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Acido nucleído
Los acidos
nucleicos son macromoléculas, polímeros formados
por la repetición
de monómeros llamados nucleótidos, unidos
mediante enlaces fosfodiéster. Se forman, así, largas
cadenas o polinucleótidos, lo que hace que algunas de estas
moléculas lleguen a alcanzar tamaños
gigantes (de millones de nucleótidos de largo).
El descubrimiento de los acidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher,
quien en el año 1869 aisló de los núcleos de las
células una sustancia acida a la que
llamónucleína, nombre que posteriormente se cambió a
acido nucleico.
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Tipos de acidos nucleicos
Existen dos tipos de acidos
nucleídos: ADN (acido desoxirribonucleico)
y ARN (acido ribonucleico), que se diferencian:
* por el glúcido (pentosa) que contienen:
la desoxirribosa en el ADN y la ribosa en el ARN;
* por las bases nitrogenadas que
contienen: adenina, guanina, citosina y timina, en el
ADN; adenina, guanina, citosina y uracilo, en el ARN;
* en los organismos eucariotas, la estructura del ADN es de doble cadena,
mientras que la estructura del ARN es monocatenaria, aunque puede presentarse
en forma extendida, como el ARNm, o en forma plegada, como
el ARNt y el ARNr, y
* en la masa molecular: la del ADN es generalmente mayor que la del
ARN.-------- ----- ------ ----- ----- ------
Nucleósidos y nucleótidos
Las unidades que forman los acidos nucleicos son los nucleótidos.
Cada nucleótido es una molécula compuesta por la unión de
tres unidades: un monosacarido de
cinco carbonos (una pentosa, ribosa en
el ARNy desoxirribosa en el ADN), una base
nitrogenada purínica (adenina, guanina) o pirimidínica
(citosina, timina o uracilo) y uno o varios grupos fosfato
(acido fosfórico). Tanto la base nitrogenada como los grupos
fosfato estan unidos a la pentosa.
La unión formada por la pentosa y la base nitrogenada se
denomina nucleósido. Cuando lleva unido una unidad de fosfato al
carbono 5' de la ribosa o desoxirribosa y dicho fosfato sirve de enlace entre
nucleótidos, uniéndose al carbono 3' del siguiente
nucleótido; se denomina nucleótido-monofosfato (como el AMP)
cuando hay un solo grupo fosfato, nucleótido-difosfato (como el ADP)
si lleva dos y nucleótido-trifosfato (como el ATP) si lleva tres.
Listado de las bases nitrogenadas
Las bases nitrogenadas conocidas son:
* Adenina, Presente En ADN Y ARN
* Guanina, Presente En ADN Y ARN
* Citosina, Presente En ADN Y ARN
* Timina, Exclusiva Del ADN
* Uracilo, Exclusiva Del ARN.
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ADN
El ADN es bicatenario, esta constituido por dos cadenas
polinucleotídicas unidas entre sí en toda sulongitud. Esta
doble cadena puede disponerse en forma lineal (ADN del núcleo de
las células eucarióticas) o en forma circular (ADN de
las células procarióticas, así como de
las mitocondrias y cloroplastos eucarióticos). La
molécula de ADN porta la información necesaria para el desarrollo
de las características biológicas de un
individuo y contiene los mensajes e instrucciones para que las células
realicen sus funciones. Dependiendo de la composición del
ADN (refiriéndose a composición como la secuencia particular de bases), puede
desnaturalizarse o romperse los puentes de hidrógenos entre bases
pasando a ADN de cadena simple o ADNsc abreviadamente.
Excepcionalmente, el ADN de algunos virus es monocatenario, es
decir, esta formado por un solo
polinucleótido, sin cadena complementaria.
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ARN
El ARN difiere del ADN en que la pentosa de los
nucleótidos constituyentes es ribosa en lugar de desoxirribosa, y en
que, en lugar de las cuatro bases A, G, C, T, aparece A, G, C, U (es decir,
uracilo en lugar de timina). Las cadenas de ARN son mas cortas que las
de ADN, aunque dicha característica es debido a consideraciones de
caracter biológico, ya que no existe limitación
química para formar cadenas de ARN tan largas como de ADN, al ser
el enlace fosfodiéster químicamente idéntico. El ARN
esta constituido casi siempre por una única cadena
(esmonocatenario), aunque en ciertas situaciones, como en los ARNt y
ARNr puede formar estructuras plegadas complejas.
