Tipos de ácidos nucleicos. Estructura, localización y funciones.

7.3.- Tipos de ácidos nucleicos. Estructura, localización y funciones.

·         El ADN.

Esta formado químicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo, denominada nucleída.

La nucleída era el ácido desoxirribonucleico que está constituido por subunidades  que son los nucleótidos.

El ADN formado por desoxirribonucleótidos de adenina, guanina, citosina y timina. El ADN posee diferentes niveles de complejidad estructural.

Presenta estructura primaria y secundaria.

Estructura primaria.

Es la secuencia de nucleótidos unida por enlaces fosfodiéster, que se establecen entre el radical fosfato situado en el carbono 5’ de un nucleótido y el radical hidroxilo del carbono 3’ del siguiente nucleótido (enlace 5’ → 3’).

Presenta dos extremos libres: el 5’, unido al grupo fosfato, y el 3’, unido a un hidroxilo.

Se diferencia en el tamaño, en la composición y en la secuencia de bases, que indica el orden de A, T, C y G se sitúan en la cadena.

El orden en el que están unidos los nucleótidos en la molécula de ADN es determinante a la hora de sintetizar una proteína; por ejemplo la secuencia ATTGGCATG significa una cosa, mientras que la secuencia GCTATTACG significa otra distinta y sintetiza una proteína diferente.

La información genética obtenida en una porción concreta de la molécula de ADN lleva la información necesaria para que los aminoácidos se unan en un determinado orden, constituyendo la estructura primaria de la proteína que a su vez, determina la estructura tridimensional que tiene, y con ello, la función que ejerce en la célula.

Estructura secundaria.

El ADN fue establecido en 1953 por Watson y Crick.

-          El ADN es una molécula larga, rígida y no plegada.

-          En la molécula existen detalles estructurales repetidos.

-          La composición en bases varía, pero para la misma especie, el contenido en bases púricas es igual al de pirimidínicas.

Funcionando el ADN como el transmisor de información genética.

El ADN es una doble hélice formada por dos cadenas de polinucleótidos enrolladas alrededor de un eje imaginario; las bases nitrogenadas se encuentran situadas en el interior.

Esta estructura recuerda a una cadena de caracol en la que los peldaños son las bases nitrogenadas, y los pasamanos las cadenas formadas por el azúcar y el ácido fosfórico.

-          El enrollamiento es dextrógiro (hacia la derecha).

-          Es plectonémico, es decir, que para que las dos cadenas se separen es necesario que se desenrollen.

-          Cada vuelta de la doble hélice está formada por 10 pares de nucleótidos.

-          Es antiparalelas, es decir, los enlaces 5’ → 3’ están  orientados en sentidos opuestos y son complementarias, existen una correspondencia entre las bases nitrogenadas.

Las bases nitrogenadas se mantienen unidas mediante enlaces de hidrógeno. Siempre que en una de las cadenas haya una adenina, en la otra habrá una timina, siempre que haya una citosina habrá una guanina.

La complementariedad entre las bases se manifiesta mediante enlaces de hidrógeno entre sus grupos polares. Así, entre la adenina y la timina se establecen dos enlaces de hidrógeno y entre la guanina y la citosina tres.

Función biológica del ADN.

El ADN es el almacén de la información genética y la molécula encargada de transmitir a la descendencia las instrucciones necesarias para construir todas las proteínas presentes en un ser vivo. Tiene la capacidad de realizar copias de sí mismo mediante un mecanismo, la replicación.

Existe cierta correspondencia entre la complejidad de un organismo y la cantidad de ADN.

-          En las procarióticas existe una  molécula de ADN circular y recibe el nombre de cromosoma bacteriano. A veces contiene otras moléculas circulares más pequeñas llamadas plásmidos.

-          En las eucarióticas se encuentran en el interior del núcleo formando largas moléculas lineales asociadas a proteínas básicas. El conjunto de todas las estas fibras forman la cromatina, cada fibra de cromatina se compacta y forma los cromosomas. También lo hay en las mitocondrias y cloroplastos.

-          En los virus contiene solo una molécula que puede ser monocatenaria o bicartenaria.

·         EL ARN.

Está formado por la unión de ribonucleótidos de adenina, guanina, citosina y uracilo.

En la  mayor parte de los organismos, el ARN es monocatenario, salvo en algunos virus en los que es bicatenario. En los organismos vivos la función del ARN es la misma: dirigir la síntesis de las proteínas a partir de la información obtenida del ADN. Todos los ARN se forman a partir del ADN, tomando una parte de él como molde; este hecho que ambos sean complementarios.

Existen varios tipos diferentes de ARN con la misma composición química, pero con distintas estructuras y funciones.

§  El ARN mensajero (ARNm).

Constituye el 2% y el 5% del total de ARN. Presenta una estructura lineal.

La información genética del ADN (transcripción) y llevarla hasta los ribosomas, que son los orgánulos donde se realiza la síntesis de las proteínas. Cada ARN mensajero se sintetiza tomando como molde una porción de ADN, y es complementario a él.

El ARNm tiene una vida muy corta ya que rápidamente es destruido por la acción de unas enzimas llamadas ribonucleasas; de lo contrario, el proceso de síntesis proteica continuaría indefinidamente.

§  ARN ribosómico (ARNr)

Constituye hasta el 80% del total de ARN.

También se denomina ARN estructural, ya que varias moléculas de este ARN, asociadas a un conjunto de proteínas básicas forman un ribosoma que es el orgánulo donde se sintetizan las proteínas.

§  ARN de transferencia (ARNt)

Su función es transportar las aminoácidos hasta los ribosomas, para que allí se unan y forman las proteínas.

Se forman bucles, su aspecto recuerda al que tiene una hoja de trébol; pero vista en tres dimensiones, su forma es parecida a la de la letra L.

Existen hasta 50 tipos de distintos ARNt, pero todos tienen algunas características comunes:

-          En el extremo 5’ siempre existe guanina y un ácido fosfórico libre.

-          El extremo 3’ está formando por tres bases nitrogenadas (C-C-A) sin apaear, este es el lugar por donde el ARN de transferencia se une al aminoácido que va a transportar hasta el ribosoma.

-          En el brazo A es un triplete de bases nitrogenadas, llamadas anticodón, diferente para cada ARNt en función del aminoácido que va a transportar, y es complementario del correspondiente triplete codón  del ARNm.   

El brazo T (por llevar timina) que es el lugar donde se fija al ribosoma; y el brazo D, que es la zona por donde se une a la enzima que cataliza su unión con el aminoácido. Esta enzima es la aminoacil-t-ARN sintetasa.

§  ARN nucleolar (ARNn)

 Forman nucléolos, se origina en el núcleo a partir de diferentes segmentos del ADN, denominados organizadores nucleolares.