La Litosfera

LOS ÁCIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos son biopolímeros, de elevado peso molecular, formados por numerosos 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).

El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friederick Miescher, (1869), el cual trabajando con leucocitos y espermatozoides de salmón, obtuvo una sustancia rica en carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y un porcentaje elevado de fósforo. A esta sustancia se le llamó en un principio nucleína, por encontrarse en el núcleo.

Años más tarde, se fragmentó esta nucleína, y se separó un componente proteico y un grupo prostético, este último, por ser ácido, le dio el nombre de ácido nucleico.

LOCALIZACIÓN

En las células eucarióticas los ácidos nucleicos, en especial el ADN, se localiza en el núcleo. En células procarióticas, aunque su material genético no se encuentra rodeado por una envoltura nuclear se ha podido establecer una región en el citoplasma denominada nucleoide donde se concentra el ADN.

Además se pueden encontrar ADN circulares accesorios en algunas bacterias, denominados plásmidos que les confiere ciertas características de resistencia a los antibióticos, mientras que en las células eucarióticas no se presentan estas estructuras, a excepción de las levaduras que poseen un plásmido llamado 2 (por su tamaño) como material genético extranuclear.

COMPOSICION QUIMICA DE LOS ACIDOS NUCLEICOS

Los ácidos nucleicos son compuestos químicos formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo. A diferencia de las proteínas, carecen de azufre, y el fósforo se encuentra en una cantidad constante.

Los biopolímeros están formados por unidades llamadas nucleótidos.

Los nucleótidos son moléculas que se pueden presentar libres en la Naturaleza o polimerizadas, formando ácidos nucleicos. También pueden formar parte de otras moléculas que no son ácidos nucleicos, como moléculas portadoras de energía o coenzimas.

Los nucleótidos están constituidos por la unión de:

A.- El grupo fosfato, que deriva del ácido fosfórico, el cual se une a dos pentosas a través de un enlace fosfodiester.

Ácido fosfórico

B.- La pentosa, que puede ser la ribosa en el ARN; o la desoxirribosa en el ADN

C.-Una base nitrogenada, Las bases nitrogenadas pueden ser de dos tipos: la púricas, derivadas de la purina, y las bases pirimídicas, derivadas de la pirimidina.

- Púrica: la Adenina (A) y la Guanina (G)

- Pirimidínica: la Timina (T), Citosina (C) y Uracilo (U)

EL nucleósido

El nucleósido se forman mediante la unión de una pentosa con una base nitrogenada mediante un enlace glucosídico entre el carbono 1 de la pentosa y el nitrógeno 1 de la base nitrogenada.

CLASES DE ACIDOS NUCLEICOS

Atendiendo a su estructura y composición existen dos tipos de ácidos nucleicos que son:

a) Ácido desoxirribonucleico o ADN o DNA

b) Ácido ribonucleico o ARN o RNA

ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO

La molécula de ADN (ácido desoxirribonucleico) o también DNA, (del inglés DeoxyriboNucleic Acid), es la portadora de toda la información genética que pasa de una generación a la siguiente.

El ADN es la molécula que controla todos los procesos vitales para los seres vivos, además de ser el principal constituyente de los cromosomas celulares, contiene todas las instrucciones necesarias para la formación de un organismo nuevo así como para el control de todas las actividades de las células durante el tiempo de vida del organismo.

El ADN fue aislado por vez primera durante el invierno de 1869 por el médico suizo Friedrich Miescher mientras trabajaba en la Universidad de Tubinga. Miescher realizaba experimentos acerca de la composición química de la pus de vendas quirúrgicas desechadas y en el esperma del salmón, cuando notó un precipitado de una sustancia desconocida a la que denominó “nucleina” por haberla encontrado en los núcleos de las células; posteriormente se les llamó “nucleicos”, aunque no fue reconocida hasta 1943 mediante el experimento realizado por Oswald Avery.

Se necesitaron casi 70 años de investigación para poder identificar los componentes y la estructura de los ácidos nucleicos.

En 1919 Phoebus Levene identificó que un nucleótido está formado por una base, un azúcar y un fosfato.

Muchos científicos se interesaron en descifrar la estructura del ADN, entre ellos: Rosalind Franklin, Francis Crick, James Watson, Maurice Wilkins, entre otros.

A finales de la primavera de 1952, la cristalógrafa británica Rosalind Franklin (1920-1958) obtuvo una fotografía de difracción de rayos X que reveló, de manera inconfundible, la estructura helicoidal de la molécula del ADN con dos cadenas. Con esta información, el bioquímico estadounidense James Watson y el biofísico británico Francis Crick, en 1953 publicaron la primera descripción de la estructura del ADN. Su modelo de la doble hélice adquirió tal importancia para comprender la síntesis proteica, la replicación del ADN y las mutaciones.

El ADN está presente en todos los seres vivos, desde virus y bacterias hasta plantas y animales.

En las células eucarióticas el ADN se encuentra localizado fundamentalmente en el núcleo, aunque también se encuentra en mitocondrias, cloroplastos y centriolos.

En las células procarióticas se encuentra en el citoplasma, en la zona denominada nucleoide.

El ADN lleva la información necesaria para dirigir la síntesis de proteínas y la replicación:

Se llama síntesis de proteínas a la producción de las proteínas que necesita la célula o el virus para realizar sus actividades y desarrollarse.

La replicación es el conjunto de reacciones por medio de las cuales el ADN se copia a si mismo cada vez que una célula o un virus se reproducen y transmite a la descendencia la información que contiene.

MODELO DE WATSON Y CRICK

En 1953, Watson y Crick publicaron un trabajo en la revista científica Nature describiendo esta investigación.

James Dewey Watson y Francis Harry Compton Crick, propusieron un modelo para la estructura del ADN que contemplaba las propiedades químicas antedichas, pero también las propiedades biológicas, especialmente la capacidad de duplicación de la molécula.

La molécula de ADN está formada por dos cadenas de polinucleótidos helicoidales con giro a la derecha, que componen una doble hélice (estructura de forma espiral) alrededor de un mismo eje central. Las dos cadenas son antiparalelas, lo cual significa que sus uniones 3´, 5´ - fosfodiester siguen direcciones opuestas. Además, las bases nitrogenadas están situadas en el interior de la hélice en un plano perpendicular al eje helicoidal.

Ambas cadenas se hallan unidas entre sí por medio de puentes de hidrógeno, establecidos entre los pares de bases. Puesto que entre dos pentosas de las cadenas opuestas existe una distancia fija, sólo ciertos pares de bases pueden darse dentro de la estructura. Los únicos pares posibles son: A-T, T-A, C-G, y G-C. Es importante observar que entre las A y las T se forman dos puentes de hidrógeno, y entre las C y las G, tres. En consecuencia, el par C-G es más estable que el par A-T.

En este modelo estructural del ADN (Figura):

• las dos hebras están enrolladas una alrededor de la otra formando una doble hebra helicoidal :

• las dos cadenas de polinucleótidos se mantienen equidistantes, al tiempo que se enrollan en torno a un eje imaginario.

• El esqueleto azúcar-fosfato (formado por una secuencia alternante de desoxirribosa y fosfato, unidos por enlaces

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