Mientras que el ADN contiene la información, el ARN expresa dicha
información, pasando de una secuencia lineal de nucleótidos, a
una secuencia lineal de aminoacidos en una proteína. Para expresar dicha información, se necesitan
varias etapas y, en consecuencia, existen varios tipos de ARN:
* El ARN mensajero se sintetiza en el núcleo de la
célula, y su secuencia de bases es complementaria de un
fragmento de una de las cadenas de ADN. Actúa como intermediario
en el traslado de la información genética desde el núcleo
hasta el citoplasma. Poco después de su síntesis sale del núcleo a
través de los poros nucleares asociandose a los ribosomas donde
actúa como
matriz o molde que ordena los aminoacidos en la cadena proteica. Su vida
es muy corta: una vez cumplida su misión, se destruye.
* El ARN de transferencia existe en forma de
moléculas relativamente pequeñas. La única hebra de
la que consta la molécula puede llegar a presentar zonas de estructura
secundaria gracias a los enlaces por puente de hidrógeno que se forman
entre bases complementarias, lo que da lugar a que se formen una serie de brazos, bucles o asas. Su función es la de captar
aminoacidos en el citoplasma uniéndose a ellos y
transportandolos hasta los ribosomas, colocandolos en el lugar
adecuado queindica la secuencia de nucleótidos del
ARN mensajero para llegar a la síntesis de una cadena
polipeptídica determinada y por lo tanto, a la síntesis de una
proteína.
* El ARN ribosómico es el mas abundante (80 por ciento del
total del ARN), se encuentra en los ribosomas y forma parte de ellos, aunque
también existen proteínas ribosómicas. El ARN
ribosómico recién sintetizado es empaquetado inmediatamente con
proteínas ribosómicas, dando lugar a las subunidades del
ribosoma.
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Acidos nucleicos artificiales
Existen, aparte de los naturales, algunos acidos nucleicos no presentes
en la naturaleza, sintetizados en el laboratorio.
* Acido nucleico peptídico, donde el esqueleto de fosfato-(desoxi)ribosa ha sido sustituido por 2-(N-aminoetil)glicina, unida
por un enlace peptídico clasico. Las
bases púricas y pirimidínicas se unen al esqueleto por el carbono
carbonílico. Al carecer de un esqueleto
cargado (el ión fosfato lleva una carga negativa a pH fisiológico
en el ADN/ARN), se une con mas fuerza a una cadena complementaria de ADN
monocatenario, al no existir repulsión electrostatica. La fuerza
de interacción crece cuando se forma un ANP
bicatenario. Este acido nucleico, al no ser reconocido
por algunos enzimas debido a su diferente estructura, resiste la
acciónde nucleasas y proteasas.
* Morfolino y acido nucleico bloqueado (LNA, en
inglés). El morfolino es un derivado de un
acido nucleico natural, con la diferencia de que usa un anillo de morfolina en vez del azúcar,
conservando el enlace fosfodiéster y la base nitrogenada de los
acidos nucleicos naturales. Se usan con fines de investigación,
generalmente en forma de oligómeros de 25 nucleótidos. Se usan
para hacer genética inversa, ya que son capaces de unirse
complementariamente a pre-ARNm, con lo que se evita su posterior recorte y
procesamiento. También tienen un uso
farmacéutico, y pueden actuar contra bacterias y virus o para tratar
enfermedades genéticas al impedir la traducción de un determinado
ARNm.
* Acido nucleico glicólico. Es un
acido nucleico artificial donde se sustituye la ribosa por glicerol,
conservando la base y el enlace fosfodiéster. No existe en la
naturaleza. Puede unirse complementariamente al ADN y al ARN,
y sorprendentemente, lo hace de forma mas estable. Es la forma
químicamente mas simple de un
acido nucleico y se especula con que haya sido el precursor ancestral de
los actuales acidos nucleicos.
* Acido nucleico treósico. Se diferencia de los acidos
nucleicos naturales en el azúcar del esqueleto, que en este caso es
una treosa. Se han sintetizado cadenas
híbridas ATN-ADN usando ADN polimerasas. Se une complementariamente
al ARN, y podría haber sido su precursor.
