Fundamentos de los Ácidos Nucleicos: Estructura, Función y Metabolismo de ADN y ARN

Ácidos Nucleicos: Conceptos Fundamentales y Metabolismo

Los Ácidos Nucleicos (ADN y ARN) son macromoléculas esenciales formadas por la unión de muchos monómeros denominados nucleótidos.

Degradación y Metabolismo de Nucleótidos

Las nucleasas degradan los ácidos nucleicos hasta nucleótidos en el tubo digestivo. Posteriormente, otras enzimas separan los componentes del nucleótido:

• Las pentosas se degradan y pasan a glúcidos.
• Con el ácido fosfórico se realiza la síntesis de ATP, y el exceso se excreta.
• Las bases nitrogenadas se utilizan para la síntesis de nuevos nucleótidos o se expulsan como amoníaco.

Definiciones Clave

Nucleótido

Un nucleótido es la unidad fundamental que forma los ácidos nucleicos. Cada nucleótido es una molécula compleja compuesta por la unión de tres unidades:

• Una pentosa (azúcar de cinco carbonos).
• Una base nitrogenada.
• Uno o más grupos fosfato.

Base Nitrogenada

Las bases nitrogenadas se clasifican en dos tipos principales:

• Púricas: Adenina (A) y Guanina (G).
• Pirimidínicas: Citosina (C), Timina (T) (en ADN) y Uracilo (U) (en ARN).

Nucleósido

Un nucleósido es la unión de una pentosa y una base nitrogenada mediante un enlace N-glicosídico.

Nucleótido (reafirmación)

Un nucleótido es un nucleósido unido a uno o más grupos fosfato.

Ácido Desoxirribonucleico (ADN)

Función del ADN

El ADN contiene el material genético y porta la información necesaria para el desarrollo de las características biológicas de un individuo. Además, contiene las instrucciones para que las células puedan realizar sus funciones vitales.

Niveles Estructurales del ADN

El ADN presenta varios niveles de organización estructural:

Estructura Primaria

Todos los nucleótidos del ADN contienen desoxirribosa. En la cadena de ADN, las bases nitrogenadas cuelgan de las pentosas, formando una secuencia lineal específica.

Estructura Secundaria

El ADN adopta una doble hélice. Está formado por dos cadenas polinucleotídicas antiparalelas unidas entre sí en espiral, donde las bases nitrogenadas quedan en el interior, emparejándose de forma complementaria (A con T, C con G).

Estructura Terciaria

La doble hélice sufre nuevos plegamientos y superenrollamientos para adaptarse al reducido espacio disponible en el interior celular (por ejemplo, en el núcleo de eucariotas o el nucleoide de procariotas).

Tipos de ADN

El ADN puede clasificarse según diferentes criterios:

• Según el número de cadenas:
  • Monocatenario (una sola cadena)
  • Bicatenario (dos cadenas, la forma más común)
• Según la forma:
  • Lineal
  • Circular
• Según las moléculas asociadas para el empaquetamiento:
  • Asociado a histonas (en eucariotas)
  • Asociado a protaminas (en espermatozoides)
  • ADN procariota (generalmente circular y asociado a proteínas no histonas)

Ácido Ribonucleico (ARN)

Función del ARN

El ARN es una molécula encargada de sintetizar proteínas específicas de un organismo, transmitiendo el mensaje genético codificado por el ADN.

Tipos de ARN

Existen varios tipos de ARN, cada uno con funciones específicas:

ARN Mensajero (ARNm)

Es una copia de una parte del ADN que será utilizada por los ribosomas como información para unir los aminoácidos en el orden adecuado y poder construir una proteína concreta. Tienen una vida muy corta (3-5% del ARN total).

ARN Ribosómico (ARNr)

Forma parte de los ribosomas y participa en el proceso de unión de los aminoácidos para sintetizar las proteínas. No contiene información sobre la clase de proteína que va a sintetizar (80-85% del ARN total).

ARN de Transferencia (ARNt)

Transporta los aminoácidos presentes en el citoplasma celular hasta los ribosomas, donde se unirán para constituir las proteínas. Posee una secuencia de tres bases nitrogenadas denominada anticodón, que se aparea con el codón del ARNm (10% del ARN total).

ARN Procariótico

Puede ser policistrónico (codifica para varias proteínas), presenta ausencia de intrones y comienza con un nucleótido trifosfato no invertido.

ARN Nucleolar (ARNn)

Es el precursor del ARNr y el principal componente de los nucléolos.