ÁCIDOS NUCLEICOS

                                                      

Los ácidos nucleicos son biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y P. Son macro moléculas de elevado peso molecular constituidas por unas unidades básicas llamadas nucleótidos unidos mediante enlaces fosfodiéster. Por tanto son polímeros de nucleótidos.

Su Clasificación

 Lineal Mono-catenario 1 hebra Circular Virus Lineal Núcleo de células eucariotas DNA o ADN (Ácido desoxirribonucleico). Bicatenario 2 hebras Circular Bacterias, mitocondrias, cloroplastos, ARN mensajero (RNAm), ARN transferente (RNAt), ARN ribosómico (RNAr). Mono catenario ARN nucleolar (RNAn) RNA o ARN Ácido ribonucleico bicatenario VIRUS.

Función

ADN: Almacena y transmite la información genética. Dirige el proceso de síntesis de proteínas. Constituye el material genético y forma los genes, que son las unidades funcionales de los cromosomas.

 ARN: Ejecuta las órdenes contenidas en el ADN, se encarga de sintetizar proteínas.

Nucleótidos y nucleósidos

Los nucleótidos están formados por tres tipos de moléculas: pentosas, ácido fosfórico y bases nitrogenadas.

a) Pentosas: Son dos aldopentosas: • Ribosa en el ARN • Desoxirribosa en el ADN

b) Ácido fosfórico 

c) Bases nitrogenadas: Son compuestos heterocíclicos de C y N. Son de dos tipos:

• Bases púricas: Derivan de la purina

• Bases pirimidínicas: Derivan de la pirimidina.

° Las bases adenina y guanina son derivadas de la purina.

° Las bases citosina, timina y uracilo derivan de la pirimidina.

Funciones de los nucleótidos.

Derivados de los nucleótidos de interés biológico

a)    Fosfatos de adenosina: Actúan como intermediarios en las reacciones metabólicas en las que se libera o consume energía ya que los enlaces entre fosfatos acumulan energía. Son coenzimas. Los más importantes son:

AMP: Adenosín-monofosfato
ADP: Adenosín-difosfato
ATP: Adenosín-trifosfato
ATP                                                       ADP + Pi + Energía
ADP                                                       AMP + Pi + Energía         

AMP + Pi + Energía                             ADP

ADP + Pi + Energía                              ATP

El ATP tiene un papel importante como moneda de intercambios energéticos.

b) Piridín nucleótidos:

• NAD: Nicotinamín-adenín-dinucleótido

• NADP: Nicotinamín-adenín-dinucleótido-fosfato Actúan como coenzimas en reacciones de oxidación- reducción

c)    Flavín nucleótidos:
La base nitrogenada es flavina.
FMN: flavín-monofosfato
FAD: Flavín-adenín-dinucleótido
Actúan como coenzimas en reacciones de oxidación- reducción.
Los nucleótidos son piezas estructurales de los ácidos nucleicos.

Propiedades del ADN

a) Estabilidad: En condiciones normales la molécula de ADN es muy estable. Pero para que se produzca la duplicación es necesaria la separación de las dos cadenas, y lo mismo para la transcripción (formación de ARN mensajero).

b) Desnaturalización: Si el ADN se somete a temperaturas superiores a los 100 ºC se rompen los puentes de hidrógeno que unen las bases, separándose las dos cadenas. Ocurre lo mismo con variaciones de pH . Los enlaces fosfato-pentosa-base no se rompen.

c) Renaturalización: Si se restablecen las condiciones iniciales, el ADN recupera su estructura. d) Hibridación: Si se desnaturaliza una mezcla de ADN de distintas especies, en la renaturalización aparecerán formas híbridas. Esto se llama hibridación del ADN.

ARN

Es un polinucleótido compuesto por ribonucleótidos de A, G, C y U, nunca T.
Es monocatenario, excepto en algunos virus, por lo que presenta estructura primaria, y los nucleótidos se unen siempre en la dirección 5’→ 3’. A veces se enrolla en doble hélice, presentando estructura secundaria y otras veces se asocia a proteínas, por lo que tiene estructura terciaria.

• Transcripción: Formación de ARN a partir del ADN.
• Traducción: Formación de proteínas según la información del ARN mensajeros

Existen varios tipos de ARN.

ARN mensajero (ARNm)

Es una molécula corta y lineal de hasta 5000 nucleótidos, de vida corta y estructura primaria. Se origina a partir del ARN hetereogéneo nuclear, que es complementario de un fragmento de ADN, por lo que contiene su información genética.

El ARN hetereogéneo nuclear (ARNhn) tiene unos segmentos con información llamados exones y otros sin información llamados intrones. Tras un proceso de maduración, elimina los intrones y forma ARNm, que tiene en su inicio una caperuza, que constituye la señal de inicio de la síntesis proteica, y al final una cola de poli A (muchas adeninas), que tiene función estabilizadora. Se forma en el núcleo y viaja hasta el citoplasma. El ARNm es el portador de la información genética del ADN. Se forma con intervención de una ARN polimerasa II y atraviesa los poros nucleares para asociarse a los ribosomas en el citoplasma y dirigir la síntesis de proteínas.

