Los ácidos nucleicos son compuestos químicos de gran importancia biológica; todos los organismos vivos contienen ácidos nucleicos en forma de ADN y ARN (ácido desoxirribonucleico y ácido ribonucleico respectivamente). Los ácidos nucleicos son moléculas muy importantes porque ejercen un control primario sobre los procesos fundamentales de la vida en todos los organismos.
Todo sugiere que los ácidos nucleicos han jugado un papel idéntico desde las primeras formas de vida primitiva que pudieron sobrevivir (como las bacterias).
En las células de los organismos vivos, el ADN está presente principalmente en los cromosomas (en las células en división) y en la cromatina (en las células intercinéticas).
También está presente fuera del núcleo (en particular en las mitocondrias y plastidios, donde realiza su función como centro de información para la síntesis de parte o la totalidad del orgánulo).
El ARN, en cambio, está presente tanto en el núcleo como en el citoplasma: en el núcleo está más concentrado en el nucleolo; en el citoplasma está más concentrado en los polisomas.
La estructura química de los ácidos nucleicos es bastante compleja; están formados por nucleótidos, cada uno de los cuales (como hemos visto) está formado por tres componentes: hidrato de carbono (pentosa), base nitrogenada (purina o pirimidina) y ácido fosfórico.
Los ácidos nucleicos son, por tanto, polinucleótidos largos, resultantes de la concatenación de unidades llamadas nucleótidos. La diferencia entre el ADN y el ARN radica en la pentosa y la base. Hay dos tipos de pentosa, uno para cada tipo de ácido nucleico:
1) Ribosa en ARN;
2) Dessosiribosa en ADN.
En cuanto a las bases, debemos repetir la distinción; los entonces pirimidiniche Ellos incluyen:
1) citosina;
2) Timina, presente solo en el ADN;
3) Uracilo, presente solo en el ARN.
Le basi puriniche en cambio, consisten en:
1) Adenina
2) Guanina.
En resumen, en el ADN encontramos: Citosina - Adenina - Guanina - Timina (CAGT); mientras que en el ARN tenemos: Citosina - Adenina - Guanina - Uracilo (CAGU).
Todos los ácidos nucleicos tienen la estructura de cadena lineal de polinucleótidos; la especificidad de la información viene dada por la diferente secuencia de las bases.
Estructura del ADN
Los nucleótidos de la cadena de ADN están unidos por un enlace éster entre el ácido fosfórico y la pentosa; el ácido está unido al carbono 3 del nucleótido pentosa y al carbono 5 del siguiente; en estos enlaces utiliza dos de sus tres grupos ácidos; el grupo ácido restante le da a la molécula su carácter ácido y le permite formar enlaces con proteínas básicas.
El ADN tiene una estructura de doble hélice: dos cadenas complementarias, una de las cuales "baja" y la otra "sube". A esta disposición corresponde el concepto de cadenas "antiparalelas", es decir, paralelas pero con direcciones opuestas. Comenzando por un lado, una de las cadenas comienza con un enlace entre el ácido fosfórico y el carbono 5 de la pentosa y termina con un carbono 3 libre; mientras que la dirección de la cadena complementaria es opuesta. También vemos que los enlaces de hidrógeno entre estas dos cadenas ocurren solo entre una base purina y una base pirimidina y viceversa, es decir, entre adenina y timina y entre citosina y guanina, y viceversa; hay dos enlaces de hidrógeno en el par AT, mientras que en el par GC hay tres enlaces. Esto significa que el segundo par tiene mayor estabilidad.
Reduplicación de ADN
Como ya se mencionó con respecto al núcleo intercinético, el ADN puede estar en las fases "autosintética" y "alosintética", es decir, comprometidas respectivamente en sintetizar pares de sí mismo (auto-síntesis) o de otra sustancia (ARN: alosíntesis). respecto, se divide en tres fases, llamadas G1, S, G2. En la fase G1 (en la que se puede tomar G como el crecimiento inicial) la célula sintetiza, bajo el control del ADN nuclear, todo lo que necesita para su propio metabolismo. En la fase S (en la que S significa síntesis, es decir, síntesis de nuevo ADN nuclear) tiene lugar la reduplicación del ADN. En la fase G2, la célula reanuda su crecimiento, preparándose para la siguiente división.
VAMOS BREVEMENTE LOS FENÓMENOS QUE TIENEN LUGAR EN LA FASE S
En primer lugar podemos representar las dos cadenas antiparalelas como si ya estuvieran "desespiralizadas". Partiendo de un extremo, los enlaces entre pares de bases (A - T y G - C) se rompen y las dos cadenas complementarias se separan (la comparación de la apertura de un "relámpago" es adecuada). En este punto, una enzima (ADN polimerasa) "Fluye" a lo largo de cada una de las cadenas, favoreciendo la formación de enlaces entre los nucleótidos que la componen y nuevos nucleótidos (previamente "activados" con energía liberada por ATP) predominantes en el carioplasma. Una nueva timína está necesariamente ligada a cada adenina, y así sucesivamente, formando gradualmente una nueva doble cadena a partir de cada cadena simple.
La ADN-polimerasa parece actuar in vivo de manera indiferente sobre las dos cadenas, sea cual sea la "dirección" (de 3 a 5 o viceversa). De esta manera, cuando toda la cadena de ADN doble original ha sido cubierta, dos cadenas dobles, exactamente el mismo que el original. El término que define este fenómeno es "reduplicación semiconservativa", donde "reduplicación" concentra los significados de duplicación cuantitativa y copia exacta, mientras que "semiconservativo" recuerda el hecho de que, para cada nueva doble cadena de ADN, solo una cadena es neointetica.
El ADN contiene información genética, que pasa al ARN; este último a su vez lo transmite a las proteínas, regulando así las funciones metabólicas de la célula. En consecuencia, todo el metabolismo está directa o indirectamente bajo el control del núcleo.
La herencia genética que encontramos en el ADN está destinada a dar proteínas específicas a la célula.
Si los tomamos por pares, las cuatro bases darán 16 combinaciones posibles, es decir 16 letras, no suficiente para todos los aminoácidos. Si en cambio los tomamos en tripletes, habrá 64 combinaciones, que pueden parecer demasiadas, pero que, en realidad, están todas en uso ya que la ciencia ha descubierto que diferentes aminoácidos están codificados por más de un triplete. Tenemos, por tanto, la traducción de las 4 letras de las bases nitrogenadas de los nucleótidos a los 21 de los aminoácidos; sin embargo, antes de la "traducción", está la "transcripción", nuevamente en el contexto de las cuatro letras, que es el paso de información genética de las 4 letras del ADN a las 4 letras del ARN, teniendo en cuenta que , en lugar del tímido (ADN), hay uracilo (ARN).
El proceso de transcripción ocurre cuando, en presencia de ribonucleótidos, enzimas (ARN-polimerasa) y energía contenida en las moléculas de ATP, la cadena de ADN se abre y se sintetiza ARN, lo cual es una reproducción fiel de la información genética contenida en ese tramo de apertura. cadena.
Hay tres tipos principales de ARN y todos se originan a partir del ADN nuclear:
- RNAm (mensajero)
- ARNr (ribosomiale)
- ARNt o ARN (transferencia o soluble)
