Ácido dexosirribonu... ¡¿qué?! No te preocupes si no sabes lo qué es, porque después de leer la entrada serás capaz hasta de explicárselo tus amigos.
Los ácidos nucleicos son macromoléculas orgánicas de elevado peso molecular que están formadas por C, H, O, N y P.
Encontramos dos tipos:
ADN: Ácido desoxirribonucleico.
ARN: Ácido ribonucleico. Dependiendo de su localización y de la función que llevan a cabo durante la síntesis de las proteínas, puede ser: ARN mensajero, ARN transferente, ARN ribosómico, ARN nucleolar, ARN pequeño nucleolar o ARN interferente.
Los ácidos nucleicos están formados por bases nitrogenadas, una pentosa y un ácido fosfórico.
Nucleósido.
Es la unión de una pentosa (ribosa o desoxirribosa) y una base nitrogenada, que puede ser pirimidínica si es la guanina o la citosina, o púrica si se trata de la adenina, timina (ADN) o uracilo (ARN), mediante un enlace N-glucosídico entre el entre el C1' de la pentosa y un nitrógeno de la base que será el N1, si es pirimidínica o el N9 si es púrica.
Nucleótido.
Se forma por la unión de una molécula de ácido fosfórico con la pentosa de un nucleósido mediante un enlace de tipo éster, que se produce al esterificarse un -OH del ácido fosfórico con un -OH libre de la pentosa, normalmente el del C5', y en su formación se libera agua.
Además, se pueden dividir en dos grupos según si forman parte o no de los ácidos nucleicos:
Los nucleótidos nucleicos se unen entre sí y forman los ácidos nucleicos.
Los nucleótidos no nucleicos no forman parte de los ácidos nucleicos, pero constituyen compuestos de gran interés.
Polinucleótidos.
Los ácidos nucléicos son polinucleótidos, es decir, que están formados por muchos nucleótidos que se unen entre sí formando largas cadenas. Esta unión se produce mediante un enlace éster que se forma, entre un -OH del ácido fosfórico de un nucleótido que está unida al C5’ de la pentosa y el -OH del C3' de la pentosa del siguiente nucleótido, por lo tanto, cada molécula de ácido fosfórico forma 2 enlaces éster. A este enlace se le denomina enlace fosfodiéster 5'-3'.
Por otro lado, los ácidos nucléicos se dividen en 2 grupos según los nucleótidos que los constituyen:
Ácido desoxirribonucleico o ADN: formado por desoxirribonucleótidos.
Ácido ribonucleico o ARN: formado por ribonucleótidos.
ADN (ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO)
El ADN son macromoléculas formadas por desoxirribonucleótidos-5'-monofosfatos de: adenina, guanina, citosina y timina que se unen entre sí mediante enlaces fosfodiéster 5'-3'. En la mayoría de los casos es bicatenario, es decir, que está formada por dos cadenas de nucleótidos, aunque en algunos virus es monocatenario. Además, se diferencian distintos niveles de complejidad estructural que son:
La estructura primaria, es la secuencia de nucleótidos de una cadena o hebra.
La estructura secundaria: es la más importante y conocida, por eso la desarrollaré a continuación.
La estructura terciaria, es la fibra de 20 Å retorcida sobre sí misma que forma una superhélice. Este superenrollamiento se produce porque una de las dos cadenas da más vueltas a la derecha que la otra y, por tanto, la tensión aumenta.
Niveles de empaquetamiento:
Primer nivel de empaquetamiento o fibra de cromatina de 100 Å o “collar de perlas”.
Segundo nivel de empaquetamiento o fibra de cromatina de 300 Å o “solenoide”.
Tercer nivel de empaquetamiento o “dominios en forma de bucle”.
Niveles superiores de empaquetamiento.
Estructura secundaria del ADN.
La estructura secundaria es la disposición espacial de las dos cadenas de polidesoxirribonucleótidos que constituyen la molécula de ADN.
Basándose en los descubrimientos realizados con anterioridad por otros científicos, Watson y Crick propusieron el modelo de doble hélice para el ADN. Según el cual:
La molécula de ADN está formada por dos cadenas de polidesoxirribonucleótidos antiparalelas, es decir, que están orientadas en sentido opuesto, una tiene sentido 5'-3' y la otra 3'-5'.
