células procariotas poseen ribosomas 70 S y las eucariotas de 80 S.

ARN nucleolar es el componente principal del nucléolo. Se forma a partir de un segmento de ADN. Primero se forma un ARN de 45 S, se escinde en 3 y se asocia a ARN de 5 S. A partir de ahí se forma una subunidad ribosómica de 40 S y otra de 60 S. Salen al citoplasma y cuando llega un ARNm se asocian ambas subunidades para formar un ribosoma 80 S.

ARN pequeño nucleolar Su estructura es pequeña y única de las células eucariotas. Alto contenido de uridina.

Elimina intrones del ARNm.

ARN interferente Posee una doble cadena. Es utilizado por diferentes enzimas para reconocer ARNm. Se utiliza para tratamiento de enfermedades

FUNCIONES DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS.

Como hemos visto anteriormente, el ADN es la molécula que lleva la información genética que determina las características del individuo. Además, el ADN lleva la información que permite la síntesis de todas las proteínas del organismo. Este proceso de síntesis de proteínas se realiza en dos etapas y en él interviene también los ARN:

Transcripción: en esta etapa se copia la información de un fragmento de ADN, correspondiente a un gen, al ARNm.

Traducción: la secuencia de nucleótidos del ARNm se traduce en los ribosomas con la ayuda de los ARNt en una determinada secuencia de aminoácidos, es decir, en una determinada proteína.

Además, también llevan a cabo la función de duplicación o replicación que permite la transmisión de esta información de una generación a otra.

Bueno lector, esto es todo, espero que hayas aprendido cosas nuevas y

debajo puedes encontrar unas preguntas de repaso, una hoja de

apuntes y resumen de las ideas extraídas de un vídeo muy

recomendable, y el esquema de todos los contenidos del tema

de los ácidos nucleicos.

PREGUNTAS PAU DE ÁCIDOS NUCLEICOS.

1. En relación a la siguiente figura:

a) Indica qué molécula representa y cuál es la composición de los monómeros que la forman.

La molécula de la imagen representa el ácido ribonucléico de transferencia, y está compuesto por nucléotidos. Estos monómeros están constituidos por una pentosa, más específicamente la ribosa, a la que se une, mediante un enlace N-glucosídico, una base nitrogenada que puede ser la adenina, la guanina, la citosina o el uracilo, esta base se une al carbono 1 de la pentosa y forman un nucleósido. A este nucleósido se le une una molécula de ácido fosfórico en el carbono 5 mediante un enlace éster y así se forma un nucleótido.

b) Explica qué tipo de interacciones se producen para formar la estructura secundaria de la molécula.

En el ARN de transferencia se forma la estructura secundaria debido a que, al estar la cadena de nucleótidos doblada, algunas bases nitrogenadas complementarias que quedan enfrentadas se unen por puentes de hidrógeno, lo que le da esa estructura secundaria en doble hélice.

c) Indica en qué proceso biológico está implicada y cuál es su función, explicando el papel de las zonas marcadas como A y B.

Participan en la síntesis de proteínas ya que se encargan de captar aminoácidos del citoplasma, los cuales se unen al extremo 3', que contiene una molécula de alanina, que es la letra A de la imagen, y los transportan a los ribosomas. Una vez allí los colocan según indica la secuencia de ARN mensajero para que se sinteticen las proteínas. En la secuencia de ARN mensajero podemos distinguir diversos codones (conjuntos de tres nucleótidos), los cuales va a utilizar el ARN transferente para colocarse cumpliendo la complementariedad de bases. De esta manera, la letra B de la imagen, corresponde a esa secuencia de tres nucleótidos del ARN de transferencia con bases complementarias al codón denominada anticodón.

2. Explica, basándote en su estructura por qué el ADN es una molécula que contiene información.

El ADN es una molécula que contiene información debido a que en la estructura primaria de esta biomolécula (secuencia lineal de desoxirribonucleótidos) se pueden diferenciar las diferentes bases nitrogenadas que lo componen (adenina, timina, citosina y guanina). La colocación de estas bases constituye el mensaje genético, en ella reside la información para la síntesis de proteínas, por tanto, en el ADN reside la información para determinar las características biológicas de los individuos.

3. En la siguiente figura se muestran las fórmulas químicas de algunas biomoléculas. Indica:

a) Cuál corresponde a un ácido graso insaturado: 3

b) Cuál es una piranosa: 5

c) Cuál forma parte del ADN: 2

d) Cuál corresponde a un ácido graso saturado: 4

e) Cuál forma parte de las proteínas: 1

4. Indica las diferencias químicas y estructurales entre el ADN y el ARN.

En primer lugar, a pesar de ambos estar compuestos por una furanosa, en el ADN es la β-D-desoxirribofuranosa, mientras que en el ARN es la β-D-ribofuranosa. Por otra parte, las bases nitrogenadas del ADN son la adenina, la citosina, guanina y la timina, mientras que en el ARN esta última no aparece sino que aparece el uracilo, de esta manera la composición química de los nucleótidos que forman estas moléculas presenta diversas diferencias.

En segundo lugar, si tratamos la estructura de ambas biomoléculas orgánicas, se diferencian en que, mientras que la de ADN es, en su mayoría, bicatenaria, compleja y grande, el ARN en su mayoría es monocatenario y tiene un tamaño mucho menor que el del ADN.

¡Adiós!