Ácidos nucleicos. I. Qué es el ácido nucleico? 1. Un nucleótido

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1 Ácidos nucleicos En todos los seres vivos se encuentran biomoléculas formadas por carbono, hidrógeno, oxigeno, nitrógeno y fósforo. En 1869 Miescher Friedrich, aisló del núcleo de leucocitos una sustancia ácida rica en fósforo que llamó nucleína debido a que la había extraído a partir de núcleos. 70 años más tarde, Levene Phoebus identificó al nucleótido y demostró que la nucleína de Miescher era un ácido desoxirribonucleico (ADN). En 1940, Chargaff, realizó algunos experimentos para determinar el número de proporciones de las base nitrogenadas en el ADN, descubriendo la equi-molecularidad de las bases en las cadenas de nucleótidos. Gracias a todos estos experimentos, en 1953 Jame Watson y Francis Crick propusieron el modelo de la doble hélice del ADN, representando así por primera vez la estructura tridimensional del ADN. I. Qué es el ácido nucleico? El nombre de ácido nucleíco procede del de nucleína. Los ácidos nucleícos son moléculas formadas básicamente por repeticiones de monómeros de nucleótidos (nucleotido-nucleotido-nucleotido-nucleotido nucleótidos) Su importancia radica en que estas biomoléculas almacenan y transmiten la información genética de los organismos. Veamos algunas definiciones: 1. Un nucleótido Es una biomolécula formada por: una pentosa: ribosa o desoxirribosa; una base nitrogenada: purica o pirimidinica y un ácido fosfórico. 1

2 ácido nucleico 2. El grupo fosfato del nucleótido Le da el carácter ácido a los ácidos nucleicos puesto que el fosfato se origina a partir de un ácido fosfórico. Además participa en la unión de un nucleótido con otro. 3. La pentosa Es un azúcar formado por 5 átomos de carbono y puede ser ribosa o desoxirribosa según la composición de sus átomos de carbono en la posición C2. Por ejemplo, si el carbono C2 de la pentosa tiene unido un átomo de hidrógeno es una desoxirribosa mientras que si tiene un grupo OH es una ribosa. 2

3 4. La base nitrogenada Puede serpurica o pirimidinica y siempre tiene un átomo de nitrógeno en su composición. Hay 4 tipos de base nitrogenadas: La adenina, guanina, timina y citosina. Estas bases se encuentran representadas por las letras mayúsculas de cada tipo de base: A, G, T, C. La adenina y la guanina se les conoce como bases nitrogenadas puricas y están formadas por dos anillos. A la timina y citosina se les conocen como bases nitrogenadas pirimidinicas y están formadas por un anillo. II. Importancia de las bases nitrogenadas Estas biomoléculas almacenan y transmiten la información genética. Mientras que el grupo fosfato y el azúcar siempre se mantienen constantes nucleótido a nucleótido las bases nitrogenadas se van combinando y el orden de esa secuencia de bases nitrogenadas se transmite como un código genético que determinará un carácter en especial como por ejemplo el color de la piel. 3

4 El químico Chargaff de origen austriaco en 1940 propuso tres reglas que permitieron a Watson y Crick elucidar la estructura del ADN. Estas reglas consistían en lo siguiente: 1. La cantidad de A, T,G, y C son las mismas en la cadena de ADN. 2. La suma de la A+G es igual a la suma de G+C. 3. La suma de A+T no es necesariamente igual a la suma de C+G. Luego del análisis de estas reglas Chargaff, llego a la conclusión de que las uniones de las bases nitrogenadas siempre ocurren entre una A y una T y entre una G y una C. Entre la unión de la A y T hay dos enlaces de hidrogeno mientras que en la unión de la G y C hay tres enlaces de hidrógeno. III. Tipos de ácidos nucleicos Hay dos tipos de ácidos nucleicos: El ácido desoxirribonucleico o ADN formados por dos cadenas de nucleótidos en los que las bases nitrogenadas son A-T y G-C. El ácido ribonucleico formado por una cadena de nucleótidos en los que las bases nitrogenadas son A-U y C-G. Los nucleótidos se unen a través del grupo fosfato formando un enlace fosfodiéster entre el átomo de carbono C3 y el átomo de carbono C5 de los dos nucleótido adyacentes. 4