Ambas cadenas son complementarias con respecto a sus bases nitrogenadas que se disponen una frente a la otra, mediante puentes de hidrógeno. El enfrentamiento se da entre las bases complementarias y entre una púrica y otra pirimidínica A=T y G≡C o viceversa. Por tanto, se dice que las cadenas son complementarias.
El enrollamiento de la doble hélice es dextrógiro (derecha) y plectonémico, es decir, está enrollada una sobre la otra y para separarla es necesario hacerlas girar una con respecto a la otra.
ARN (ÁCIDO RIBONUCLEICO)
El ARN está formado por una sola cadena de nucleótidos, cuya estructura primaria es similar a la del ADN, excepto por la sustitución de la desoxirribosa por ribosa y de la timina por uracilo. Por otro lado, hay zonas en las que el ARN es bicatenario que se denominan horquillas o ''lazos de herradura''. Además, las cadenas de ARN son más cortas que las de ADN, tienen un peso molecular más pequeño y pueden localizarse tanto en el núcleo como en el citoplasma. Se diferencian varios tipos de ARN: ARNr, ARNt, ARNm y ARNn.
Ácido ribonucleico mensajero (ARNm)
El ARNm está formado por una sola cadena de ribonucleótidos, que puede llegar a tener hasta 5000. Representa el 5% del total de ARN, es monocatenario y generalmente lineal. Su función es copiar la información genética del ADN (transcripción). Una vez copiada, sale del núcleo a través de los poros de la membrana nuclear y lleva dicha información hasta los ribosomas del citoplasma para que se sinteticen las proteínas.
Ácido ribonucleico de transferencia (ARNt)
El ARNt está formado por una sola cadena de ribonucleótidos que está doblada. En algunas zonas las bases complementarias (A-U, C-G) están enfrentadas y se unen por puentes de hidrógeno presentando estructura secundaria de doble hélice. En estas moléculas se diferencian cuatro zonas en las que las bases están enfrentadas y que se denominan brazos. Y otras tres zonas llamadas bucles o asas con estructura monocatenaria que se sitúan en los extremos de los brazos y en los que no hay enfrentamiento entre las bases. Además, presenta forma de hoja de trébol.
Por último, la función que desempeñan es la de captar aminoácidos en el citoplasma y transportarlos a los ribosomas, colocándolos según indica la secuencia del ARNm para sintetizar las proteínas.
Ácido ribonucleico ribosómico (ARNr)
El ARN ribosómico es el más abundante de todos y representa el 80% del total. Está formado por moléculas de diferentes tamaños constituidas por una sola cadena de ribonucleótidos y en algunas zonas presentan estructura secundaria en doble hélice. Además, estos se asocian con una gran cantidad de proteínas diferentes y forman los ribosomas. Por otro lado, la masa de los ribosomas y del ARNr se suele expresar en unidades Svedberg (S). Las células procariotas tienen ribosomas 70S y las eucariotas de 80S.
Ácido ribonucleico nucleolar (ARNn)
El ARN nucleolar es el componente principal del nucléolo que se origina a partir de diferentes segmentos de ADN. En primer lugar, se forma en el nucléolo un ARN de 45 S que se asocia a proteínas del citoplasma y forma una ribonucleoproteína. Este se divide en tres ARN y se asocia a otro ARN 5S con proteínas y que se ha sintetizado en el nucleoplasma a partir de otro fragmento de ADN. A partir de ellos se forman dos subunidades ribosómicas, una de 40 S y otra de 60 S que atraviesan la membrana nuclear y pasan al citoplasma, donde al llegar un ARNm, se asocian dando lugar a un ribosoma.
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.
No obstante, los ácidos nucleicos también llevan a cabo la función de duplicación o replicación que permite la transmisión de esta información de una generación a otra.
Por fin has llegado al final de esta entrada, espero que hayas aprendido mucho y de regalo puedes ver el esquema de todos los contenidos del tema de los ácidos nucleicos para asentar la información. Además, he incluido una hoja con apuntes y un resumen de las principales ideas extraídas de un video siguiendo el Método Cornell. Os lo recomiendo muchísimo porque te aporta una vista global de la materia y te ayuda a adquirir los contenidos más fácilmente.
¡Nos vemos en la próxima entrada! :-)
Información obtenida del temario y apuntes de clase.
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