Los Ácidos Nucleicos
Estas macromoléculas se llaman así por su carácter ácido y por haber sido originalmente descubiertas en el núcleo de las células en el siglo XIX. En ese periodo se descubrió su papel en la herencia genética. Ellos portan la información hereditaria que coordina y regula el metabolismo celular y determina la secuencia de aminoácidos para constituir las proteínas de cada célula.
Los ácidos nucleicos son moléculas orgánicas compuestas de C, O, H, N y P. Están constituidas por la unión de moléculas más sencillas denominadas nucleótidos, los cuales están formados por tres subunidades:
- Grupo fosfato: Derivado del ácido fosfórico.
- Pentosa: Carbohidrato de cinco átomos de carbono.
- Base nitrogenada.
En los ácidos nucleicos, las pentosas junto con los grupos fosfato tienen una función estructural, mientras que las bases nitrogenadas determinan sus funciones en la codificación de la información hereditaria.
Tipos de bases nitrogenadas
- Purinas: Constituidas por dos anillos formados por nitrógeno y carbono. Pertenecen a este grupo la adenina (A) y la guanina (G).
- Pirimidinas: Tienen un solo anillo de carbono y nitrógeno. Son bases pirimídicas la citosina (C), la timina (T) y el uracilo (U).
Para formar las cadenas o hebras de los ácidos nucleicos, los nucleótidos se unen por medio de enlaces fosfodiéster. El ARN y el ADN tienen funciones y estructuras distintas; sin embargo, la información que cada uno porta está codificada por la secuencia de las bases nitrogenadas que se constituye al unirse linealmente los nucleótidos.
El ADN y su estructura
El ADN se encuentra tanto en células procariotas como eucariotas. En estas últimas se localiza principalmente en el núcleo, pero también se halla en los cloroplastos y las mitocondrias. Su función es servir de almacén de la información genética de los seres vivos y de numerosos virus.
- Pentosa: Desoxirribosa.
- Bases nitrogenadas: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Timina (T).
El ADN está constituido por dos cadenas de polinucleótidos, enrolladas en espiral alrededor de un eje imaginario que forma una doble hélice. Las dos cadenas son siempre complementarias y antiparalelas.
Hitos históricos
- Rosalind Franklin: Obtuvo imágenes del ADN mediante difracción de rayos X.
- Erwin Chargaff: Descubrió las reglas de emparejamiento de las bases nitrogenadas.
- Maurice Wilkins: Contribuyó con estudios de difracción de rayos X.
- James Watson y Francis Crick (1953): Postularon el modelo estructural de la doble hélice, galardonados con el Premio Nobel en 1962.
Replicación del ADN
La duplicación o replicación del ADN es un proceso que origina dos copias idénticas. Es semiconservativo, ya que las dos hebras se separan y sirven de molde.
Etapas de la replicación:
- Inicio: Ruptura de los puentes de hidrógeno. Participan la helicasa (forma la burbuja de replicación) y las ADN girasas (disminuyen la tensión).
- Elongación: Síntesis de nuevas cadenas. La ADN polimerasa une los nucleótidos libres y la ADN ligasa repara discontinuidades y forma enlaces fosfodiéster.
- Terminación: Las hebras se enrollan para formar dos moléculas idénticas.
El ARN
El ARN es un componente de todos los seres vivos y el principal material genético de ciertos virus. Se encuentra en el citoplasma, ribosomas, retículo endoplasmático, mitocondrias, nucléolo y cloroplastos. Su función principal es la interpretación, transmisión y expresión de la información del ADN.
- Pentosa: Ribosa.
- Bases nitrogenadas: Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo (U).
Tipos de ARN
- ARNm (Mensajero): Copia la información del ADN nuclear en codones.
- ARNr (Ribosomal): Parte catalítica de los ribosomas; acelera la formación de enlaces peptídicos.
- ARNt (Transferencia): Transporta los aminoácidos hasta los ribosomas mediante el anticodón.
Transcripción
Es el proceso mediante el cual la información de un gen se transfiere a una molécula de ARN:
- La enzima ARN polimerasa promueve la separación de las dos hebras de ADN.
- La enzima ARN polimerasa orienta la adición de nucleótidos libres complementarios de la cadena de ADN molde.