ACIDOS NUCLEICOS

Introducciòn

Los ácidos nucleicos son macromoléculas, polímeros formados por la repetición de monómeros llamados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Se forman, así, largas cadenas o polinucleótidos, lo que hace que algunas de estas moléculas lleguen a alcanzar tamaños gigantes (de millones de nucleótidos de largo).
El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher, quien en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó nucleína, nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico.

Nucleòsidos y Nucleòtidos

Las unidades que forman los ácidos nucleicos son los nucleótidos. Cada nucleótido es una molécula compuesta por la unión de tres unidades: un monosacárido de cinco carbonos (una pentosa, ribosa en el ARN y desoxirribosa en el ADN), una base nitrogenada purínica (adenina, guanina) o pirimidínica (citosina, timina o uracilo) y uno o varios grupos fosfato (ácido fosfórico). Tanto la base nitrogenada como los grupos fosfato están unidos a la pentosa.
La unión formada por la pentosa y la base nitrogenada se denomina nucleósido. Cuando lleva unido una unidad de fosfato al carbono 5' de la ribosa o desoxirribosa y dicho fosfato sirve de enlace entre nucleótidos, uniéndose al carbono 3' del siguiente nucleótido; se denomina nucleótido-monofosfato (como el AMP) cuando hay un solo grupo fosfato, nucleótido-difosfato (como el ADP) si lleva dos y nucleótido-trifosfato (como el ATP) si lleva tres.

Estructura del ADN

El ADN es un ácido nucleico formado por nucleótidos. Cada nucleótido consta de tres elementos:
un azúcar: desoxirribosa en este caso (en el caso de ARN o ácido ribonucleico, el azúcar que lo forma es una ribosa),
un grupo fosfato y
una base nitrogenada
Si la molécula tiene sólo el azúcar unido a la base nitrogenada entonces se denomina nucleósido.
Las bases nitrogenadas que constituyen parte del ADN son: adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T). Estas forman puentes de hidrógeno entre ellas, respetando una estricta complementariedad: A sólo se aparea con T (y viceversa) mediante dos puentes de hidrógeno, y G sólo con C (y viceversa) mediante 3 puentes de hidrógeno.
Los extremos de cada una de las hebras del ADN son denominados 5’-P (fosfato) y 3’–OH (hidroxilo) en la desoxirribosa. Las dos cadenas se alinean en forma paralela, pero en direcciones inversas (una en sentido 5’ → 3’ y la complementaria en el sentido inverso), pues la interacción entre las dos cadenas está determinada por los puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas. Se dice, entonces, que las cadenas son antiparalelas.

Estructura del ARN

A diferencia del ADN todos los tipos de ARN, son de una sola hebra, la cual que se sintetiza a partir de moldes de ADN. Aún así, los ARNs, tienen estructuras estables (regiones de doble hélice antiparalelas) que les permite tener estructuras tridimensionales.
En los ARN los pares de bases son generalmente AU y GC aunque eventualmente existen pares GU. En algunos (tARN) existe complementariedad inteARN que hace que tengan estructuras específicas y estructura terciaria.

Dos principios del plegamiento de las proteínas se aplican al ARN:
1.- La estructura está dada por la secuencia de los grupos funcionales de la cadena (aminoácidos en proteínas y nucleotidos en ARN) y 2.- la estructura se forma al sintetizarse la cadena; es importante mencionar que la estructura del ARN que se está sintetizando puede afectar la transcripción de lo que resta de la cadena. En las células el ARN tiene tamaños que van desde 50 hasta decenas de miles de nucleótidos (excepcionalmente puede haber ARNs circulares).
La complementariedad de los pares de bases de W-C es cierta para los complejos ADN-ADN, ARN-ARN y ADN-ARN. La evidencia directa de lo anterior, se tuvo al descubrir a la enzima ARN polimerasa, que existe virtualmente en todos los organismos. En una célula de E. coli hay alrededor de 3X103 moléculas de esta enzima. La ARN polimerasa une ribonucleotidos catalizando la formación de un enlace fosfodiester en dirección 3´-5´.