5 IV. Características del ADN EL ácido desoxirribonucleico (ADN), es un poli-nucleótido que contiene la información genética de todos los seres vivos. Este se encuentra en el núcleo de una célula y está organizado en los cromosomas. El ADN está formado por una doble hélice de poli- nucleótidos y su estructura fue elucidada por Watson y Crick en La doble hélice está formada por 2 cadenas de nucleótidos las cuales son anti-paralelas y complementarias. Cuando hablamos de anti paralelas quiere decir que son paralelas pero se posicionan en sentido contrario y cuando se dice que son complementarias, quiere decir, que si en una cadena hay una timina esperamos encontrar en la otra una adenina. Las dos cadenas se mantienen unidas por puentes de hidrógenos permitiendo así la unión de las bases nitrogenadas (A-T; G-C). Cada vuelta de la doble hélice contiene 10 pares de bases nitrogenadas. 5

6 V. Características del ARN El ácido ribonucleico (ARN), es un ribo-polinucleótido. Está presente en las células procariotas como en las eucariotas y es el único material genético de algunos microorganismos como los virus. A diferencia del ADN, el ARN es lineal y contiene una sola cadena formada de miles de nucleótidos. De la misma manera que el ADN el ARN, está formado por nucleótidos que están constituidos por una pentosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada como la A, G, C y Uracilo (timina en el ADN). Esta molécula dirige ciertas etapas de la síntesis de proteínas que la célula necesita para ejercer sus funciones vitales. Existen varios tipos de ARN, los ARN implicados en las síntesis de proteínas, los ARN reguladores, que regulan la expresión genética mientras que otros tienen actividad catalítica. Entre los ARN implicados en la síntesis de proteínas podemos mencionar el: ARN mensajero, ARN de transferencia y ARN ribosómico o ribosomal. 1. El ARN mensajero Es el ARN que trasmite la información del ADN a los ribosomas orgánulo celular donde se lleva a cabo la síntesis de proteínas. 6

7 2. El ARN de transferencia Son ARN de pequeño tamaño aproximadamente de unos 80 nucleótidos que transfieren un aminoácido específico a una proteína en formación. 3. El ARN ribosómico ARNr son RNAs que se combinan con proteínas para formar los ribosomas y su función principal es de crear los enlaces peptídicos entre los aminoácidos de una proteína, comportándose como ribozimas (enzimas de naturaleza no proteica). 7

8 TEST 1. La molécula de nucleótidos puede contener: (respuesta múltiple) a) Adenina b) Monosacáridos c) Grupo fosfato d) grupo sulfuro 2. Los monosacáridos que forman parte de los ácidos nucleicos son: (respuesta múltiple) a) Glucosa b) Ribosa c) desoxirribosa d) Fructosa 3. Las bases nitrogenadas del ARN son: a) Adenina, timina, guanina y uracilo b) Adenina, timina, guanina y citosina c) Citosina, uracilo, guanina y adenina 4. Cómo se encuentran emparejadas las bases nitrogenadas en el ADN? (Respuesta múltiple) a) G-C y T-A b) A-C y T-G c) A-G y T-C d) A-T y G-C 8

9 5. En la doble hélice del ADN las dos hebras: (respuesta múltiple) a) Se unen por puentes de hidrogeno b) Son antiparalelas c) Tienen aspecto helicoidal d) Forman su estructura cuaternaria 6. Las enzimas de naturaleza no proteica se denominan: a) Polimerasas b) Ribosomas c) Ribozimas 7. Cuántos enlaces de hidrogeno hay en la unión G-C? a) 2 b) 3 c) 1 d) 4 8. Cuántos enlaces de hidrogeno hay en la unión A-T? a) 2 b) 1 c) Ninguna de las anteriores 9. Los nucleótidos se unen a través de: a) Un grupo fosfato b) Un grupo amino c) Un grupo de azufre 10. La estructura tridimensional del ADN fue descrita por: a) Levene Phoebus b) Miescher Friedrich c) Watson y Crick 9

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