Ácidos Nucleicos
Los ácidos nucleicos juegan un papel muy importante en los seres vivos codificando la información genética y administrando su expresión. Su nombre proviene del hecho de que fueron descubiertos en el núcleo de las células eucariontas y que tienen naturaleza ácida. Existen dos tipos de ácidos nucleicos, el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN), del cual se conocen tres formas, la forma de mensajero (mARN), la forma de transferencia (tRNA) y la forma que se encuentra en los ribosomas, ribosomal (rRNA).
Segmento de una molécula de ADN
El ADN se encarga exclusivamente de codificar la información genética y con ello de "guardarla" y transmitirla a las siguientes generaciones. Cuando se presenta una mutación en el ADN, ésta será heredada a las células hijas o al organismo hijo si la mutación se halla en las células reproductoras. Por otro lado, el ARN en sus tres formas se encarga de administrar la expresión de ésta información hasta la síntesis de proteínas. Si se presenta una mutación en el ARN no será demasiado grave, ya que la vida media del ARN en muy corta, comparada con la de ADN, y por lo tanto esa mutación sólo afectará por un breve periodo de tiempo a la célula.
Todos los ácidos nucleicos están formados por unidades más pequeñas llamadas nucleótidos, que a su vez están compuestos por un grupo funcional fosfato, una azúcar y una base nitrogenada. El ADN y el ARN se diferencian entre sí por el tipo de azúcar que contienen y por una de las bases nitronegadas.
Además de estas bases nitrogenadas, en los tRNA existes las denominadas "bases modificadas" o derivadas, como la pseudouridina, la dihidrouridina, timidina, entre otros.
Por su parte, los nucleótidos son nucleósidos fosfatados, es decir, que tienen al menos un grupo fosfato ubicado siempre en el carbono 5. Existen nucleótidos mono-fosfatados, di-fosfatados y tri-fosfatados, cada uno de estos tipos desempeña un papel importante dentro de la bioquímica de la célula. La forma química usada para sintetizar ácidos nucleicos es en forma de trifosfatos, por ejemplo el trifosfato de adenosina o ATP (También llamado Adenosina trifosfato). Los otros nucleótidos serían los trifosfatos de timidina, guanosina, citidina y uridina respectivamente.
La numeración de los carbonos de la azúcar es importante para la nomenclatura y descripción de los ácidos nucleicos. En el carbono 1 de la ribosa (y de la desoxiribosa) se encuentra unida la base nitrogenada, en el carbono 2 de la ribosa se halla un grupo funcional hidroxilo, que está ausente en la desoxiribosa. En el carbono 3 se encuentra el grupo -OH que participará en la polimerización de más nucleótidos y en el carbono 5 se halla el grupo funcional fosfato, que también participará en la unión con más nucleótidos.
La unión de unos pocos nucleótidos da origen a los oligo-nucleótidos, mientras que la unión de varios de ellos origina a los poli-nucleótidos. No existe un número que defina el límite entre oligo- y poli- nucleótido, pero estaría al rededor de unos 15 o 20. Las macromoléculas de ácidos nucleicos tienen varias decenas, incluso miles o millones de nucleótidos, ya sea formando ARN o ADN.
Los polímeros de ácidos nucleicos se representan con las letras de la base nitrogenada que contienen, por ejemplo, el tetranucleótido formado por una adenina, una citosina, una guanina, y una adenina se representará como A-C-G-A, o bien simplemente como ACGA. Recordemos que hay una dirección de polimerización, de tal forma que el grupo fosfato libre se halla al principio y el grupo hidroxilo se halla al final: pACGA(-OH). Otra forma de representarlo sería como 5'ACGA3' indicando los carbonos del azúcar. Ya que la dirección de polimerización indica la dirección de crecimiento del polímero, se toma como convención la dirección 5' -> 3' de tal forma que no se suelen representar los números de los átomos de carbono del azúcar o la posición de los grupos funcionales fosfato e hidroxilo a menos que sea imprescindible.
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Segmento de una molécula de ADN
El ADN se encarga exclusivamente de codificar la información genética y con ello de "guardarla" y transmitirla a las siguientes generaciones. Cuando se presenta una mutación en el ADN, ésta será heredada a las células hijas o al organismo hijo si la mutación se halla en las células reproductoras. Por otro lado, el ARN en sus tres formas se encarga de administrar la expresión de ésta información hasta la síntesis de proteínas. Si se presenta una mutación en el ARN no será demasiado grave, ya que la vida media del ARN en muy corta, comparada con la de ADN, y por lo tanto esa mutación sólo afectará por un breve periodo de tiempo a la célula.
