Los Ácidos Nucleicos: Estructura, Funciones y Dogma Central de la Biología | Apuntes de Química

ACIDOS NUCLEICOS: Teoría

La principal función de los ácidos nucleicos es almacenar y transmitir la información

genética.

Los ácidos nucleicos son fundamentales para la vida tal como la conocemos, ya que

son imprescindibles para la síntesis de proteínas y para la transmisión de la

información genética de una generación a otra (herencia). La comprensión de estos

compuestos representó en su momento un enorme salto adelante en la comprensión de

los fundamentos químicos de la vida.

Por eso, la protección del ADN es fundamental para la vida del individuo y de la especie.

Agentes químicos tóxicos (como la radiación ionizante, metales pesados o sustancias

cancerígenas) pueden causar alteraciones en los ácidos nucleicos, y ocasionar

enfermedades que, en ciertos casos, pueden ser transmisibles a las generaciones

venideras.

Son biomoléculas orgánicas formadas por C (Carbonos), H (Hidrógeno), O (Oxígeno), N

(Nitrógeno) y P (Fósforo). Son macromoléculas de elevado peso molecular constituidas por

unas unidades básicas llamadas nucleótidos unidos a través de enlaces fosfodiéster.

Los ácidos nucleicos se dividen en dos tipos, en ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN

(ácido ribo-nucleico) que son macromoléculas formadas por la unión de unidades

llamadas nucleótidos, cada uno se compone de 3 unidades separadas: un azúcar de 5

carbonos, ribosa (en el ARN) desoxiribosa (en el ADN), una base nitrogenada y una

molécula de fosfato.

Estructura de los ácidos nucleicos

Cada molécula de ácido nucleico se compone de la repetición de un tipo de nucleótidos,

compuestos cada uno por:

• Una pentosa (azúcar). Es un monosacárido de cinco carbonos, que puede ser

desoxirribosa o ribosa.

• Una base nitrogenada. Deriva de ciertos compuestos heterocíclicos aromáticos

(purina y pirimidina). Puede ser adenina (A), guanina (G), timina (T), citosina (C) y

uracilo (U).

• Un grupo fosfato. Deriva del ácido fosfórico.

La composición estructural de cada molécula, además, se da en forma helicoidal de

cadena doble (ADN) o de cadena simple (ARN), aunque en el caso de los organismos

procariotas, es común hallar moléculas de ADN circular llamadas plásmidos.

Las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos pertenecen a dos clases químicas:

Nota: el siguiente documento se complementa con el

documento de power point proyectado en clases

Vista previa parcial del texto

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ACIDOS NUCLEICOS: Teoría

La principal función de los ácidos nucleicos es almacenar y transmitir la información genética. Los ácidos nucleicos son fundamentales para la vida tal como la conocemos, ya que son imprescindibles para la síntesis de proteínas y para la transmisión de la información genética de una generación a otra (herencia). La comprensión de estos compuestos representó en su momento un enorme salto adelante en la comprensión de los fundamentos químicos de la vida. Por eso, la protección del ADN es fundamental para la vida del individuo y de la especie. Agentes químicos tóxicos (como la radiación ionizante, metales pesados o sustancias cancerígenas) pueden causar alteraciones en los ácidos nucleicos, y ocasionar enfermedades que, en ciertos casos, pueden ser transmisibles a las generaciones venideras. Son biomoléculas orgánicas formadas por C (Carbonos), H (Hidrógeno), O (Oxígeno), N (Nitrógeno) y P (Fósforo). Son macromoléculas de elevado peso molecular constituidas por unas unidades básicas llamadas nucleótidos unidos a través de enlaces fosfodiéster. Los ácidos nucleicos se dividen en dos tipos, en ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribo-nucleico) que son macromoléculas formadas por la unión de unidades llamadas nucleótidos, cada uno se compone de 3 unidades separadas: un azúcar de 5 carbonos, ribosa (en el ARN) desoxiribosa (en el ADN), una base nitrogenada y una molécula de fosfato. Estructura de los ácidos nucleicos Cada molécula de ácido nucleico se compone de la repetición de un tipo de nucleótidos, compuestos cada uno por:

Una pentosa (azúcar). Es un monosacárido de cinco carbonos, que puede ser desoxirribosa o ribosa.
Una base nitrogenada. Deriva de ciertos compuestos heterocíclicos aromáticos (purina y pirimidina). Puede ser adenina (A), guanina (G), timina (T), citosina (C) y uracilo (U).
Un grupo fosfato. Deriva del ácido fosfórico. La composición estructural de cada molécula, además, se da en forma helicoidal de cadena doble (ADN) o de cadena simple (ARN), aunque en el caso de los organismos procariotas, es común hallar moléculas de ADN circular llamadas plásmidos. Las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos pertenecen a dos clases químicas: Nota: el siguiente documento se complementa con el documento de power point proyectado en clases

La guanina, adenina y citosina se encuentran tanto en el ADN como en el ARN ; la timina se presenta sólo en el ADN, mientras que el uracilo aparece sólo en el ARN. En cada nucleótido, la base nitrogenada se une a un azúcar, la pentosa, por un enlace glucosidico entre el carbono 1 del azúcar y el nitrógeno de la base, ya sea el nitrógeno 1 (bases pirimidínicas) o el nitrógeno 9 (bases púricas). Enlaces glucosídicos Los enlaces glucosídicos en las biomoléculas permiten la formación de oligosacáridos y polisacáridos, los cuales ejercen una gran diversidad de funciones en la naturaleza. Son los enlaces covalentes que se dan entre azúcares (carbohidratos) y otras moléculas, en éstos casos, con las bases nitrogenadas (precisamente, con el N presente en ellas). Enlaces fosfodiéster Un enlace fosfodiéster es un enlace químico que se forma cuando el P, reacciona con un grupo hidroxilo en otras moléculas formando enlaces éster, en éstos casos, con las azucares. Se encuentra en la columna vertebral del ADN y el ARN. Como ya mencionamos, existen dos tipos conocidos de ácido nucleico: ADN y ARN. Dependiendo de su tipo, pueden ser más o menos vastos, más o menos complejos, y pueden presentar diversas formas. Estas macromoléculas están contenidas en todas las células (en el núcleo celular en el caso de los eucariotas, o en el nucleoide en el caso de las procariotas). Incluso agentes infecciosos tan simples como los virus poseen estas macromoléculas estables, voluminosas y primordiales. Se diferencian por:

Sus funciones bioquímicas. Mientras uno sirve de “contenedor” de la información genética, el otro sirve para transcribir sus instrucciones.
Su composición química. Cada uno comprende una molécula de azúcar pentosa (desoxirribosa para el ADN y ribosa para el ARN), y un conjunto de bases nitrogenadas levemente distinto (adenina, guanina, citosina y timina en el ADN; adenina, guanina, citosina y uracilo en el ARN).

ADN

El ADN o ácido desoxirribonucleico se encuentra en el núcleo de las células en el

caso de los eucariontes y en el citoplasma en los procariontes, su función principal

es almacenar la información genética que se transmitirá de generación en

generación, está formado por una doble hélice descubierta en 1953 por James

Watson y Francis Crick.

La doble hélice del ADN tiene dos cadenas antiparalelas de polinucleótidos, cuatro

bases nitrogenadas la adenina, guanina, citosina y timina, y el azúcar desoxirribosa.

Funciones del ADN

Replicación : El ADN es encargado de llevar la información genética, por

tanto debe ser capaz de hacer copias de sí mismo.

Codificación : Una de las funciones más importantes del ADN es la

construcción de las proteínas adecuadas para cada célula.

La capacidad de mutar : Los seres vivos tienen la capacidad de evolucionar

con el tiempo gracias a los cambios genéticos, es por ello que el ADN es

capaz de mutar.

Gestión celular : Envía señales que activan y desactivan la producción de

las proteínas implicadas en cada proceso. Debido que algunas células se

acumulan las proteínas adecuadas para convertirse en células hepáticas, y

otras se convierten en células de la piel, entre otros.

ARN

El ARN o ácido ribonucleico se produce en el nucléolo celular, existen 3 tipos el

mensajero (ARNm), el ribosomal (ARNr) y el de trasferen-

cia (ARNt); todos tienen como función principal participar en la síntesis de

proteínas o proceso mejor conocido como traducción. El ARN posee cuatro

bases nitrogenadas, la adenina, la guanina, la citosina y el uracilo, es de una sola

cadena, posee en su estructura el azücar ribosa, el ARNm se produce en el núcleo

a partir del ADN proceso al que se le conoce con el nombre de transcripción.

Funciones de los tipos de ARN

ARNm : Transporta la información genética de núcleo a los ribosomas donde

se llevará a cabo la síntesis de las proteínas.

