Los ácidos nucleicos son grandes moléculas constituidas por la unión de monómeros, llamados nucleótidos. Los ácidos nucleicos son el ADN y el ARN.
1.- Nucleótidos
Los nucleótidos son moléculas que se pueden presentar libres en la Naturaleza o polimerizadas, formando ácidos nucleicos. También pueden formar parte de otras moléculas que no son ácidos nucleicos, como moléculas portadoras de energía (ATP) o coenzimas.
Los nucleótidos se forman por la unión de una base nitrogenada y una pentosa mediante un enlace N-glucosídico, y uno o más ácidos fosfóricos por enlace éster.
Las bases nitrogenadas pueden ser Púricas o Pirimidínicas.
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Las pentosas pueden ser ribosa, que forma nucleótidos libres y los nucleótidos componentes del ARN, y desoxirribosa, que forma los nucleótidos componentes del ADN. Los carbonos que constituyen las pentosas se renumeran, denominándolos con números prima (5' por ejemplo), para no confundirlos en nomenclatura con los carbonos de la base nitrogenada.
La nomenclatura de los nucleótidos se hace en base a las bases nitrogenadas que los forman, seguidos del número de fosfatos que contengan:
- Adenosin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Adenina.
- Guanosin, (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Guanina.
- Citidin (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Citosina.
- Timidin (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Timina.
- Uridin (mono, di o tri fosfato), para la base nitrogenada Uracilo. Además, llevan el prefijo desoxi-, en el caso de estar formadas por la pentosa desoxirribosa.
Esquema de un nucleótido (en este caso Adenosin-5´- monofosfato o AMP)
18.- Define base nitrogenada, nucleósido y nucleótido.
19.- ¿Cómo se unen los nucleótidos para formar el ácido nucleico?
2.-EL ADN
El ADN es el Ácido DesoxirriboNucleico. Es el tipo de molécula más compleja que se conoce. Su secuencia de nucleótidos contiene la información necesaria para poder controlar el metabolismo de un ser vivo. El ADN es el lugar donde reside la información genética de un ser vivo.
El estudio de su estructura se puede hacer a varios niveles, apareciendo estructuras, primaria, secundaria, terciaria, cuaternaria y niveles de empaquetamiento superiores.
2.1.-Estructura primaria
El ADN está compuesto por una secuencia de nucleótidos formados por desoxirribosa. Las bases nitrogenadas que se hallan formando los nucleótidos de ADN son Adenina, Guanina, Citosina y Timina. No aparece Uracilo. Los nucleótidos se unen entre sí mediante el grupo fosfato del segundo nucleótido, que sirve de puente de unión entre el carbono 5' del primer nucleótido y el carbono 3' de siguiente nucleótido.
Como el primer nucleótido tiene libre el carbono 5' y el siguiente nucleótido tiene libre el carbono 3', se dice que la secuencia de nucleótidos se ordena desde 5' a 3' (5' → 3').
Estructura primaria del ADN
2.2.- Estructura secundaria
La estructura secundaria del ADN fue propuesta por James Watson y Francis Crick, y la llamaron el modelo de doble hélice de ADN.
Este modelo está formado por dos hebras de nucleótidos. Estas dos hebras se sitúan de forma antiparalela, es decir, una orientada en sentido 5'→ 3' y la otra de 3'→ 5'. Las dos están paralelas, formando puentes de Hidrógeno entre las bases nitrogenadas enfrentadas.
Cuando en una hebra encontramos Adenina, en la otra hebra hallamos Timina. Cuando en una hebra encontramos Guanina, en la otra hallamos Citosina. Estas bases enfrentadas son las que constituyen los puentes de Hidrógeno. Adenina forma dos puentes de Hidrógeno con Timina. Guanina forma tres puentes de Hidrógeno con la Citosina.
Las dos hebras están enrolladas en torno a un eje imaginario, que gira en contra del sentido de las agujas de un reloj. Las vueltas de estas hélices se estabilizan mediante puentes de hidrógeno.
Esta estructura permite que las hebras que se formen por duplicación del ADN sean copia complementaria de cada una de las hebras existentes.
Estructura secundaria del ADN: esquema e imagen tridimensional.
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2.3.- Estructura terciaria
El ADN es una molécula muy larga en algunas especies y, sin embargo, en las células eucariotas se encuentra alojado dentro del minúsculo núcleo. Cuando el ADN se une a proteínas básicas llamadas histonas, la estructura se compacta mucho.
