Biología Molecular: Estructura de los Ácidos Nucleicos y Expresión Génica

El ADN: La base de la información genética

En todas las células de todos los seres vivos existe una molécula que está encerrada en el núcleo y contiene la información donde se encuentran las instrucciones para desarrollar las características básicas del ser vivo que las porta. Esta molécula es el ADN.

Estructura de los ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son polinucleótidos. Los nucleótidos están compuestos por:

• Una base nitrogenada (adenina, citosina, guanina, timina, uracilo).
• Una pentosa (puede ser la ribosa o la desoxirribosa).
• Un grupo fosfato.

Tipos de ácidos nucleicos

• ARN: Los nucleótidos del ARN contienen ribosa, fosfato y una de estas cuatro bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina y uracilo.
• ADN: Todos los nucleótidos del ADN tienen en común estar compuestos por desoxirribosa, fosfato, adenina, guanina, citosina y timina.

Conceptos fundamentales

• Monómero: Molécula pequeña que se une a otras, iguales o diferentes, para originar moléculas grandes.
• Polímero: Macromolécula formada por la unión de varios monómeros iguales o diferentes.

El flujo de la información genética y síntesis de proteínas

La información genética fluye desde el ADN a la proteína con la intermediación de los ARN (ARNm, ARNr y ARNt). Las reacciones solo se llevarán a cabo si existen las proteínas (enzimas) que las dirigen y controlan. La síntesis de proteínas ocurre en dos etapas:

• Transcripción: La información almacenada en el ADN se transfiere al ARNm. Este ARNm estará constituido por las bases complementarias de un gen de una de las dos cadenas de ADN que le ha servido de molde; pero el nucleótido complementario del que lleva adenina es el que lleva uracilo.
• Traducción: Formación de una cadena de aminoácidos en el orden que determina la secuencia de nucleótidos del ARNm. Así, el ARNm pasa al citoplasma y se une a los ribosomas. Paralelamente, los aminoácidos se unen al ARNt. Cada ARNt reconoce una secuencia concreta de tres pares de bases del ARNm y se une con ella, permitiendo la formación de la cadena de proteínas.

El código genético

El código genético es la relación de correspondencia entre los nucleótidos de un polinucleótido y los aminoácidos. Características del código genético:

• La traducción comienza por el triplete de inicio AUG (del ARNm) y termina por un triplete de punto final (UAA, UAG, UGA).
• El código genético es universal.
• Existe una relación entre el triplete de ADN, el triplete de ARNm (codón) y el aminoácido.
• Con 4 bases, existen 64 tripletes: 61 codifican aminoácidos (un aminoácido puede ser codificado por varios tripletes, por lo que el código genético es degenerado; los tripletes sinónimos generalmente se diferencian en la tercera base) y 3 son de finalización de la traducción.

Proteínas y enzimas

Las proteínas son también polímeros. Sus unidades son los aminoácidos. Existen 20 aminoácidos diferentes que entran a formar parte de las largas cadenas de las proteínas. Un tipo muy importante de proteínas son los enzimas, que hacen posible cada una de las reacciones químicas que tienen lugar en las células.