Los ácidos nucleicos son moléculas esenciales para las funciones de la célula. En todas las células existen dos tipos de ácidos nucelicos: el ácido desoxirribonucleico (DNA) y el ácido ribonucleico (RNA). En el DNA se localiza la información genética de la célula, mientras que diferentes moléculas de RNA forman parte del sistema que traduce esta información en las proteínas que determinan la estructura y la función celular.
LOS NUCLEÓTIDOS
Los nucleótidos constituyen las unidades estructurales de los ácidos nucleicos, de la misma forma que los monosacáridos y los aminoácidos lo son de los polisacáridos y las proteínas.
Las principales características estructurales de los nucleótidos son:
a) La base nitrogenada se une al carbono 1' de la pentosa por un enlace glucosídico. La molécula formada por una pentosa y una base nitrogenada se denomina nucleósido.
b) El ácido fosfórico se une al carbono 5' de la pentosa por un enlace éster.
b) El ácido fosfórico se une al carbono 5' de la pentosa por un enlace éster.
Los nucleótidos presentes en el DNA se denominan deoxirribonucleótidos. En estos nucleótidos la pentosa es una 2'-deoxirriboda y la base nitrogenada puede ser una de las siguientes: adenina, guanina, citosina o timina.
Los nucleótidos del RNA se llaman ribonucleótidos; en ellos la pentosa es una ribosa y la base nitrogenada puede ser, como en el DNA, adenina, guanina o citosina, con excepción de la timina que en RNA se sustituye por uracilo.
Figura 1. Estructura de las pentosas ribosa y 2'-deoxirribosa y del ribonucleótido de adenina, adenosín monofosfato.
Las bases nitrogenadas
Los ácidos nucleicos tienen diferentes bases nitrogenadas, derivadas químicamente de la purina y la pirimidina. La citosina, el uracilo y la timina son las bases pirimídicas más comunes; la guanina y la adenina son las principales bases púricas.
Figura 2 y 3. Estructura de la pirimidina y de la purina, así como de las principales bases nitrogenadas derivadas de ellas y presentes en los ácidos nucleicos.
NUCLEÓSIDOS
Un nucleósido, resulta de la unión de una base y una pentosa. El carbono 1' de la pentosa se une covalentemente al nitrógeno 1 de las pirimidinas o al nitrógeno 9 de las purinas.
Figura 4.Estructura de los nucleósidos de adenina (adenosina) y de timina (timidina).
Los nucleósidos son más polares; es decir, más hidrofílicos que las bases libres; esta propiedad hace que los nucleósidos sean más solubles que las bases. La estabilidad de los nucleósidos en ácidos varía dependiendo de su base; los nucleósidos pirimídicos son relativamente estables mientras que en los púricos se rompen fácilmente entre la ribosa y la base.
Los ribonucleósidos citidina, uridina, guanosina y adenosina y los deoxirribonucleósidos correspondientes deoxitimidina, deoxiguanosina y deoxiadenosina, pueden estar en las células, no solo como ésteres en el hidroxilo 5' de la pentopsa con ácido fosfórico (nucleótido monofosfato) sino, también en forma de ésteres con ácido pirofosfórico (difosfato) o con ácido trifosfórico (trifosfato). El primer fosfato se denomina alfa y el segundo beta, y el más distal gamma.
Los nucleótidos tienen funciones celulares importantes; los deoxirribonucleótidos y los ribonucleótidos trifosforilados son los precursores en la síntesis del DNA y el RNA, respectivamente. El ATP, ADP Y AMP se relacionan con los procesos de transferencia de energía mediante el recambio de los fosfatos de alta energía. Los productos defosforilados resultantes (ADP o AMP), son refosforilados en un proceso en el que participa la respiración celular.
En general, estos nucleótidos son intermediarios de vías metabólicas, productos de degradación o moléculas importantes en procesos de regulación (cAMP, cGMP, ppGpp).
Otra función de los nucleótidos es la de ser acarreadores de ciertas unidades básicas para la síntesis de macromoléculas.
Figura 4. Estructura de los ribonucleósidos y los ribonucleótidos, mono-, di- o trifosfatados.
POLINUCLEÓTIDOS
Los nucleótidos se unen para formar a los polinucleótidos; el grupo fosfato en posición 5' de la pentosa se une por un enlace éster con el hidroxilo 3' de la pentosa del nucleótido vecino y así sucesivamente, hasta formar un polímero cuya unidad es el nucleótido. El esqueleto de los ácidos nucleicos está formado por una cadena donde se alternan una pentosa y un fosfato, mientras que las bases se proyectan perpendicularmente hacia afuera del esqueleto.
ÁCIDO DEOXIRRIBONUCLEICO (DNA)
El DNA está constituido por dos cadenas de polideoxirribonucleótidos formados por la unión de dAMP, dGMP, dCMP, dTMP.
La proporción y orden de colocación o secuencia de estos nucleótidos varía mucho entre especies diferentes.
Las células procarióticas, que son aquellas que no tienen un núcleo delimitado por una membrana, como por ejemplo las bacterias, poseen una sola molécula circular superenrollada de DNA (cromosoma o nucleoide). Esta molécula contiene aprox. 8 millones de nucleótidos y tiene una longitud de 1.3 milímetros.
En las células eucarióticas prácticamente todo el DNA se localiza en el núcleo unido a proteínas con un alto contenido de aminoácidos básicos (arginina y lisina): las histonas y protaminas. Existe además un pequeño porcentaje de DNA que se localiza en las mitocondrias de todas las células eucarióticas y en los cloroplastos de las células vegetales. El DNA de las células humanas se encuentra en 46 cromosomas.
ESTRUCTURA DEL DNA
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