ARNr : Forma parte de los ribosomas, que se encargan de sintetizar la

proteína de acuerdo con la secuencia que posea el ARNm y es el encargado

de traducir la información genética a través de codones o tripletes.

ARNt : Los ARNt reconocen los codones de ARNm y transfieren un

determinado aminoácido a las proteínas que se está sintetizando, posee en

el extremo 3′ se encuentra una secuencia de bases que son de fijación para

los aminoácidos y en la porción media posee una secuencia de bases que

son el anticodón.

Dogma central de la biología

A veces, cuando hablamos de la apariencia, las habilidades o comportamientos especiales de las personas, decimos: ‘Está en tus genes’. Es cierto: la información genética contenida en su secuencia de ADN determina muchas cosas sobre usted, como el color de su cabello, la forma de sus ojos, su tipo de sangre e incluso su susceptibilidad a ciertas enfermedades. Pero, ¿alguna vez se preguntó cómo una secuencia particular de nucleótidos, llamada A, C, G y T, puede conducir a características físicas notables? El dogma central de la biología describe precisamente eso. Proporciona el marco básico de cómo fluye la información genética desde una secuencia de ADN hasta un producto dentro de las células. Este proceso de información genética que fluye del ADN al ARN y a la proteína se llama expresión genética. ADN a ADN - REPLICACIÓN o DUPLICACIÓN La replicación del ADN (ácido desoxirribonucleico) consiste en copiar el genoma, es decir, toda la información genética contenida en el ADN de un organismo, para producir dos copias idénticas. ADN a ARN – Transcripción La información de la secuencia de ADN se convierte en ARN en un proceso llamado transcripción , que es el primer paso de la expresión génica, donde un segmento de ADN se copia en ARN. Esto es análogo a copiar notas de un libro de la biblioteca. Es útil recordar que la transcripción y la transcripción provienen de palabras como escriba y script, que tienen que ver con escribir cosas. Primero, la molécula de ADN de doble hebra está parcialmente ‘descomprimida’ y una enzima llamada ARN polimerasa copia literalmente los nucleótidos del gen uno por uno en una molécula de ARN. Al igual que el ADN, el ARN está formado por una secuencia particular de nucleótidos. A diferencia del ADN, el ARN tiene una sola hebra y es una molécula más frágil y temporal dentro de la célula. Muy importante, el ARN es pequeño y puede salir fácilmente del núcleo e ir al citoplasma, donde se producen las proteínas. ARN a proteína – traducción

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ACIDOS NUCLEICOS: Teoría

ADN

El ADN o ácido desoxirribonucleico se encuentra en el núcleo de las células en el

caso de los eucariontes y en el citoplasma en los procariontes, su función principal

es almacenar la información genética que se transmitirá de generación en

generación, está formado por una doble hélice descubierta en 1953 por James

Watson y Francis Crick.

La doble hélice del ADN tiene dos cadenas antiparalelas de polinucleótidos, cuatro

bases nitrogenadas la adenina, guanina, citosina y timina, y el azúcar desoxirribosa.

Funciones del ADN

tanto debe ser capaz de hacer copias de sí mismo.

construcción de las proteínas adecuadas para cada célula.

con el tiempo gracias a los cambios genéticos, es por ello que el ADN es

capaz de mutar.

las proteínas implicadas en cada proceso. Debido que algunas células se

acumulan las proteínas adecuadas para convertirse en células hepáticas, y

otras se convierten en células de la piel, entre otros.

ARN

El ARN o ácido ribonucleico se produce en el nucléolo celular, existen 3 tipos el

mensajero (ARNm), el ribosomal (ARNr) y el de trasferen-

cia (ARNt); todos tienen como función principal participar en la síntesis de

proteínas o proceso mejor conocido como traducción. El ARN posee cuatro

bases nitrogenadas, la adenina, la guanina, la citosina y el uracilo, es de una sola

cadena, posee en su estructura el azücar ribosa, el ARNm se produce en el núcleo

a partir del ADN proceso al que se le conoce con el nombre de transcripción.

Funciones de los tipos de ARN

se llevará a cabo la síntesis de las proteínas.

proteína de acuerdo con la secuencia que posea el ARNm y es el encargado

de traducir la información genética a través de codones o tripletes.

determinado aminoácido a las proteínas que se está sintetizando, posee en

el extremo 3′ se encuentra una secuencia de bases que son de fijación para

los aminoácidos y en la porción media posee una secuencia de bases que

son el anticodón.

Dogma central de la biología