ÁCIDOS NUCLEICOS

UNIDAD 5. - LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

1. ASPECTOS GENERALES

Los ácidos nucleicos son componentes orgánicos  macromoleculares de la materia viva, de reacción ácida.

Se localizan  en el núcleo de la célula,  y en orgánulos como,cloroplastos y mitocondrias, en el citoplasma 

Cuando se conoció que la función hereditaria se encontraba en el núcleo celular se dudaba cual era el componente 
químico responsable de ella: las proteínas o los ácidos nucleicos. En 1944  Avery,  McLeod  y  McCarty,  en  sus  
experimentos con en  neumococos identificaron al ADN como el responsable de la herencia.

2. COMPONENTES 

Los ácidos nucleicos están formados siempre por ácido fosfórico (H₃PO₄) y dos tipos de componentes orgánicos:

1.Bases nitrogenadas. Son compuestos orgánicos que contienen nitrógeno, derivados de la purina y la pirimidina:

·   Púricas: derivan de la purina.
 En los ácidos nucleicos aparecen la ADENINA y la GUANINA.

·   Pirimidínicas: derivan de la pirimidina. 

En los ácidos nucleicos aparecen la TIMINA, la CITOSINA y la URACILO.

 2. Azúcar: los monosacáridos que aparecen en los ácidos nucleicos son pentosas:

·   RIBOSA en los ARN.

·   DESOXIRRIBOSA en los ADN

3. LOS MONÓMEROS: NUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOS

Los ácidos nucleicos son macromoléculas, es decir, compuestos en los cuales se presenta polimerización.

Los monómeros que constituirán las cadenas son los NUCLÉOTIDOS, resultado de la unión del ácido fosfórico con un


NUCLEÓSIDO formado por base  +  azúcar, como sigue:
Adenina + D-ribosa = ADENOSINA
Adenina + D-desoxirribosa = DESOXIADENOSINA
Guanina + D-ribosa = GUANOSINA
Guanina + D-desoxirribosa = DESOXIGUANOSINA
Citosina + D-ribosa = CITIDINA
Citosina + D-desoxirribosa = DESOXICITIDINA
Timina + D-ribosa =TIMIDINA
Timina + D-desoxirribosa =DESOXITIMIDINA
Uracilo + D-ribosa = URIDINA
Uracilo + D-desoxirribosa = DESOXIURIDINA

 Respecto a los monómeros de los ácidos nucleicos, los nucleótidos, sólo se encuentran mononucleótidos, si bien en la

Naturaleza hay otros con importantes funciones biológicas, los  nucleótidos no  nucleicos como el ATP y el GTP.

4. ADN 

Watson  y  Crick,  en  colarboración  con  Wilkins,  establecieron,  el  modelo  de  estructura  del  ADN,  en

forma de doble hélice, que sigue siendo aceptado actualmente. 

Se basaron en los siguientes datos experimentales:
·   Difracción de rayos X.
·   Las proporciones de las bases obtenidas por Chargaff para ADN de distintos orígenes. De ellas se deduce que en
las muestras de ADN siempre existe la misma cantidad de Adenina (A) que de Timina (T), y   la misma cantidad de
Citosina  (C)  que  de  Guanina  (G).  Siempre  que  en  una  cadena  haya  A,  en  la  otra  habrá  una  T,  que  es  su
complementaria; lo mismo ocurre con la C, que se enfrenta siempre a la G. La complementariedad entre las bases
se  manifiesta  mediante  enlaces  de  hidrógeno entre  sus  grupos  polares.  Así,  entre  la  A  y  la  T  se  establecen  dos enlaces de hidrógeno y entre la G y la C tres enlaces de hidrógeno.

La estructura del ADN de doble cadena, basada en el modelo de Watson y Crick  es la que sigue:

Estructura primaria.

Las cadenas polinucleotídicas se forman por la unión de desoxirribonucleótidos por esterificación entre el ácido fosfórico  en  posición  5’  de  un  nucleótido  con  el  –OH  en  posición  3’  del  siguiente  nucleótido.  
De  esta  manera,  se produce una cadena polinucleotídica por el encadenamiento de nucleótidos en posiciones 
5’ – 3’, y cada molécula de ácido fosfórico forma un enlace fosfodiéster entre dos nucleótidos de desoxirribosa.
Las  bases  nitrogenadas  se  disponen  a  lo  largo  de  la  cadena  fosfato-desoxirribosa  constituyendo  la  secuencia
característica de cada ADN.

Estructura secundaria.

Dos cadenas se unen por enfrentamiento de sus bases complementarias y adoptan una estructura helicoidales estabilizada por puentes de hidrógeno:

·   El ADN es una molécula larga y rígida, no plegada como las proteínas.

.   Las cadenas son antiparalelas: una secuencia en dirección 5’ – 3’ y la otra en dirección 3’ – 5’.
·   El enrollamiento entre las dos cadenas de la doble hélice es dextrógiro, hacia la derecha y como si tuvieran trenzadas.
·   Las secuencias de bases son complementarias, con apareamientos A = T y G ≡ C.


Estructura terciaria.

1. Estructura de “collar de perlas” : Es la asociación de la doble hélice del ADN con proteínas nucleares, histonas en celulas somáticas.

2. Estructura cristalina: El ADN con proteínas nucleares,  protaminas en celulas somáticas.

Como en los espermatozoides.

 TIPOS DE ADN

Según su estructura se distinguen los siguientes tipos de ADN:

- Monocatenarios o de una cadena; por ejemplo algunos virus.

- Bicatenarios, con dos hebras o cadenas :el resto de  los virus, las bacterias y los eucariotas.

A su vez, y en ambos casos, el ADN puede ser:

- Lineal, como los cromosomas.
- Circular, en las mitocondrias, cloroplastos, bacterias...

FUNCIÓN BIOLÓGICA DEL ADN

El  ADN  es  el  “almacén”  de  la  información  genética  y   encargada  de  transmitir  a  la  descendencia  las instrucciones necesarias para construir todas  las  proteínas presentes en un ser vivo. Para ello tiene la capacidad de
realizar copias de sí mismo mediante un mecanismo, la replicación, que se basa en la complementariedad de las dos
cadenas del ADN.


EL ADN EN LAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS Y EUCARIÓTICAS

En ambos tipos celulares, el ADN puede adoptar diversas formas y niveles de complejidad. En  procariotas,  existe  una  molécula  de  ADN  circular,  que  recibe  el  nombre  de  cromosoma  bacteriano.  A veces contiene otras moléculas circulares más pequeñas llamadas plásmidos.
En eucariotas, el ADN se presenta como largas moléculas lineales asociadas a proteínas en el interior del núcleo.
En  las  mitocondrias  y cloroplastos también hay ADN.