3.4: Ácidos nucleicos
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Los ácidos nucleicos son macromoléculas clave en la continuidad de la vida. Llevan el plano genético de una célula y llevan instrucciones para el funcionamiento de la célula. Los dos tipos principales de ácidos nucleicos son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). El ADN es el material genético que se encuentra en todos los organismos vivos, desde bacterias unicelulares hasta mamíferos multicelulares. El otro tipo de ácido nucleico, el ARN, está principalmente involucrado en la síntesis de proteínas. Las moléculas de ADN nunca abandonan el núcleo, sino que utilizan un intermediario de ARN para comunicarse con el resto de la célula. Otros tipos de ARN también están involucrados en la síntesis de proteínas y su regulación. Estaremos entrando en más detalles sobre los ácidos nucleicos en una sección posterior.
El ADN y el ARN están formados por monómeros conocidos como nucleótidos conectados entre sí en una cadena con enlaces covalentes. Cada nucleótido se compone de tres componentes: una base nitrogenada, azúcar de cinco carbonos y un grupo fosfato (Figura\(\PageIndex{1}\)). La base nitrogenada en un nucleótido está unida a la molécula de azúcar, la cual está unida al grupo fosfato.
Las bases nitrogenadas, componentes importantes de los nucleótidos, son moléculas orgánicas y se llaman así porque contienen carbono y nitrógeno. Son bases porque contienen un grupo amino que tiene el potencial de unirse a un hidrógeno extra, y así, disminuye la concentración de iones hidrógeno en su entorno, haciéndolo más básico. Cada nucleótido en el ADN contiene una de las cuatro bases nitrogenadas posibles: adenina (A), guanina (G) citosina (C) y timina (T). El ARN contiene la base uracilo (U) en lugar de timina. El orden de las bases en un ácido nucleico determina la información que lleva la molécula de ADN o ARN. Esto se debe a que el orden de las bases en un gen de ADN determina el orden en que los aminoácidos se ensamblarán juntos para formar una proteína.
El azúcar pentosa en el ADN es desoxirribosa, y en el ARN, el azúcar es ribosa (Figura\(\PageIndex{1}\)). La diferencia entre los azúcares es la presencia del grupo hidroxilo en el segundo carbono de la ribosa e hidrógeno en el segundo carbono de la desoxirribosa. Los átomos de carbono de la molécula de azúcar están numerados como 1′, 2′, 3′, 4′ y 5′ (1′ se lee como “un primo”). El residuo fosfato se une al grupo hidroxilo del carbono 5' de un azúcar y al grupo hidroxilo del carbono 3' del azúcar del siguiente nucleótido, el cual forma un enlace fosfodiéster 5′-3′ (un tipo específico de enlace covalente). Un polinucleótido puede tener miles de tales enlaces fosfodiéster.
Estructura de doble hélice de ADN
El ADN tiene una estructura de doble hélice (Figura\(\PageIndex{2}\)). Se compone de dos cadenas, o cadenas, de nucleótidos. La doble hélice del ADN a menudo se compara con una escalera retorcida. Las hebras (las partes externas de la escalera) se forman uniendo los fosfatos y azúcares de nucleótidos adyacentes con fuertes enlaces químicos, llamados enlaces covalentes. Los peldaños de la escalera retorcida están formados por las dos bases unidas entre sí con un enlace químico débil, llamado enlace de hidrógeno. Dos bases unidas por hidrógeno entre sí se llama un par de bases. La escalera se retuerce a lo largo de su longitud, de ahí la descripción de “doble hélice”, que significa una doble espiral.
Los grupos alternos de azúcar y fosfato se encuentran en el exterior de cada cadena, formando la columna vertebral del ADN. Las bases nitrogenadas se apilan en el interior, como los escalones de una escalera, y estas bases se emparejan; los pares están unidos entre sí por enlaces de hidrógeno. Las bases se emparejan de tal manera que la distancia entre las cadenas principales de las dos cadenas es la misma a lo largo de la molécula.
¿Cómo determina la función la estructura del ácido nucleico?
La función principal tanto del ADN como del ARN es almacenar y transportar información genética. El orden específico de los nucleótidos en la molécula de ADN o ARN es lo que determina la información genética que lleva. Se puede pensar en ello como letras en un libro — si se cambiara el orden de las letras, el libro ya no contendría la misma (o correcta) información.
Referencias
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OpenStax, Biología. OpenStax CNX. 27 de mayo de 2016. https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10...and-Sequencing