TEMA 5: LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

TEMA 5: LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
1. Características químicas
2. Nucleósidos y Nucleótidos
3. Estructura del ADN
4. Estructura y tipos de ARN
5. Importancia biológica de estos compuestos
1. CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS
Son biomoléculas orgánicas formadas por C, H, O, N y P. Nunca llevan S.
Se forman por la polimerización de nucleótidos, que se unen mediante enlace fosfodiéster
(-O-P-O-).
Se distinguen dos tipos el ADN y el ARN.
2. NUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOS
Los nucleósidos se forman por la unión entre el C 1' de la pentosa y el N 1 de las bases
pirimidínicas o el N9 de las bases púricas. Es un enlace N-Glicosídico. Para nombrarlos se utiliza
el nombre de la base con la terminación osina para las bases púricas y la terminación idina para
las bases pirimidínicas. Se añade el prefijo desoxi para el ADN.
Los nucleótidos se forman por la unión entre el C 5' de la pentosa del nucleósido, con un
grupo -OH de una molécula de ácido fosfórico. El enlace es de tipo éster. Los nucleótidos tienen
un fuerte carácter ácido. Se nombran con la palabra ácido delante del nombre de la base a la que
se le añade la terminación ílico. Se añade el prefijo desoxi para el ADN.
Pueden también nombrarse con el nombre del nucleósido añadiendo 5' fosfato, o
monofosfato.
Existen otros nucleótidos importantes aparte de los que forman los ácidos nucleicos como:
ATP: Función de transporte energético en todos los seres vivos.
NAD+, NADP+ y FAD: Función de transporte de poder reductor en forma de electrones.
AMPc: Función de 2º mensajero dentro de las células.
3. ESTRUCTURA DEL ADN
Es un polímero de desoxirribonucleótidos de A, G, C, y T. La unión de los nucleótidos se
produce entre el -OH de carbono 3' del monosacárido y un -OH del ácido fosfórico del nucleótido
siguiente mediante enlace fosfodiéster.
Su peso molecular es muy elevado, y en las células eucariotas se encuentra unido a
proteínas histonas. En el ADN se pueden diferenciar dos niveles estructurales:
Estructura primaria o de una sola hebra
Es la secuencia de nucleótidos de una sola cadena. Esta secuencia indica la información
genética o mensaje biológico. Cada tres bases forman un triplete o codón que informa para la
síntesis de un aminoácido. El % de bases es el mismo para individuos de la misma especie. Esto
es debido a que las características morfológicas y fisiológicas son similares.
Estructura secundaria o de doble hélice
Fue descubierta por Watson y Crick. Es la disposición en el espacio de dos cadenas de
ADN enfrentadas, unidas mediante puentes de hidrógeno, antiparalelas y complementarias, pero
no idénticas. Los puentes de hidrógeno son dobles entre la A y la T y triples entre la C y la G.
Siempre se cumple que el nº de A = nº de T y que el nº de C = nº de G. Cuantas más bases C y
G haya, mayor será el punto de fusión del ácido nucleico. Este punto de fusión es la temperatura
a la cual se separan las dos hélices.
Por difracción de rayos X se dedujo la siguiente estructura:
El esqueleto pentosa-fosfato queda hacia el exterior y las bases hacia el interior.
Los fosfatos se ionizan dando un fuerte carácter ácido.
Otras formas de ADN de doble hélice son la A y la Z.
Además en las células eucariotas el ADN se une a proteínas histonas que lo empaquetan
formando la cromatina que durante la división celular vuelve a empaquetarse mucho más
formando los cromosomas.
No todos los organismos tienen esta estructura, distinguiéndose los siguientes tipos:
Monocatenarios: lineal en el virus MS2 y circular en el virus φX174.
Bicatenarios: lineal en los eucariotas y virus T2 y circular en bacterias y virus SV40.
4. EL ARN Y SUS TIPOS
El ARN es un polímero de ribonucleótidos de A; C; G y U unidos mediante enlace
fosfodiéster entre el -OH del carbono 3' y el -OH del ácido fosfórico del nucleótido siguiente.
Siempre es monocatenario excepto en los reovirus. En las células se pueden encontrar cuatro
tipos distintos:
ARNt o de transferencia.
Representa el 15% del ARN celular y está formado por una sola hebra con un 70% de
estructura secundaria. Contiene de 70 a 90 nucleótidos, llevando hasta un 10% de nucleótidos
distintos de los normales. Se encuentra libre en el citoplasma. Se distinguen unos 50 tipos. Su
función es la de transporte de aminoácidos libres en el citoplasma hasta los ribosomas.
Tiene forma de trébol, distinguiéndose las siguientes partes:
ARNm o mensajero
Representa el 5%. Solo posee estructura primaria y unos pocos minutos de vida. Actúa
como intermediario en el traslado de la información genética del ADN desde el núcleo al
citoplasma. Se forma a partir del ARNhn (heterogéneo nuclear) por maduración en el núcleo.
ARNr o ribosómico
Es el más abundante, 70%, presenta zonas de doble hélice, aparece en diferentes tamaños
que se identifican por el coeficiente de sedimentación S o Svedberg y se une a proteínas para
formar los ribosomas, que es el orgánulo en donde se produce la traducción del proceso de
síntesis de proteínas.
Se distinguen dos tipos de ribosomas: Los de las células eucariotas con un tamaño de 80S
y los de las células procariotas con un tamaño de 70S.
ARNn o nucleolar
Sólo se encuentra en el nucleolo, presenta gran variedad de tamaños y es el precursor de
los ARNr, excepto el 5S.
Nucleolo
5. IMPORTANCIA BIOLÓGICA DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS
Los ácidos nucleicos realizan dos funciones muy importantes:
1. Almacenamiento de la información genética. La realiza el ADN excepto en algunos virus.
2. Transmisión de la información genética. El ARN se encarga de leer y transcribir la
información a todas las partes de la célula. El ADN se transmite de generación en generación
en el proceso de reproducción.
Las diferencias entre el ADN y el ARN de eucariotas son:
1. Por su composición química:
El ADN lleva desoxirribosa y timina
El ARN lleva ribosa y uracilo
2. Por su localización:
El ADN siempre se encuentra en el núcleo (también en mitocondrias y en cloroplastos)
El ARN tanto en el núcleo como en el citoplasma.
3. Por su función:
El ADN es el portador de la información genética
El ARN recibe la información y ejecuta la síntesis de proteínas.
4. Por su estructura
El ADN tiene un peso molecular elevado y doble cadena.
El ARN tiene un peso molecular pequeño y cadena simple.