CTA: LOS ÁCIDOS NUCLEÍCOS

El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Meischer (1869), el cual trabajando con leucocitos y espermatozoides de salmón, obtuvo una sustancia rica en carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y un porcentaje elevado de fósforo. A esta sustancia se le llamó en un principio nucleína, por encontrarse en el núcleo.

Años más tarde, se fragmentó esta nucleína, y se separó un componente proteico y un grupo prostético. A este último,  por ser ácido, se lo llamó ácido nucleico. En los años ‘30, Kossel comprobó que tenían una estructura bastante compleja. En 1953, James Watson y Francis Crick descubrieron la estructura tridimensional de uno de estos ácidos, concretamente del ácido desoxirribonucleico (ADN).

Los ácidos nucleicos son biopolímeros, producto de la polimerización lineal y con elevado peso molecular. Están formados por otras subunidades estructurales o monómeros, denominados nucleótidos.

¿Qué es un nucleótido?

 

 

 

Azucares:  Una pentosa, que puede ser la D-ribosa en el ARN; o la D-2- desoxirribosa en el ADN

Base Nitrogenada: (compuestos anillados que presentan N y C).
* B. Pirimidinas (anillo sencillo) - Timina- Citocina- Uracilo	* B. Puricas ( anillos dobles) - Adenina- Guanina

Ácido fosfórico ( o grupo fosfato), que en la cadena de ácido nucleico une dos pentosas a través de una unión fosfodiester. Esta unión se hace entre el C-3´de la pentosa, con el C-5´de la segunda.

A la unión de una pentosa con una base nitrogenada se le llama nucleósido. Esta unión se hace mediante un enlace glucosídico. Si la pentosa es una ribosa tenemos Los ribonucleótidos Þ Uracilo - Adenina - Citocina - Guanina Si la pentosa es una desoxirribosa tenemos Los dexoxirribonucleotidos Þ Timina - Adenina - Guanina - Citocina

¿Sabia que …? EL AZT O AZIDOTIMIDINA O ZIDOVUDINA, SE USA PARA COMBATIR EL S.I.D.A. El AZT es una molécula parecida al desoxirribonucleótido de timina y su presencia impide la síntesis del ADN, copia del ARN del retrovirus que provoca el SIDA y así se puede combatir dicha enfermedad.

  

Polinucleótidos ADN y ARN El ADN es una doble cadena de polinucleótidos, unidos por puentes hidrógeno entre las bases nitrogenadas Características: - Complementariedad de bases: por uniones puente hidrógeno Cadena de polinucleótidos, por uniones: 3´-pentosa-5´-fosfato---3´-pentosa-5´fosfato--- . Por tal motivo, cada molécula tiene una orientación definida, por lo que la cadena es 5´-> 3´. La mayoría de las moléculas de ADN poseen dos cadenas antiparalelas ( una 5´-3´y la otra 3´-5´).  - La secuencia de las bases es infinita Forma Helicoidal: debido a la distribución de las cargas   ¿Porqué el ADN es la clave para la vida? Le da instrucciones a la célula para la elaboración de proteínas específicas para su control. Presenta toda la carga de la información genética y hereditaria. Se autoduplica (reproducción). Puede sufrir mutaciones, provocando alteraciones en su secuencia y cambios que se manifiestan en la evolución.

¿Sabia que …? La longitud de la cadena de ADN en: Hombre 2,36 metros Perro 1,89 " Gallo 0,39 " Erizo de Mar 0,57 "

ARN

- Se trata de una sola cadena simple y lineal. (a excepción del ARN bicatenario de los reovirus).

- El azúcar que lo forma es una ribosa

- las bases que intervienen son A-U-G-C

• La secuencia puede ser indefinida y el sentido 5´-3´( igual que en el ADN ).

 

¿De dónde salen los ARN?

Aparecen a partir de un proceso llamado trasncripción.

El ARN es una herramienta indispensable para la formación de las proteínas (síntesis de proteínas), y en base a la masa molecular media de sus cadenas, cuyo valor se deduce de la velocidad de sedimentación [la masa molecular y, por tanto, sus dimensiones, se miden en svedberg (S)], se clasifica en:

• ARNr (ribosomal)
• forma parte de la estructura del ribosoma
• Cada ARNr presenta cadena de diferente tamaño, con estructura secundaria y terciaria

• ARNm (mensajero)
• Cadenas de largo tamaño con estructura primaria.
• Indicador de la secuencia de aminoácidos y el tipo de proteína
• Su vida media es corta

• ARNt (transferencia)
• Son moléculas de pequeño tamaño
• Poseen en algunas zonas estructura secundaria, por lo cual, en las zonas donde no hay bases complementarias adquieren un aspecto de bucles, como una “hoja de  trébol".
• Los plegamientos se llegan a hacer tan complejos que adquieren una estructura terciaria
• Su misión es unir aminoácidos y transportarlos hasta el ARNm para sintetizar proteinas

- Se ubica en el lugar exacto del ARNm mediante  tres bases, a cuyo conjunto se lo denomina anticodón (las complementarias en el ARNm se llaman codón).

 Nucleótidos de gran importancia en la actividad celular:

• ATP Adenosín-tri-Fosfato
• GTP Guadenosin-tri-Fosfato
• NAD Nicotinamida-adenín-dinucleótido
• FAD flavín-adenín-dinucleótido

ATP y GTP Transportadores de energía

NAD y FAD Actúan como coenzimas.

¿Qué otras cosas podemos decir de los ácidos nucleícos?

Podemos decir que aparte de ser los  depositarios de la información genética ,  poseen un papel principal en la síntesis de las  proteínas.