ARN transferente (ARNt)

Está formado por moléculas pequeñas. Tiene forma de hoja de trébol, con 4 brazos con estructura primaria y secundaria. Tres de los brazos tienen un asa o bucle, son los brazos D, T y uno llamado Anticodón.

El cuarto es un brazo aceptor de aminoácidos, con un extremo (3’) más largo que otro que termina siempre en el triplete CCA y es por la A por la que se unirá a un aminoácido. Existen unos 50 tipos diferentes que se sintetizan en el nucleoplasma por acción de una ARN polimerasa III y viaja hasta el citoplasma. En el Anticodón hay diferentes tripletes, que son complementarios de los diferentes aminoácidos que capta el codón del ARNm. Su función es captar aminoácidos específicos en el citoplasma y transportarlos hasta los ribosomas, donde, siguiendo la secuencia dictada por el ARNm, se sintetizan las proteínas.

ARN ribosómico (ARNr)

Es el más abundante y se encuentra asociado a proteínas formando los ribosomas. Está formado por un filamento con estructura primaria, secundaria y terciaria. Su función e formar los ribosomas donde se realizará la síntesis de proteínas. Los ribosomas se diferencian por su velocidad de sedimentación, que se mide en Svedberg (1S = 10-13 s) s = segundos.

En células procariotas los ribosomas son 70S, formados por dos subunidades, 30S y 50S.

En células eucariotas son 80S

40S ARNr 18S + proteínas  

                                  28S
 60S ARNr 5.8S + proteínas

                                   5S
Los ARNr 18S, 5.8S y 28S so forman en el nucleolo a partir del ARN nucleolar y se transcribe mediante una ARN polimerasa I.

 El ARNr 5s se forma en el nucleoplasma y lo transcribe una ARN polimerasa III.

ARN nucleolar (ARNn)

Se forma en el núcleo a partir de ciertos segmentos del ADN llamados organizadores nucleolares o región organizadora nucleolar. Se asocia a proteínas y forma el nucléolo. Una vez formado, se fragmenta y da origen a los diferentes tipos de ARNr.

Diferencias estructurales entre ADN y ARN

Los ácidos nucleicos son biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y P. Son macromoléculas de elevado peso molecular constituidas por unas unidades básicas llamadas nucleótidos unidos mediante enlaces fosfodiéster. Por tanto son polímeros de nucleótidos.

 Su Clasificación

 Lineal Monocatenario 1 hebra Circular Virus Lineal Núcleo de células eucariotas DNA o ADN Ácido desoxirribonucleico Bicatenario 2 hebras Circular Bacterias, mitocondrias, cloroplastos ARN mensajero (RNAm) ARN transferente (RNAt) ARN ribosómico (RNAr) Monocatenario ARN nucleolar (RNAn) RNA o ARN Ácido ribonucleico bicatenario VIRUS.

Función

 ADN: Almacena y transmite la información genética. Dirige el proceso de síntesis de proteínas. Constituye el material genético y forma los genes, que son las unidades funcionales de los cromosomas.

 ARN: Ejecuta las órdenes contenidas en el ADN, se encarga de sintetizar proteínas.

Nucleótidos y nucleósidos

Estructura:

 Los nucleótidos están formados por tres tipos de moléculas: pentosas, ácido fosfórico y bases nitrogenadas.

a) Pentosas: Son dos aldopentosas: • Ribosa en el ARN • Desoxirribosa en el ADN

b) Ácido fosfórico 2

c) Bases nitrogenadas: Son compuestos heterocíclicos de C y N. Son de dos tipos:

• Bases púricas: Derivan de la purina

• Bases pirimidínicas: Derivan de la pirimidina.

° Las bases adenina y guanina son derivadas de la purina.

° Las bases citosina, timina y uracilo derivan de la pirimidina.

 Funciones de los nucleótidos.

. Derivados de los nucleótidos de interés biológico

a)Fosfatos de adenosina: Actúan como intermediarios en las reacciones metabólicas en las que se libera o consume energía ya que los enlaces entre fosfatos acumulan energía. Son coenzimas. Los más importantes son:

• AMP: Adenosín-monofosfato

 • ADP: Adenosín-difosfato

• ATP: Adenosín-trifosfato

ATP                                                       ADP + Pi + Energía

ADP                                                       AMP + Pi + Energía

                 AMP + Pi + Energía                             ADP

ADP + Pi + Energía                              ATP

 El ATP tiene un papel importante como moneda de intercambios energéticos.

