ÁCIDOS NUCLEICOS

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GENERALIDADES

Esenciales para las funciones celulares.

En toda célula existen dos tipos: ADN (Contiene la información genética de la célula) y el ARN (sistema que traduce la información genética en las proteínas que determina la estructura y la función celular.

Sus unidades básicas se conocen como NUCLEÓTIDOS

REPRESENTACIÓN SIMPLIFICADA DE SU ESTRUCTURA

5' CGTACT 3'

3' GCATGA 5'

HIDRÓLISIS

Pueden hidrolizarse con soluciones ácidas a temperaturas altas o por nucleasas y fosfodiesterasas.

Hay hidrólisis muy selectivas, por ejemplo si el ADN se trat con solución ácida diluida, sólo se rompen los enlaces entre las bases púricas y las pentosas, el producto se conoce como "ADN apurínico".

El ADN puede cortarse en fragmentos específicos con endonucleasas de restricción tipo II

COMPLEJOS NUCLEOPROTEICOS

El ADN interactúa con histonas para formar las unidades nucleoproteicas llamadas nucleosomas.

Entre cada nucleosoma existe una región de ADN con aproximadamente 60 pares de bases. La histona H1 se une a esta región e induce a que los nucleosomas se aproximen y que toda la molécula de ADN adquiera una estructura más compacta.

En las bacterias no se forman nucleosomas.

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NUCLEÓTIDOS

Moléculas formadas por [ácido fosfórico]n + [pentosa]n + [bases nitrogenadas]n unidos covalentemente.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES:

1. La base nitrogenada se une al carbono 1' de la pentosa mediante enlace glucosídico

Bases nitrogenadas:

Son derivadas de la purina y la pirimidina.

CUT --> Pirimidinas

GA --> Purinas

Tienen la propiedad de absorber la luz ultravioleta, lo cual permite identificarlas y cuantificarlas pero que también es la causa principal del efecto mutagénico que tiene esta radiación en los organismos vivos.

2. El ácido fosfórico se une al carbono 5' de la pentosa mediante enlace éster.

Los nucleótidos del ADN se conocen como Deoxirribonucleótidos, la pentosa es una 2'-deoxirribosa y la base nitrogenada una de 4 (adenina, guanina, citosina o timina). Del ARN son Ribonucleótidos, la pentosa es una ribosa y la base nitrogenada puede ser una de 4 (adenina, guanina, citosina o uracilo).

SEGÚN SU FOSFORILACIÓN:

1. Nucleótidos monofosforilados: Del ARN son el AMP, GMP, CMP, UMP. Del ADN son el dAMP, dGMP, dCMP, dTMP.

2. Nucleótidos di y trifosforilados: Son precursores de la síntesis de ADN y ARN

Existen otros nucleótidos que no hacen parte de los ácidos nucleicos: NUCLEÓTIDOS CÍCLICOS, que son intermediarios de vías metabólicas, productos de degradación o moléculas importantes en procesos de regulación.

Otros nucleótidos: Riboflavina, Coenzima A, NAD y el FAD.

Nucleótido ≠ Nucleósido

Los nucleósidos son la unión de una base nitrogenada y una pentosa (sin ácido fosfórico como los nucleótidos).

Los pirimídicos son relativamente estables mientras que los púricos se rompen fácilmente entre la ribosa y la base.

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POLINUCLEÓTIDOS

ADN

Constituido por cadenas de polidesoxirribonucleótidos formados por la unión de dAMP, dGMP, dCMP y dTMP.

Las células procariotas poseen sólo una molécula de ADN. Muchas bacterias tienen además moléculas circulares superenrolladas de ADN llamadas plásmidos, los cuales son determinantes en el desarrollo de la ingeniería genética.

En las células eucariotas, el ADN se localiza en el núcleo unido a histonas (proteínas que forman la cromatina) y protaminas (proteínas que reemplazan a las histonas en la espermatogénesis). Un pequeño % de ADN se encuentra en las mitocondrias (animales) o los cloroplastos (vegetales) utilizados para determinar herencia.

Tanto en las procariotas como en las eucariotas el ADN tiene una estructura muy compacta.

EL ADN EN LAS CÉLULAS HUMANAS SE ENCUENTRA EN 46 CROMOSOMAS

ESTRUCTURA: El modelo de Watson y Crick propone que el ADN está formado por dos cadenas antiparalelas de polidesoxirribonucleótidos, es decir, el extremo 5' de una cadena queda frente al extremo 3' de la otra. Las dos cadenas se unen mediante puentes de H entre las bases nitrogenadas (A con T y G con C). Durante la replicación las cadenas se separan y cada una de ellas sirve de molde para que se sintetice la complementaria.

ADN-Z: Una molécula de ADN puede adoptar las formas A, B ó C dependiendo de concentración de agua y los iones del medio. En 1979 se descubrió una nueva forma tridimensional (ADN-Z) que es importante en la regulación de la sión genética, tiene un diámetro menor (1.8nm=18A) (normal 2,4nm=24A) y 12 pares de base por vuelta de hélice (normal 10 pares)

PROPIEDADES:

VISCOSIDAD: A mayor tamaño del fragmento de ADN. mayor viscosidad.

DESNATURALIZACIÓN: Los puentes de H pueden romperse con un pH elevado, temperaturas elevadas o compuestos como la formamida y el perclorato

RENATURALIZACIÓN: Formación nuevamente de las hélices originales

ARN

Sus moléculas son mucho más pequeñas que las de ADN.

Está constituido por una sola cadena de polinucleótidos pero puede formar estructuras secundarias si se dan las uniones entre las bases capaces de unirse por puentes de H (A con U y C con G)

Se clasifica de acuerdo a su localización: nuclear, nucleolar, mitocondrial o citoplasmático

CLASES DE ARN

​​​​​​​1. ARN RIBOSOMAL (rARN): Es el más abundante y en algunas células representa el 80% del ARN total. Forma parte de los ribosomas, los cuales se encargan de la síntesis de proteínas según la secuencia de nucleótidos presente en el ARN mensajero.

2. ARN DE TRANSFERENCIA (tARN): Transfiere las moléculas de aminoácidos a los ribosomas, para posteriormente ordenarlos a lo largo de la molécula de mARN; estos aminoácidos se unen por medio de enlaces peptídicos para formar proteínas durante el proceso de síntesis de proteínas. Algunos de ellos son específicos paraun mismo aminoácidose les denomina tARN ISOACEPTORES

3. ARN MENSAJERO (mARN): Determina el orden en que se unirán los aminoácidos de una proteína y actúa como plantilla o patrón para la síntesis de ella. El mARN de los procariotas no se modifica después de ser sintetizado, el de los eucariotas sufre 4 modificaciones enzimáticas antes de ser traducido a proteína.