Ácidos nucleicos: estructura, funciones y procesos clave del ADN y ARN

Ácidos nucleicos

Ácidos nucleicos: son biomoléculas orgánicas de importancia fundamental para los seres vivos. Están compuestos por carbono, hidrógeno, nitrógeno, fósforo y oxígeno. Se denominan nucleicos porque fueron descubiertos en el interior del núcleo de las células eucariotas. Son polinucleótidos, formados por la unión de subunidades que son los nucleótidos, a su vez formados por:

• Un azúcar de cinco átomos de carbono.
• Una molécula de ácido fosfórico.
• Una base nitrogenada.

Existen dos tipos de ácidos nucleicos:

Ácido desoxirribonucleico (ADN)

Ácido desoxirribonucleico: macromolécula formada por dos largas cadenas complementarias de nucleótidos con forma de hélice. Mantiene su estabilidad gracias a las uniones entre las bases nitrogenadas. El azúcar es una desoxirribosa. Las bases nitrogenadas son la citosina, la timina, la adenina y la guanina.

Funciones del ADN:

• Almacena la información genética de la célula y del organismo vivo.
• Gobierna la actividad celular, dirigiendo la síntesis de proteínas mediante la transcripción.
• Transmite su información de generación en generación mediante duplicación (replicación).

Ácido ribonucleico (ARN)

Ácido ribonucleico: formado por una única cadena de nucleótidos. El azúcar es una ribosa. Tiene las mismas bases nitrogenadas que el ADN, excepto que la timina es sustituida por el uracilo.

Existen tres tipos principales de ARN (intermediarios en la producción de proteínas dirigida por el ADN):

• ARN mensajero (ARNm)
• ARN transferente (ARNt)
• ARN ribosómico (ARNr)

Cromosomas, cromatina y genes

Cromatina

Cromatina: empaquetamiento del ADN en fibras en la célula eucariota. Está en el núcleo interfásico y está formada por ADN y proteínas histonas, que corresponden a nucleosomas unidos entre sí por fibras de doble hélice de ADN.

Cromosomas

Cromosomas: cuando la célula va a dividirse, la cromatina se condensa y forma estructuras compactas denominadas cromosomas. Las células somáticas contienen 23 parejas de cromosomas y los gametos la mitad. Los cromosomas de cada pareja son homólogos; su número es diploide (2n), mientras que los gametos son haploides (n).

Durante la división celular, los cromosomas pasan a estar formados por cromátidas hermanas. El conjunto de cromosomas de cada especie forma el cariotipo.

Genes y genoma

Un gen es un fragmento de ADN que contiene la información para crear una proteína. El conjunto de genes de un organismo constituye su genoma, por ejemplo, el genoma humano.

El código genético y los procesos moleculares

El código genético: establece las equivalencias entre los nucleótidos que componen los ácidos nucleicos y los aminoácidos con los que se constituyen las moléculas de proteínas.

Los procesos fundamentales vinculados con el flujo de información genética son:

• La replicación del ADN, que conserva la información genética.
• La transcripción, que transmite la información contenida en el ADN al ARN.
• La traducción, que utiliza el mensaje contenido en el ARN para sintetizar proteínas.

Replicación del ADN

Replicación del ADN: antes de la mitosis, la molécula de ADN de cada cromosoma debe sufrir una duplicación a fin de que se pueda repartir una copia idéntica a cada una de las células hijas. La estructura del ADN fue descrita por James Watson y Francis Crick. La replicación del ADN es semiconservativa: cada célula hija conserva una de las hebras maternas y una hebra nueva.

Transcripción

Transcripción: se transmite la información contenida en el ADN al ARNm. La información que contiene el ARNm debe llegar a los ribosomas, donde se fabricarán las proteínas correspondientes. El ARNm se sintetiza utilizando una de las dos cadenas de ADN, que se separa para permitir el proceso de transcripción.

Traducción

Traducción: se sintetiza una proteína a partir de la información contenida en el ARNm. El ARNm sale al citoplasma celular donde su información es traducida para la síntesis de proteínas. Los aminoácidos se unen entre sí en un orden determinado por el ARNm, que se une al ribosoma para llevar a cabo la traducción.

Es necesaria la intervención de moléculas de ARNt: cada ARNt es específico para un aminoácido. El ribosoma se desplaza a lo largo del ARNm mediante la unión sucesiva de ARNt que aportan los aminoácidos correspondientes a la secuencia determinada por el ARNm. Se van uniendo los aminoácidos que formarán la proteína.