NUCLEOTIDOS Y ACIDOS NUCLEICOS

ACIDOS NUCLEICOS

 

Los ácidos nucleicos son grandes moléculas constituidas por la unión de monómeros, llamados nucleótidos. Los ácidos nucleicos son el ADN y el ARN.

Nucleótidos

Los nucleótidos son moléculas que se pueden presentar libres en la Naturaleza o polimerizadas, formando ácidos nucleicos. También pueden formar parte de otras moléculas que no son ácidos nucleicos, como moléculas portadoras de energía  ocoenzimas.

Los nucleótidos se forman por la unión de una base nitrogenada, una pentosa y uno o más ácidos fosfóricos. La unión de una pentosa y una base nitrogenada origina un nucleósido, y su enlace se llama N - glucosídico. Por ello, también un nucleótido es un nucleósido unido a uno o más ácidos fosfóricos.

Las bases nitrogenadas pueden ser Púricas o Pirimidínicas.

Las pentosas pueden ser Ribosa, que forma nucleótidos libres y los nucleótidos componentes del ARN, y  Desoxirribosa, que forma los nucleótidos componentes del ADN.

La función principal de los ácidos nucleicos es almacenar y transmitir la información genética. El ADN, a nivel molecular, tiene una doble función:

•	sacar copias de sí mismo, duplicarse, autoperpetuarse, asegurando la transmisión de los genes en un proceso denominado REPLICACIÓN.
•	transmitir la información al ARN, que saca copias del ADN, pudiendo así transcribir dicha información, en forma de proteínas, determinando las características de la célula, la herencia; a este proceso se le denomina TRANSCRIPCIÓN.