Además son macromoléculas lineales, constituidas por nucleótidos. Los nucleótidos están formados por la unión de una base nitrogenada, una aldopentosa y ácido fosfórico. 

La bases pirimidinas son: Timina, Citosina y Uracilo; las púricas son: Adenina y Guanina. La aldopentosa puede ser D-Ribosa en el RNA o la D-2-Desoxirribosa en DNA. La pentosa se une por un enlace b glicosidico al N1 de las basase púricas y al N1 de las bases púricas al N9 (NUCLEOSIDOS), por esterificación del C5 de la pentosa de un nucleósido con ácido ortofosfórico, se obtiene un NUCLEÓTIDO.

En consecuencia, los ácidos nucleicos son polímeros de nucleótidos, mediante enlaces tipo Ester entre el fosfato fe un nucleótido con el –OH del C3 de la pentosa del otro.

DNA:Las moléculas de DNA alcanzan enormes longitudes en el núcleo celular, por hidrólisis dan nucleótidos compuestos por bases púricas como Adenina y Guanina, y bases pirimidinas como Timina y Citosina. En el DNA existe una relación 1/1 con respecto a las bases púricas y pirimidinas. La Adenina se une a la Timina por 2 puentes de H, y la Citosina se une a la Guanina por 3 puentes de H.. La molécula esta formada por una doble hélice, por 2 cadenas polinucleotidicas enrolladas sobre el mismo eje. La sucesión de desoxirribosa y de fosfatos tendidos entre C5 y C3 de las pentosas forman la hebra continua de cada una de las cadenas. Las bases púricas y pirimidinas se proyectan hacia el interior de la molécula perpendicularmente a eje de la doble hélice. El primer nucleótido de cada una de las cadenas tiene libre el fosfato unido al C5 denominado extremo 5’; el último nucleótido tiene el C3 de su desoxirribosa no esterificado considerándose a éste el fin de la cadena o extremo 3’.

La hélice es dextrógira o sea que se enrolla en el sentido de las agujas del reloj. Las dos cadenas de moléculas de DNA son antiparalelas una en sentido 3’® 5’ y la otra en sentido inverso a ésta.

La secuencia de nucleótidos de la cadena tiene una enorme importancia, porque con la cual se inscribe la información genética.

La doble hélice es muy estable no solo por los puentes H sino también por las interacciones hidrófobas que mantienen las bases aplicadas en el interior de la molécula, como consecuencia del apareamiento de las bases, las dos cadenas no son iguales, sino complementarias.

En DNA de las células eucariotas se encuentra asociado a proteínas de carácter básico llamadas histonas, éste complejo forma la cromatina, que está organizada de manera que la molécula de DNA da dos vueltas sobre un núcleo formando un octámero de histonas. En núcleo de histonas y la superficie de DNA forma un nucleosoma. Los nucleosomas están conectados por un tramo de DNA. Estas estructuras se encuentran extendidas durante la interfase, que al iniciarse la mitosis se empaquetan formando un solenoide de nucleosomas por vuelta. En mitocondrias, bacterias y plásmidos existe DNA circular.

RNA:Es un polinucleótido que posee en su molécula, a diferencia del DNA, ribosa en vez de desoxirribosa, posee Uracilo en vez de Timina, está formada por una sola cadena (monocateriano).Se distinguen 3 ARN:RNAm:se encuentra en el núcleo del citoplasma en el extremo 5’ se une a 7-metil – guanosina trifosfato y en el extremo 3’ tiene un trozo de 100 a 250 unidades de ácido adenílico tomando éste el nombre de cola de poli A.El RNAm se procesa a partir de RNAhtn. 

RNAt:Formado por 75 nucleótidos la molécula tiene la forma de una L, posee tres asas y segmentos en doble hélice, el segmento 5’ está compuesto de un resto de G o C; el extremo 3’ está formado siempre CCA. A éste extremo se le une al aminoácido que el RNAt transporta hacia el lugar de la síntesis proteica. Este RNA posee la forma de un trébol de cuatro hojas, siendo ésta configuración la más estable.

RNAr:Es el grupo protético de las nucleoproteínas que forman los ribosomas. El ribosoma está compuesta por una partícula mayor de 60s, compuesta por 33 moléculas de RNA y 40 proteínas, y una partícula menor de 40s que tiene una molécula de RNA y 30 proteínas. Ambas porciones presentan una configuración irregular y se asocian durante la síntesis proteica. Los conjuntos de varios ribosomas conectados a una molécula de RNAm como cuentas de rosario toma el nombre de polisomas.

Virus:
Se reproducen a expensas de la célula que invaden. Son parásitos obligados. Están formados por ácidos nucleicos rodeados de una capa proteica, ésta cubierta se denomina cápside o capsómeros. El interior de la cápside se encuentra DNA o RNA, o uno u otro NUNCA LOS DOS JUNTOS. Los virus que poseen RNA tienen una enzima que es la transcriptaza inversa, éstos virus son denominados retrovirus (VIH).

Nucleotidos libres:
El más abundante y principal es el adenosin trifosfato (ATP) que es la moneda energética de los seres vivos. Hay nucleótidos difosfatados como el UDP, CDP y PAPS que cumplen funciones de transferencia de moléculas utilizada en proceso de síntesis, otros nucleótidos forman parte de coenzimas. Los nucleótidos AMP – 3’, 5’ -CICLICO y GMP – 3’, 5’ –CICLICO tiene la función de mensajeros químicos en las células, éstos se generan por acción de algunas hormonas o neurotransmisores.

Compartido por :   Ing. Jorge Luis Vega Soto