7.6: Ácidos nucleicos

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Los ácidos nucleicos (Figura 7.7) son macromoléculas biológicas que almacenan y transmiten la información genética que los organismos necesitan para reproducir y sintetizar proteínas. Los dos tipos principales de ácidos nucleicos son el ácido desoxirribonucleico, el ADN, que básicamente permanece en su lugar en el núcleo celular de un organismo y el ácido ribonucleico, el ARN, que se escinde del ADN y funciona a lo largo de una célula. Las moléculas de ácidos nucleicos contienen tres tipos básicos de materiales. El primero de ellos es un azúcar simple, 2-desoxi-β-D-ribofuranosa (desoxirribosa) contenida en el ADN y β-D-ribofuranosa (ribosa) contenida en el ARN. El segundo tipo principal de ingrediente consiste en bases que contienen nitrógeno: citosina, adenina y guanina, que se encuentran tanto en el ADN como en el ARN, la timina, que se presenta solo en el ADN, y el uracilo, que se presenta solo en el ARN. El tercer constituyente tanto del ADN como del ARN es el fosfato inorgánico, PO ₄ ^3-. Estos tres tipos de sustancias ocurren como unidades repetitivas llamadas nucleótidos unidos entre sí en cadenas asombrosamente largas en el polímero de ácido nucleico como se muestra en la Figura 7.7.

Figura 7.6. Ubicación de importantes glándulas endocrinas sin conductos que secretan hormonas directamente al torrente sanguíneo del cuerpo humano. Por el contrario, las glándulas exocrinas, incluidas las glándulas sudoríparas, salivales y mamarias, secretan hormonas a través de los conductos. Además de secretar insulina en el torrente sanguíneo, el páncreas también funciona como una glándula canalizada que secreta jugo pancreático hacia el intestino delgado. Este material contiene enzimas digestivas que ayudan a descomponer las moléculas de carbohidratos, proteínas y grasas

La notable manera en que el ADN opera para transmitir información genética y realizar otras funciones esenciales para la vida es el resultado de la estructura de la molécula de ADN. En 1953, James D.Watson y Francis Crick dedujeron que el ADN consistía en dos hebras de material contraenrolladas una alrededor de la otra en una estructura conocida como anα-hélice (Figura 7.8), una notable idea que le valió a Watson y Crick el Premio Nobel en 1962. Estas hebras se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno entre bases nitrogenadas complementarias. Desmontadas, las dos hebras resintetizan hebras complementarias, proceso que ocurre durante la reproducción de las células en organismos vivos. Indirectamente a la síntesis de proteínas, el ADN se desentraña parcialmente y genera una hebra complementaria de material en forma de ARN, que a su vez dirige la síntesis de proteínas en la célula.

Figura 7.7. Unidades básicas de polímeros de ácidos nucleicos. Estas unidades actúan como un código en la dirección de la reproducción y otras actividades de los organismos.

La consideración de los ácidos nucleicos y su función es muy importante en el desarrollo de la química verde. Un aspecto de esta relación es que los peligros de toxicidad de muchas sustancias químicas son el resultado de los posibles efectos de estas sustancias sobre el ADN. Lo más preocupante es la capacidad de algunas sustancias para alterar el ADN y provocar una replicación celular incontrolada característica del cáncer. También es motivo de preocupación la capacidad de algunas sustancias químicas llamadas mutágenos para alterar el ADN de tal manera que se transmiten características indeseables a la descendencia.

Otra consideración importante con el ADN en lo que se refiere a la química verde es la capacidad que ahora tienen los humanos para transferir ADN entre organismos, popularmente llamada ingeniería genética. Un ejemplo importante es el desarrollo de bacterias que tienen el ADN transferido de los humanos para producir insulina humana. Esta tecnología de ADN recombinante se discute con más detalle en el Capítulo 12.