Organización del Material Genético y Ácidos Nucleicos: ADN y ARN

Organización del Material Genético

La mínima unidad viva es la célula. Los organismos pueden ser unicelulares o multicelulares.

Las características generales de un organismo están determinadas por la estructura y función de la célula que lo constituye. El material nuclear revela que los constituyentes bioquímicos del núcleo son:

• Proteínas
• Ácidos Nucleicos
• Lípidos
• Varios componentes inorgánicos

Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos son grandes moléculas constituidas por la unión de monómeros, llamados nucleótidos. Son moléculas poliméricas compuestas de nucleótidos, que constituyen el material genético.

Tipos de Ácidos Nucleicos

El ADN: Es la sustancia que determina el genotipo, y por lo tanto constituye el material hereditario; el cual se encuentra dentro de los cromosomas contenidos en el núcleo de la célula.

El ARN: Molécula hermana íntimamente relacionada con el ADN, constituye una maquinaria compleja que se encarga de la biosíntesis proteica, y se encuentra en 3 formas distintas:

• ARNm: se ubica dentro del núcleo
• ARNr y ARNt: ambos se ubican en los citoplasmas y ribosomas.

Funciones de los Ácidos Nucleicos

• Transmitir características hereditarias de una generación a otra.
• Dirigir la síntesis de proteínas específicas.

Formación Química

Cada nucleótido está formado por 3 tipos de componentes:

1. Pentosa: o azúcar de 5 carbonos. Hay 2 tipos, ribosa y desoxirribosa. Esta última se diferencia de la primera porque le falta un oxígeno y de allí su nombre.
2. Base Nitrogenada: Compuestos anillados que contienen nitrógeno. Se pueden identificar cinco de ellas: adenina, guanina, citosina, uracilo y timina.
3. Radical Fosfato: Es derivado del ácido fosfórico.

Características Generales de los Ácidos Nucleicos

Los ácidos nucleicos se componen de bases nitrogenadas, un azúcar y un grupo fosfato. Si el azúcar es la desoxirribosa se trata del ADN y si el azúcar es la ribosa se trata del ARN.

Las Bases Nitrogenadas

Son combinaciones de C, H y N. Pertenecen a 2 tipos de compuestos: las purinas o púricas y las pirimidinas.

Los ácidos nucleicos están formados por nucleótidos. Cada nucleótido o unidad básica está formada por la combinación de un azúcar, una base nitrogenada y un grupo fosfato. Por consiguiente, un ácido nucleico se forma por la unión en cadena de 4 nucleótidos que se repiten infinidad de veces en cada molécula. La secuencia y número de nucleótidos es diferente en cada individuo y esto es lo que determina sus características específicas e individuales.

Los nucleótidos se unen para formar el polinucleótido por uniones fosfodiéster entre el carbono 5' de un nucleótido y el carbono 3' del siguiente.

Modelo Estructural del ADN según Watson y Crick

Watson y Crick descubrieron que la molécula de ADN está formada por dos cadenas alargadas, o filamentos, que se enrollan formando una doble hélice, algo parecido a una larga escalera de caracol. (1953)

El ADN como Molécula Hereditaria

• a) El ADN controla la actividad de la célula.
• b) Es el que lleva la información genética de la célula, ya que las unidades de ADN, llamadas genes, son las responsables de las características estructurales y de la transmisión de estas características de una célula a otra en la división celular.
• c) El ADN tiene la propiedad de duplicarse durante la división celular para formar dos moléculas idénticas, para lo cual necesita que en el núcleo existan nucleótidos, energía y enzimas.
• d) Condiciones por adición: cuando hay una base nitrogenada demás al formar la cadena. Releción: cuando hay una base nitrogenada menos.

Términos

Gen: La molécula del ADN es fielmente confiable, pero en ocasiones se dan cambios fortuitos.

ARN: Ácido Ribonucleico: Es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra.

Características del ARN

• En los organismos celulares desempeña diversas funciones.
• Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica.
• El ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo).
• Ácido Ribonucleico (ARN): Ácido nucleico formado por nucleótidos en los que el azúcar es ribosa, y las bases nitrogenadas son adenina, uracilo, citosina y guanina.
• El ARN es un filamento de una sola cadena, no forma doble hélice.
• La presencia de un oxígeno en la posición 2' de la ribosa impide que se forme la doble cadena de la manera en que se forma en el ADN.

Tipos de ARN

• ARNr (ribosomal): Forman parte de las subunidades de los ribosomas.
• ARNt (transferencia): Función de transportar aminoácidos activados desde el citosol hasta el lugar de síntesis de proteínas en los ribosomas.
• ARNm (mensajero): Portadores de información genética y la transportan del genoma a los ribosomas.
• ARNhn (heteronuclear): Precursores de los 3 ARN mencionados.

Cada 3 nucleótidos de ARNm se llama codón y codifican un aminoácido distinto.

Diferencias entre el ADN y el ARN

• El peso molecular del ADN es generalmente mayor que el peso del ARN.
• El azúcar del ARN es ribosa, y el del ADN es la desoxirribosa.
• El ARN contiene la base nitrogenada uracilo, mientras que el ADN presenta timina.
• La configuración espacial del ADN es la de un doble helicoide, mientras que el ARN es un polinucleótido lineal, que ocasionalmente puede presentar apareamientos intracatenarios.