Piridín nucleótidos:

• NAD: Nicotinamín-adenín-dinucleótido

• NADP: Nicotinamín-adenín-dinucleótido-fosfato Actúan como coenzimas en reacciones de oxidación- reducción

c)    Flavín nucleótidos:

 La base nitrogenada es flavina.

• FMN: flavín-monofosfato

• FAD: Flavín-adenín-dinucleótido

Actúan como coenzimas en reacciones de oxidación- reducción.

 Los nucleótidos son piezas estructurales de los ácidos nucleicos.

Propiedades del ADN

a) Estabilidad: En condiciones normales la molécula de ADN es muy estable. Pero para que se produzca la duplicación es necesaria la separación de las dos cadenas, y lo mismo para la transcripción (formación de ARN mensajero).

b) Desnaturalización: Si el ADN se somete a temperaturas superiores a los 100 ºC se rompen los puentes de hidrógeno que unen las bases, separándose las dos cadenas. Ocurre lo mismo con variaciones de pH . Los enlaces fosfato-pentosa-base no se rompen.

c) Renaturalización: Si se restablecen las condiciones iniciales, el ADN recupera su estructura. d) Hibridación: Si se desnaturaliza una mezcla de ADN de distintas especies, en la renaturalización aparecerán formas híbridas. Esto se llama hibridación del ADN.

ARN

 Es un polinucleótido compuesto por ribonucleótidos de A, G, C y U, nunca T.

 Es monocatenario, excepto en algunos virus, por lo que presenta estructura primaria, y los nucleótidos se unen siempre en la dirección 5’→ 3’. A veces se enrolla en doble hélice, presentando estructura secundaria y otras veces se asocia a proteínas, por lo que tiene estructura terciaria.

 • Transcripción: Formación de ARN a partir del ADN.

 • Traducción: Formación de proteínas según la información del ARN mensajero. Existen varios tipos de ARN.

ARN mensajero (ARNm)

Es una molécula corta y lineal de hasta 5000 nucleótidos, de vida corta y estructura primaria. Se origina a partir del ARN hetereogéneo nuclear, que es complementario de un fragmento de ADN, por lo que contiene su información genética.

El ARN hetereogéneo nuclear (ARNhn) tiene unos segmentos con información llamados exones y otros sin información llamados intrones. Tras un proceso de maduración, elimina los intrones y forma ARNm, que tiene en su inicio una caperuza, que constituye la señal de inicio de la síntesis proteica, y al final una cola de poli A (muchas adeninas), que tiene función estabilizadora. Se forma en el núcleo y viaja hasta el citoplasma. El ARNm es el portador de la información genética del ADN. Se forma con intervención de una ARN polimerasa II y atraviesa los poros nucleares para asociarse a los ribosomas en el citoplasma y dirigir la síntesis de proteínas.

ARN transferente (ARNt)

 Está formado por moléculas pequeñas. Tiene forma de hoja de trébol, con 4 brazos con estructura primaria y secundaria. Tres de los brazos tienen un asa o bucle, son los brazos D, T y uno llamado Anticodón.

 El cuarto es un brazo aceptor de aminoácidos, con un extremo (3’) más largo que otro que termina siempre en el triplete CCA y es por la A por la que se unirá a un aminoácido. Existen unos 50 tipos diferentes que se sintetizan en el nucleoplasma por acción de una ARN polimerasa III y viaja hasta el citoplasma. En el Anticodón hay diferentes tripletes, que son complementarios de los diferentes aminoácidos que capta el codón del ARNm. Su función es captar aminoácidos específicos en el citoplasma y transportarlos hasta los ribosomas, donde, siguiendo la secuencia dictada por el ARNm, se sintetizan las proteínas.

ARN ribosómico (ARNr)

Es el más abundante y se encuentra asociado a proteínas formando los ribosomas. Está formado por un filamento con estructura primaria, secundaria y terciaria. Su función e formar los ribosomas donde se realizará la síntesis de proteínas. Los ribosomas se diferencian por su velocidad de sedimentación, que se mide en Svedberg (1S = 10-13 s) s = segundos.

En células procariotas los ribosomas son 70S, formados por dos subunidades, 30S y 50S.

30S

50S

En células eucariotas son 80S

 40S ARNr 18S + proteínas  =

                                  28S

 60S ARNr 5.8S + proteínas=

                                   5S

Los ARNr 18S, 5.8S y 28S so forman en el nucleolo a partir del ARN nucleolar y se transcribe mediante una ARN polimerasa I.

 El ARNr 5s se forma en el nucleoplasma y lo transcribe una ARN polimerasa III.

ARN nucleolar (ARNn)

Se forma en el núcleo a partir de ciertos segmentos del ADN llamados organizadores nucleolares o región organizadora nucleolar. Se asocia a proteínas y forma el nucléolo. Una vez formado, se fragmenta y da origen a los diferentes tipos de ARNr.