Todos los ácidos nucleicos están formados por unidades más pequeñas llamadas nucleótidos, que a su vez están compuestos por un grupo funcional fosfato, una azúcar y una base nitrogenada. El ADN y el ARN se diferencian entre sí por el tipo de azúcar que contienen y por una de las bases nitronegadas.
BASES NITROGENADAS
Las bases nitrogenadas presentes en los ácidos nucleicos son de 5 tipos: Adenina (A), Timina (T), Citosina (C), Guanina (G) y Uracilo (U). Son compuestos cíclicos derivados de la Pirimidina (U, T, C) o de la Purina (A, G). En el ADN tenemos a las bases A, T, C y G, mientras que en el ARN tenemos a A, U, C y G.
Además de estas bases nitrogenadas, en los tRNA existes las denominadas "bases modificadas" o derivadas, como la pseudouridina, la dihidrouridina, timidina, entre otros.
NUCLEÓSIDOS Y NUCLEÓTIDOS
Los nucleósidos suelen formar parte de cofactores como en NAD o FAD, u otras moléculas que no forman parte directa del RNA o DNA. Son la unión de una base nitrogenada con una azúcar pentosa en forma de furano, es decir, con estructura en forma de pentágono. Existen dos tipos de azúcares presentes en los ácidos nucleicos: la ribosa (presente en el RNA) y la desoxiribosa (presente en el ADN) que difieren entre sí por la posición de un grupo hidroxilo (-OH) en el carbono 2.
Por su parte, los nucleótidos son nucleósidos fosfatados, es decir, que tienen al menos un grupo fosfato ubicado siempre en el carbono 5. Existen nucleótidos mono-fosfatados, di-fosfatados y tri-fosfatados, cada uno de estos tipos desempeña un papel importante dentro de la bioquímica de la célula. La forma química usada para sintetizar ácidos nucleicos es en forma de trifosfatos, por ejemplo el trifosfato de adenosina o ATP (También llamado Adenosina trifosfato). Los otros nucleótidos serían los trifosfatos de timidina, guanosina, citidina y uridina respectivamente.
La numeración de los carbonos de la azúcar es importante para la nomenclatura y descripción de los ácidos nucleicos. En el carbono 1 de la ribosa (y de la desoxiribosa) se encuentra unida la base nitrogenada, en el carbono 2 de la ribosa se halla un grupo funcional hidroxilo, que está ausente en la desoxiribosa. En el carbono 3 se encuentra el grupo -OH que participará en la polimerización de más nucleótidos y en el carbono 5 se halla el grupo funcional fosfato, que también participará en la unión con más nucleótidos.
OLIGONUCLEÓTIDOS, POLINUCLEÓTIDOS Y MACROMOLÉCULAS
Un nucleótido puede unirse a otro a través de su grupo fosfato, reaccionando con el grupo -OH del carbono 3 del otro nucleótido. De está forma, en el dinucleótido que se ha formado, el primer nucleótido queda con el grupo fosfato del carbono 5 libre, mientras que el segundo nucleótido queda con su grupo -OH del tercer carbono libre. Si un tercer nucleótido ha de unirse, usará su grupo fosfato y se unirá al grupo -OH libre del segundo nucleótido. En otras palabras, la polimerización de nucleótidos tiene un sentido: siempre se unirán nucleótidos al grupo -OH del carbono 3 del azúcar. Esto genera una dirección de polimerización que denominamos dirección 5' -> 3' (Se lee "dirección cinco prima a tres prima"), debido al grupo funcional unido al Carbono 5 (fosfato) y al carbono 3 (hidroxilo) del azúcar.La unión de unos pocos nucleótidos da origen a los oligo-nucleótidos, mientras que la unión de varios de ellos origina a los poli-nucleótidos. No existe un número que defina el límite entre oligo- y poli- nucleótido, pero estaría al rededor de unos 15 o 20. Las macromoléculas de ácidos nucleicos tienen varias decenas, incluso miles o millones de nucleótidos, ya sea formando ARN o ADN.
Los polímeros de ácidos nucleicos se representan con las letras de la base nitrogenada que contienen, por ejemplo, el tetranucleótido formado por una adenina, una citosina, una guanina, y una adenina se representará como A-C-G-A, o bien simplemente como ACGA. Recordemos que hay una dirección de polimerización, de tal forma que el grupo fosfato libre se halla al principio y el grupo hidroxilo se halla al final: pACGA(-OH). Otra forma de representarlo sería como 5'ACGA3' indicando los carbonos del azúcar. Ya que la dirección de polimerización indica la dirección de crecimiento del polímero, se toma como convención la dirección 5' -> 3' de tal forma que no se suelen representar los números de los átomos de carbono del azúcar o la posición de los grupos funcionales fosfato e hidroxilo a menos que sea imprescindible.
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