Ácidos Nucleicos

Componentes de los nucleótidos de los ácidos nucleicos

Los nucleótidos son la base estructural del ADN y el ARN y están formados, a su vez, por tres componentes: un grupo fosfato, un azúcar pentosa y una base nitrogenada (Fig. 1).

Bases nitrogenadas

Las bases nitrogenadas son moléculas orgánicas que contienen uno o dos anillos con átomos de carbono y de nitrógeno. Las bases nitrogenadas son básicas porque tienen un grupo amino que tiende a unirse a un hidrógeno adicional, lo que conduce a una menor concentración de iones hidrógeno en su entorno (disminuyendo el pH del entorno).

Según sus estructuras cíclicas, las bases nitrogenadas se dividen en purinas o pirimidinas (Tabla 1):

Tabla 1. Existen cinco bases nitrogenadas, las cuales se clasifican como purinas o pirimidinas.

Las purinas tienen una estructura de doble anillo en la que un anillo de seis átomos está unido a otro de cinco. En cambio, las pirimidinas son más pequeñas y tienen una sola estructura de un solo anillo de seis átomos.

Los átomos de las bases nitrogenadas se enumeran del 1 al 6 para los anillos de pirimidina y del 1 al 9 para los anillos de purina (Fig. 2). Esto se hace para indicar la posición de los enlaces que forman.

Fig. 2: el diagrama muestra la estructura de las bases de purinas y pirimidinas y numeración de su átomos.

Azúcar pentosa

Un azúcar pentosa tiene cinco átomos de carbono, con cada carbono numerado del 1′ al 5′ (1′ se lee como "uno prima"). Hay dos tipos de pentosas en los nucleótidos: la ribosa y la desoxirribosa (Fig. 3). Lo que distingue a la desoxirribosa de la ribosa es la falta de un grupo hidroxilo (-OH) en su carbono 2' (por eso se llama "desoxirribosa").

Figura 3. El diagrama muestra la estructura de las pentosas ribosa y desoxirribosa y la numeración de su átomos.

Grupo fosfato

La combinación de una base nitrogenada y un azúcar pentosa (sin ningún grupo fosfato asociado) se denomina nucleósido. La adición de un nucleósido a tres grupos fosfato (PO₄) lo convierte en un nucleótido.

Antes de integrarse como parte del ácido nucleico, un nucleótido suele existir como trifosfato (lo que significa que tiene tres grupos fosfato); sin embargo, en el proceso de convertirse en ácido nucleico, pierde dos de los grupos fosfato.

¿Cómo se forma un nucleótido?

Los diferentes componentes de los nucleótidos están enlazados siempre de la misma manera, con el azúcar pentosa en el centro:

• La base nitrogenada se une al azúcar pentosa a través de un enlace N-glucosídico que conecta un átomo de carbono con uno de nitrógeno. Por esto, estos dos átomos reciben la notación de carbono 1´ en la pentosa y, en la base nitrogenada, nitrógeno 1 (en bases pirimidínicas) o 9 (en bases púricas).

• El grupo fosfato, se une al carbono 5´ de la pentosa, a través de un enlace éster.

Es decir, en un nucleótido, el azúcar pentosa siempre tiene unida la base nitrogenada a su carbono 1' y el grupo fosfato a su carbono 5'.

Tipos de ácidos nucleicos

Existen dos tipos de ácidos nucleicos que son el ácido desoxirribonucleico (ADN) y el ácido ribonucleico (ARN). Tanto el ADN como el ARN son esenciales para la existencia, el mantenimiento y continuidad de la vida. Por eso, todos los seres vivos, tanto eucariotas como procariotas, contienen ácidos nucleicos; los animales, las plantas, las bacterias e, incluso, los virus (que se consideran entidades no vivas) contienen ácidos nucleicos.

Mientras que existe un solo tipo de ADN, hay diferentes tipos de ARN y cada uno se encarga de una función diferente. Los principales tipos de ARN son: ARN mensajero (ARNm), ARN de transporte (ARNt) y ARN ribosómico (ARNr).

Ácido desoxirribonucleico

El ácido desoxirribonucleico está formado por desoxirribonucleótidos, o nucleótidos de ADN. Uno desoxirribonucleico está formado por 3 componentes:

• Un grupo fosfato
• Un azúcar pentosa (que, en el caso del ADN, es una desoxirribosa)
• Una de cuatro bases nitrogenadas: adenina (A), timina (T), citosina (C) y guanina (G)

Entonces, hay cuatro tipos diferentes de nucleótidos de ADN, en función de las bases nitrogenadas que contengan. Estos nucleótidos se unen para formar las largas cadenas (polímeros) de ADN. Una molécula de ADN está generalmente formada por dos cadenas polinucleotídicas que componen la típica doble hélice de ADN, sin embargo, también existe ADN de una sola cadena (oor ejemplo, en algunos virus).

Ácido ribonucleico

El ácido ribonucleico está formado por ribonucleótidos, o nucleótidos de ARN. Un ribonucleótido tiene una estructura muy similar a la de un nucleótido de ADN, y está formado por tres componentes:

• Un grupo fosfato
• Un azúcar pentosa (que, en el caso del ARN, es una ribosa)
• Una de cuatro bases nitrogenadas: adenina, uracilo (U), citosina y guanina.

Al igual que con el ADN, estos nucleótidos se unen para formar las cadenas (polímeros) de ARN. Sin embargo, en el caso del ARN, las cadenas polinucleotídicas son mucho más cortas (lo cual ayuda a su función de transportar información de un lugar a otro de la célula). La molécula de ARN generalmente está formada de una sola cadena.

Función de los ácidos nucleicos

Los ácidos nucleicos son moléculas increíbles, que contienen la información y las instrucciones genéticas para llevar a cabo todos los procesos biológicos que tienen lugar en los seres vivos. Están presentes en cada célula, excepto en los eritrocitos maduros, para dirigir su actividad y funciones.

El ADN se encuentra tanto en las células eucariotas como en las procariotas y contiene el código con toda la información genética necesaria para crear proteínas. Así, su principal función es almacenar la información genética.

Sin embargo, el código del ADN resulta inútil si no se puede decodificar (extraer) el mensaje y la información que contiene. Por eso, el ARN se encarga de transferir la información del ADN y permite que esa información se pueda decodificar y utilizar para crear proteínas.

Como mencionamos, existen varios tipos de ARN, abajo describimos la función de los principales tipos involucrados en la expresión del ADN:

• ARN mensajero: molécula que transporta la transcripción del código genético del ADN a los ribosomas.
• ARN de transferencia: ARN que transporta aminoácidos desde el citoplasma de la célula hasta los ribosomas.
• ARN ribosómico: constituye, junto a otras proteínas ribosómicas, los ribosomas.