•	Replicación del ADN.
	Es un proceso semiconservativo ya que la doble hélice de ADN, cuando se duplica, conserva una de sus hebras, y sintetiza la otra de nuevo, por complementariedad de bases, añadiendo nucleótidos y utilizando la cadena madre como patrón. Se forman dos cadenas hijas, cada una de las cuales lleva una hebra de antigua y una hebra de nueva síntesis. Así, cada una de las dobles cadenas hijas, son iguales entre sí, y también iguales a la cadena madre. El proceso de duplicación necesita de la actuación de un sistema de enzimas: - Las helicasas ó girasas hacen que la molécula de ADN se desenrrolle, perdiendo la forma de hélice, ya que se rompen los enlaces por puentes de hidrógeno entre las bases. - Otros enzimas mantienen la estabilidad de la molécula abierta. - La DNA polimerasa III va incorporando nucleótidos frente a las cadenas madres (que actúan de patrones), siempre en el mismo sentido (5' ⇒ 3'). Como no pueden iniciar la replicación por sí mismas, necesitan una pequeña hebra de ARN cebador (sintetizados por otra enzima denominada RNA polimerasa) para poder copiar el ADN patrón por complementariedad de bases; posee una elevada procesividad ya que sintetiza a una velocidad de unos 1.000 nucleótidos por segundo. Posee tres actividades distintas: ⊕ Polimerasa 5' ⇒ 3' ⊕ Exonucleasa 5' ⇒ 3' para degradar cualquier DNA que haya en su camino ⊕ Proofreading 3' ⇒ 5' para corregir errores introducidos durante la polimerización Como las cadenas son antiparalelas, el mecanismo de copia es distinto para cada una de ellas: una se va copiando de forma continua y la otra en fragmentos cortos (llamados "fragmentos de Okazaki"), pero siempre en sentido desde 5' ⇒ 3'. - En la cadena de hebra continua, no habrá más problemas, pero en la otra, cada fragmento de ADN copiado, requiere la presencia de ARN cebador, que habrá que eliminar posteriormente. Luego, otra DNA polimerasa (la DNA polimerasa I), rellena los huecos donde se situaban los cebadores de ARN - Finalmente, otra enzima, la ligasa, se encarga de unir los fragmentos sueltos, obteniéndose de este modo dos cadenas ó hebras hijas.
•	Transcripción del ADN.
	El apareamiento de bases es también el mecanismo para enviar la información genética desde el núcleo hasta los ribosomas y dirigir la síntesis de proteínas. En este caso una porción de una de las cadenas del ADN sirve de patrón para la síntesis de ARN y la secuencia de bases en el ARN es complementaria a la que se presenta en la porción de la cadena que se está copiando. Los 3 tipos de ARN se obtienen por copia de ADN. Su fabricación tiene lugar en el núcleo. Luego, los ARN formados, salen al citoplasma tras un proceso de maduración. El proceso lo realizan enzimas llamadas RNA polimerasas, que añaden nucleótidos en dirección 5' ð 3', a partir de una de las cadenas de ADN solamente y que al igual que la DNA polimerasa III es una enzima patrón-dependiente. La molécula de ARN sintetizada sufre un proceso de maduración hasta llegar al citoplasma, tomando su forma característica, para cada uno de los tres tipos de ARN, y perdiendo en ese proceso algunos fragmentos. Todos los ARN creados intervienen en la síntesis de proteínas y en la transmisión de los caracteres hereditarios. Algunos virus, producen el ADN a partir del ARN, por medio de una enzima denominada transcriptasa inversa:
•	Traducción del ADN.
	Es el proceso de síntesis de las proteínas en el citoplasma mediante la unión del ARNm a los ribosomas. Intervienen todos los tipos de ARN: el mensajero (ARNm) maduro que es el que transporta la información genética del ADN desde el núcleo al citoplasma, el ribosómico (ARNr) que es donde se produce la unión de los aminoácidos para formar las proteínas y el de transferencia (ARNt) que es el encargado de llevar los aminoácidos a los ribosomas para que se produzca su unión formando las proteínas según el código genético del ARNm. El ARNm se une, en el citoplasma, a las dos subunidades ribosomales, constituyendo el ribosoma activo, que es la estructura celular responsable de la síntesis de proteínas. Es en este orgánulo donde el ARNm especifica la secuencia en que deben de insertarse los aminoácidos en la síntesis de polipéptidos. Ésta es la forma en que la información contenida en los cromosomas se traduce en la especificación de la estructura primaria de las proteínas, que es la que determina la estructura tridimensional de la proteína, la que a su vez determina su funcionalid.   Principales funciones biológicas de los ácidos nucleicos y unidades que los forman. 1) Del ADN: almacenar la información genética, codificada en una secuencia de nucleótidos, y facilitar su transmisión de una generación a otra. 2) Del ARNm: Llevar la información genética codificada (obtenida por transcripción del ADN) desde el núcleo hasta los ribosomas donde es traducida en una secuencia de AA. 3) Del ARNr: asociado a proteínas constituye los ribosomas y su función está relacionada con la trancripción de éstos a lo largo del ARNm durante la traducción (síntesis de proteica). 4) Del ARNt: posee un triple papel: -captar aminoácidos activados del citoplasma (forma los 'complejos de transferencia' aa-ARNt). -transferir los aminoácidos a los ribosomas. -colocarlos en el lugar que les corresponde en la proteína de acuerdo con la información codificada en el ARNm (por complementariedad entre el triplete anticodón del ARNt y el triplete codón del ARNm). Las unidades que forman los ácidos nucleicos son los nucleótidos. Cada uno de éstos está compuesto por: a) Una pentosa: Ribosa en el caso de los ARN y desoxirribosa en el caso de los ADN. b) Una base nitrogenada correspondiente a uno de estos grupos: -Bases púricas: Adenina y guanina (presentes en todos los ácidos nucleicos). -Bases pirimidínicas: Citosina (presente en todos los ácidos nucleicos), timina (exclusiva del ADN, con la excepción del ARNt) y uracilo (exclusiva de los ARN).  c) Una molécula de ácido fosfórico (fosfato inorgánico), común a todos los ác. nucleicos.