La unión con histonas genera la estructura denominada nucleosoma. Cada nucleosoma está compuesto por una estructura voluminosa, seguida por un eslabón. Esta estructura está rodeada por un tramo de ADN que da una vuelta y 3/4. El eslabón está formado por un tramo de ADN que une un nucleosoma con otro. El conjunto tiene un aspecto repetitivo en forma de collar de perlas, donde las perlas serían los nucleosomas, unidos por los eslabones.
La estructura terciaria del ADN se asemeja a un collar de perlas.
2.4.- Estructura cuaternaria
Los nucleosomas de la estructura terciaria se empaquetan en un conjunto que se denomina solenoide.
Los solenoides se enrollan formando la cromatina del núcleo interfásico de la célula eucariota. Cuando la célula entra en división, el ADN se compacta más, formando los cromosomas.
3.- EL ARN
El Ácido RiboNucleico está constituido por la unión de nucleótidos formados por una pentosa, la ribosa, unida a las bases nitrogenadas Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo. No aparece la Timina.
Los nucleótidos se unen formando una cadena con una ordenación en la que el primer nucleótido tiene libre el carbono 5’ de la pentosa. El último nucleótido tiene libre el carbono 3’. Por ello, se dice que la ordenación de la secuencia de nucleótidos va desde 5’ a 3’ (5’ → 3’). Hay diferentes tipos de ARN, con la misma composición química, pero diferente estructura y función.
3.1.- ARN mensajero (ARNm)
ARN lineal, que contiene la información, copiada del ADN, para sintetizar una proteína. Se forma en el núcleo celular, a partir de una secuencia de ADN. Sale del núcleo y se asocia a ribosomas, donde se construye la proteína. Cada tres nucleótidos (codon) codifican un aminoácido distinto. Así, la secuencia de aminoácidos de la proteína está configurada a partir de la secuencia de los nucleótidos del ARNm.
3.2.- ARN ribosómico (ARNr)
El ARN ribosómico, unido a proteínas de carácter básico, forma los ribosomas. Los ribosomas son las estructuras celulares donde se ensamblan aminoácidos para formar proteínas, a partir de la información que transmite el ARN mensajero.
3.3.- ARN transferente (ARNt)
El ARN transferente es un ARN no lineal. En él se pueden observar tramos de doble hélice intracatenaria, es decir, entre las bases que son complementarias, dentro de la misma cadena. Esta estructura se estabiliza mediante puentes de Hidrógeno. Otros tramos no están emparejados, y forman bucles.
En el ARNt se distinguen tres tramos (brazos). En uno de ellos (1 en la figura), aparece una secuencia de tres nucleótidos, denominada anticodon. Esta secuencia es complementaria con una secuencia del ARNm, el codon. En el brazo opuesto (2 en la figura), en el extremo 3' de la cadena, se une un aminoácido específico predeterminado por la secuencia de anticodon.
La función del ARNt consiste en llevar un aminoácido específico al ribosoma. En él se une a la secuencia complementaria del ARNm, mediante el anticodon. A la vez, transfiere el aminoácido correspondiente a la secuencia de aminoácidos que está formándose en el ribosoma.
ARNt
3.4.-ARN nucleolar (ARNn)
El ARN nucleolar, agrupa en el nucleolo de la célula eucariota a todos los tipos de ARN que acaban de ser transcritos (pre-ARN). Son moléculas de diversos tamaños.
Su función consiste en ser el precursor de los distintos tipos de ARN.
Nucleo y nucleolo de una célula eucariota, donde se concentra el ARNn (fotografía tomada con microscopio electrónico).
3.- Nucleótidos no nucleicos
3.1.- ADP y ATP
El adenosín difosfato (ADP) y el adenosín trifosfato (ATP) son los principales transpotadores de energía. La energía que se obtiene en las reacciones exergónicas del metabolismo sirven para fosforilar el ADP en ATP. Así, el nuevo enlace fosfodiester guarda la energía obtenida en otras reacciones. Cuando sea necesario utilizar esa energía, el ATP se defosforila en ADP. Por ello se le denomina al ATP la “moneda de intercambio de energía” del metabolismo.
Interconversión de ATP y ADP
3.2.- Nucleótidos coenzimáticos
Los coenzimas son moléculas orgánicas no proteicas que actúan en reacciones catalizadas por enzimas. Generalmente, tienen función de transportadores de electrones.
Aunque pueden tener diversa naturaleza química, muchos coenzimas son nucleótidos. Los principales son el FAD, el NAD, el NADP y el coenzima A (co-A).
ATP 
20.- ¿Qué diferencias hay entre una molécula de ADN y otra de ARN?
21.- ¿Cuantos tipos deARN conoces? ¿Cual es su importancia funcional?
Paginas web:
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